Дослідження способів регулювання реактивної потужності сонячної електростанції в розподільній мережі 35 кВ
Автор: Погребняк Максим Олегович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Системи управління виробництвом і розподілом електроенергії
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2022-2023 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: В електроенергетичні системи Україні останніми роками значно зросло впровадження сонячних електростанцій. Так в 2017-20 роках в Україні впроваджено в експлуатацію понад 6,2 ГВт сонячних електростанцій відновлюваної енергетики, і вже у першому півріччі 2021 року загальна потужність сонячних електростанцій досягла 6,4 ГВт [1,2]. Як вказується в останніх аналізах режимів роботи енергосистеми України це викликає суттєві проблеми, пов’язані регулюванням частоти, перетоків потужності та напруги [3]. Аналізуючи вплив сонячних електростанцій на роботу електроенергетичних систем потрібно відзначити, що їх використання значно підвищує ефективність забезпечення споживачів електричною енергією [4, 5]. Але разом з цим, це створює й низку проблем в експлуатації електроенергетичних систем, що потребує застосування відповідних засобів пом’якшення цих негативних впливів і цілеспрямованого керування нормальними та перехідними режимами роботи сонячних станцій. У багатьох дослідженнях, пов’язаних з використанням сонячних електростанцій в електроенергетичних системах, значну увагу приділено технологіям регулювання її реактивної потужності з метою пом’якшення вищезазначених проблем [3,6]. У розподільних мережах з сонячними станціями напруга на шинах віддалених підстанцій зростає. Потоки реактивної потужності також впливають на напругу мережі. Ємнісна реактивна сонячних станцій призводить до додаткового підвищення напруги, яка може досягати критичного рівня. Функції регулювання реактивної потужності та напруги дозволяють операторам ефективно пом’якшувати проблеми негативного впливу сонячних електростанцій на режими електричної мережі, пов’язані з: регулюванням напруги, оптимізацією втрат активної потужності, підтримкою стійкості та надійності електропостачання. Об?єкт дослідження – розподільні електричні мережі. Предмет дослідження – режими роботи електромережі з сонячними станціями. Мета дослідження – розрахунки режимів і аналіз впливу способів регулювання реактивної потужності сонячної електростанції на зміни напруги і втрати електроенергії в електричній мережі. Робота присвячена дослідженням впливу сонячної електростанції на режим роботи електричної мережі. У теоретичній частині здійснено аналіз стану сонячної енергетики у світі та в Україні. Зосереджено увагу на особливостях використання енергії сонця та проблемах їх впровадження в електричні мережі. У практичній частина роботи розроблено модель в середовищі програмного комплексу ДАКАР для дослідження режимів роботи електричної мережі з сонячною електростанцією. За допомогою цієї моделі здійснено аналіз впливу сонячної електростанції на втрати енергії та зміни напруги в досліджуваній електричній мережі. Результати дослідження показали, що використання інвертора сонячної електростанції для компенсації реактивної потужності в аналізованій розподільній мережі пов’язане з наступне протиріччям: зменшення втрат енергії внаслідок збільшення реактивної потужності сонячної станції призводить до збільшення амплітуди змін напруги в мережі. Розуміння такої взаємодії є важливим під час впровадження сонячних електростанцій в експлуатацію та вибору способу регулювання реактивної потужності в реальних розподільних мережах.