Оптимизация соотношения мощностей ветровых и солнечных электростанций - Кузнецов, Н. П.; Смертюк, В. Н.; Лысенко, Ольга Валерьевна; Лисенко, Ольга Валеріївна; Lysenko, Olha; Нестерчук, Діна Миколаївна; Нестерчук, Дина Николаевна; Nesterchuk, Dina; Адамова, Светлана Викторовна; Адамова, Світлана Вікторівна; Adamova, Svitlana (My University, 2018)
RU: Целью данной работы является определение критериев и расчет оптимального соотношения различных источников возобновляемой энергии для гибридных энергосистем, оценка случайной составляющей колебаний мощности и возможности ее минимизации. Предмет исследования - переменный и слабо прогнозируемый в краткосрочной перспективе характер генерации мощности, присущий ветровой и солнечной энергетике, что может привести к негативному воздействию на режимы работы энергосистемы. Это касается устойчивости динамических процессов в системах электроснабжения и соответственно организации диспетчерского управления энергосистемами. Для построения математической модели этих процессов в работе были использованы ряд фактических данных о климатических параметрах и режимах энергопотребления при совместной работе ветровой и солнечной станций. В качестве экспериментальных исследований были собраны и статистически обработаны исходные данные, по результатам которых разработаны математические модели в форме композиции детерминированной и стохастической составляющих. Проведены теоретические исследования по и поиску оптимальных соотношений мощностей ВЭС и СЭС методом «поверхности отклика», а уточнение - методом дихотомии. Предметом оптимизации в работе является вариативность нагрузки в зависимости от доли ВИЭ и пропорции «ВЭС/СЭС». Приоритетность критериев определялась в зависимости от потребностей и назначения энергосистемы. В качестве комбинированного единичного критерия предложено использовать коэффициент вариации; его минимум является результатом как роста эффективной мощности ВИЭ, так и уменьшения вариативности. Рассмотренные в работе данные соотношения ветровой и солнечной составляющих генерирования электроэнергии позволяют определить варианты с минимальной дисперсией генерации ВИЭ или с минимальным отношением дисперсии к средней генерируемой мощности, при этом оптимальным решением будет определенная пропорция ветровой и солнечной составляющих, зависящая от среднегодовых или сезонных погодных условий. Как правило, доля ВЭС должна составлять 10-40 % совокупной номинальной мощности ВИЭ в зависимости от общей доли ВИЭ. EN: The purpose of the research is to determine criteria and calculate optimal ratio of different renewable energy sources (RES) for hybrid systems, estimate the random component of power fluctuation and consider the opportunities for its minimization. As a subject of the study it is variable and poorly forecasted in a short-term prospect character of generated power can negatively affect modes of grid operation. This concerns stability of dynamic processes in the systems of power supply. To develop a mathematical model of these processes a number of factual data on the climatic parameters and energy consumption regimes during the joint operation of solar and wind stations was used. As an experimental study suggests, the initial data were collected and statistically processed. Based on the results, mathematical models were developed in the form of a composition of deterministic and stochastic components and theoretical studies on the search for optimal ratios of capacities of wind and solar power stations were carried out. The object of optimization in the work is the load variability. As a combined single criterion, it was proposed to use the coefficient of variation. The ratios of the wind and solar components of the power generation, considered in this study, has allowed us to determine variants with a minimal dispersion of RES generation or with a minimum ratio of dispersion to average generated power which depends on the average annual or seasonal weather conditions. As a rule, the share of wind power plants should be 10-40% of the total rated RES power, depending on the total share of RES. RO: Caracterul intermitent al puterii de generare a centralelor eoliene și fotovoltaice are un impact negativ asupra sistemelor electroenergetice. Scopul lucrări constă în determina criteriilor și a raportului optim al puterii surselor de energie regenerabilă în sistemele hibride energetice, precum și estimarea componentei aleatoare a fluctuațiilor de putere întru minimizării acesteia. S-au utilizat date reale privind parametrii climatici și regimurile de consum de energie la funcționarea în paralel a centralelor eoliene și fotovoltaice, care s-au colectat și procesat,ca în baza lor să se elaboreze modele matematice cu pentru analiza parametrică raporturilor puterilor centralelor eoliene și celor fotovoltaice, utilizând metoda suprafeței de răspuns (response surface). Precizarea rezultatelor se face cu metoda dihotomiei (dividing search). Ca criterii pentru optimizare s-au selectat variabilitatea sarcinii în funcție de ponderea surselor regenerabile de energie și raportului puterii "centrale eoliene / centrale fotovoltaice". Prioritatea criteriilor a fost determinată în funcție de necesitățile și scopul sistemului energetic. Ca criteriu, se propune utilizarea coeficientului de variație. Valoarea minimă se obține ca rezultatul al creșterii puterii efective a surselor regenerabile de energie și a reducerii variabilității. Raporturile componentelor eoliană și solară ne permit să identificăm opțiuni cu o dispersie minimă de generare a energiei regenerabile sau cu un raport de dispersie minim la puterea medie generată. Ca criteriu de optimizare, sa propus alegerea minimizării dispersiei totale sau a variației suplimentare a sarcinii sistemului de energie electrică. Ca regulă, ponderea centralelor eoliene ar trebui să fie de 10-40% din puterea nominală totală a centralelor de energie regenerabilă din sistem.
Optimizing the Ratio of Wind and Solar Power Stations
Optimizarea raportului puterii centralelor eoliene și fotovoltaice
Keywords: возобновляемые источники энергии; солнечная электростанция; ветровая электростанция; оптимизация; комбинированные системы электроснабжения; renewable energy sources; solar power station; wind power station; optimization; and combined systems of power supply; surse de energie regenerabilă; centrală fotovoltaică; centrală eoliană; sisteme complexe de alimentare cu energie electrică