АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С ВИЭ

ANALYSIS OF GRAIN DRYING PLANT SYSTEMS

She Stanislav Tenyunovic

Student, Department of Electric Drive and Automation of Technological Processes, Far Eastern State Agrarian University,

Russia, Blagoveshchensk

Lyashenko Tatyana Alexandrovna

Senior Lecturer, Department of Electric Drive and Automation of Technological Processes, Far Eastern State Agrarian University,

Russia, Blagoveshchensk

Dubkova Elena Sergeevna

Scientific supervisor, candidate of Sciences in Agricultural, associate professor, Far Eastern State Agrarian University,

Russia, Blagoveshchensk

АННОТАЦИЯ

В статье проводится анализ моделей систем энергоснабжения и их интеграция с возобновляемыми источниками энергии, а также факторы, влиящие на эффективность и устойчивость системы.

ABSTRACT

The article analyzes power supply system models and their integration with renewable energy sources, as well as factors affecting the efficiency and stability of the system.

Ключевые слова: энергоснабжение, возобновляемые источники энергии,интеграция ВИЭ, моделирование систем.

Keywords: power supply, renewable energy sources, RES integration, system modeling.

Энергоснабжение является основой функционирования промышленных и сельскохозяйственных объектов. Интеграция возобновляемых источников энергии (ВИЭ) становится приоритетной задачей для повышения энергоэффективности, снижения нагрузки на традиционные сети и уменьшения выбросов CO₂. Причины, имеющие большое значение для энергетики и экономики:

1. Снижение зависимости от ископаемого топлива. Использование солнечной, ветровой и других видов ВИЭ уменьшает потребление углеводородов и повышает энергетическую независимость.
2. Экологическая безопасность. ВИЭ позволяют сократить вредные выбросы и снизить воздействие на климат.
3. Экономическая эффективность. При правильной интеграции затраты на генерацию и передачу электроэнергии снижаются за счёт локальной выработки.
4. Повышение надёжности. Гибридные системы (ВИЭ + накопители + резерв) обеспечивают бесперебойное питание даже при нестабильной погоде.

В современных условиях актуальной задачей является интеграция возобновляемых источников в существующие модели систем энергоснабжения с учётом нестабильности выработки ВИЭ, сезонных колебаний и режимов потребления. Особое внимание уделяется цифровому моделированию, позволяющему прогнозировать балансы мощности и управлять потоками энергии в реальном времени.

Цель работы: исследовать влияние параметров при интеграции возобновляемых источников в модель системы энергоснабжения на эффективность и надёжность энергоснабжения потребителей. Этапы достижения цели: 1) провести анализ существующих проблем при интеграции ВИЭ в системы энергоснабжения; 2) определить возможные способы интеграции ВИЭ в существующую модель системы энергоснабжения; 3) определить, как изменение доли ВИЭ и ёмкости накопителей влияет на устойчивость системы при интеграции.

Важно отметить, что на процесс интеграции ВИЭ в систему энергоснабжения непрерывно воздействуют факторы, такие как:

Нестабильность генерации ВИЭ: зависит от погодных условий, времени суток и сезона.

Ёмкость и тип накопителей энергии: литий-ионные аккумуляторы, гидроаккумулирование или водородные системы.

Характер нагрузки: суточные и сезонные графики потребления.

Возможность резервирования от традиционной сети или дизельных генераторов.

Наличие цифровых систем управления и прогнозирования (SCADA, прогноз погоды, AI-алгоритмы).

Они влияют на энергетический баланс и экономическую эффективность системы.

Виды интеграции возобновляемых источников в системы энергоснабжения:

Автономные системы (off-grid). Полностью изолированы от центральной сети. Используются в удалённых районах. Интеграция ВИЭ в такие модели осуществляется на базе накопителей энергии и резервного генератора. Требуют точного расчёта мощности и запаса энергии.

Сетевые системы с компенсацией (on-grid). Подключены к общей энергосети. Интеграция ВИЭ позволяет передавать избыток энергии в сеть, а дефицит — забирать из сети. Эффективны при зелёных тарифах и двустороннем учёте.

Гибридные системы с активным управлением. Комбинируют несколько типов ВИЭ (солнце + ветер), накопители и подпитку от сети. Интеграция применяется для промышленных и сельскохозяйственных объектов с нестабильным графиком нагрузки.

Микросети (microgrid). Локальные энергосистемы, способные работать как параллельно с сетью, так и автономно. Интеграция ВИЭ позволяет повысить надёжность и качество электроснабжения при высокой доле возобновляемой генерации.

Применение цифровых технологий (прогнозная аналитика, автоматизированные системы управления, IoT-датчики) при интеграции ВИЭ в системы энергоснабжения позволяет автоматизировать выбор режимов работы накопителей, минимизировать затраты и повысить устойчивость системы к колебаниям генерации.

В ходе исследования был проведён анализ существующих моделей систем энергоснабжения и способов интеграции в них возобновляемых источников, выявлены ключевые факторы устойчивости, преимущества и недостатки каждого подхода. В дальнейшем работа будет проводиться при интеграции ВИЭ в модель системы энергоснабжения сельскохозяйственного предприятия с солнечной генерацией и аккумуляторными накопителями.

Интеграция возобновляемых источников в модель системы энергоснабжения.

В рамках исследования рассматривается интеграция фотоэлектрических панелей, инвертора, контроллера заряда и литий-ионного накопителя в существующую модель энергоснабжения с возможностью резервного подключения к сети и цифровой системой управления на базе микроконтроллера.

Интеграция позволяет оценить баланс мощности для типового суточного графика нагрузки и определить оптимальную ёмкость накопителя для обеспечения автономности не менее 8 часов.

Заключение.

Исследование интеграции возобновляемых источников энергии в модель системы энергоснабжения является актуальной задачей для повышения энергетической независимости и устойчивости сельскохозяйственных и промышленных объектов. Использование современных методов интеграции и цифровых технологий позволяет увеличить эффективность, снизить эксплуатационные расходы и минимизировать воздействие на окружающую среду.

Список литературы:

1. Булатов Ю.Н., Крюков А.В., Суслов К.В., Крюков А.Е. Системы электроснабжения с возобновляемыми источниками энергии: моделирование и управление: монография. — Москва: Директ-Медиа, 2024. — 196 с.
2. Хоютанов А.М., Васильев П.Ф., Давыдов Г.И., Реев В.Г. Особенности моделирования микрогрид систем для удаленных и труднодоступных территорий Арктики Республики Саха (Якутия) // Научно-методиче-ский электронный журнал «Концепт». — 2023. — № 6. — С. 45–52.
3. Безруких П.П., Белых С.С. Разработка системы мониторинга элек-троснабжения сельского домовладения в средней полосе России // Электрические станции. — 2021. — № 3. — С. 42–48.