Повышение технико-экономической эффективности инверторной микрогидроэлектростанции деривационного типа

В данной статье приводится сравнительный анализ технико-экономической эффективности инверторной микроГЭС деривационного типа с накопителем электроэнергии и микроГЭС автобалластного типа. Авторы обосновывают возможность экономии капитальных затрат на строительство инверторной микроГЭС с использованием интеллектуального управления её энергетическим балансом по сравнению с обычными микрогидроэлектростанциями с автобалластной стабилизацией напряжения.

Для оптимального управления генерирующим и преобразующим энергетическим обоудованием автономной системы электроснабжения предложены структура инверторной микроГЭС и алгоритм управления её энергетическим оборудованием по критериям оптимального выбора и стабилизации режима работы гидрогенератора при условии обеспечения электроэнергией потребителя и рационального рабочего режима аккумуляторных накопителей электроэнергии в соответствии с возмущающим воздействием — суточным графиком  нагрузки.

Обоснована возможность использования для балластного регулирования гидрогенератора двух типов управляемых балластных нагрузок: зарядного тока аккумуляторного накопителя электроэнергии и традиционного резистивного балласта.

Рассмотрены вопросы выбора рациональной генерируемой мощности инверторного гидрогенератора достаточной для обеспечения с помощью аккумуляторного накопителя электроэнергии потребности нагрузки, что позволяет уменьшать длину напорного трубопровода, установленную мощность гидрогенератора и, соответственно, капитальные затраты по сравнению с микроГЭС автобалластного типа.

Таким образом, статья представляет собой  анализ возможностей повышения технико-экономической эффективности инверторной микроГЭС деривационного типа при помощи использования аккумуляторного накопителя электроэнергии в качестве управляемого балласта и предлагаемых интеллектуальных алгоритмов управления её режимами работы.

Статья может быть полезна специалистам, занимающимся созданием и эксплуатацией микрогидроэлектростанций.

1. Малая и микрогидроэнергетика. URL: https://www.microhydro.ru/ (дата обращения 20.01.2022).

2. Borkowski D., Wegiel T. Small hydropower plant with integrated turbine-generators working at variable speed // IEEE Transactions on Energy Conversion. 2013. Vol. 28 (2). P. 452–459. DOI: 10.1109/TEC.2013.2247605.

3. Лукутин Б. В., Обухов С. Г., Шандарова Е. Б. Автономное электроснабжение от микрогидроэлектростанций: моногр. Томск: STT, 2001. 120 с.

4. Микрогидроэлектростанция мощностью 10 кВт. URL: https://inset.ru/produkcija/mges-10pr/ (дата обращения: 22.01.2022).

5. Металлопрокат, металл и сталь. URL: https://metallas.ru (дата обращения: 20.01.2022).

6. Обухов С. Г., Плотников И. А., Сарсикеев Е. Ж. Буферная система накопления электроэнергии для возобновляемой энергетики //Альтернативная энергетика и экология. 2012. № 9 (113). C. 137–141.

7. Типовые суточные графики. URL: https://www.onlineelectric.ru/dbase/graph24.php (дата обращения: 20.01.2022).

8. Проектирование электрических машин / Под ред. И. П. Копылова. Москва: Энергия, 1980. 496 с.

9. Промышленные источники бесперебойного питания. URL: https://www.bespereboynik.ru (дата обращения: 08.03.2022).

10. Popov M., Maniv O. Simulation of an autonomous power supply system based on lithium-iron-phosphate (LiFePO4) // MATEC Web of Conferences. 2017. Vol. 141. DOI: 10.1051/matecconf/201714101060.

11. Литиевые аккумуляторные батареи. URL: https://sways.ru/ (дата обращения: 08.03.2022).

12. Dybko M. A., Kuchak S. V., Bachurin P. A., Brovanov S. V., Kharitonov S. A. Load leveling for a diesel generator using an energy storage and instantaneous power theory // 2018 19th International Conference of Young Specialists on Micro/ Nanotechnologies and Electron Devices (EDM). 2018. P. 567–573. DOI: 10.1109/EDM.2018.8434936.

13. Hassoun J., Bonaccorso F., Agostini M. [et al.]. An Advanced Lithium-Ion Battery Based on a Graphene Anode and a Lithium Iron Phosphate Cathode // ACS Publications. 2014. Vol. 14. P. 4901–4906. DOI: dx.doi.org/10.1021/nl502429m.