ФОРМУВАННЯ МОДЕЛЕЙ РОЗПОДІЛУ ОБМЕЖЕНОГО РЕСУРСУ BESS В ЗАДАЧАХ ІНТЕГРАЦІЇ ВДЕ В ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТИЧНІ СИСТЕМИ

Анотація

Розширення масштабів використання відновлюваних джерел енергії актуалізує проблему раціонального залучення накопичувачів електроенергії до забезпечення режимної та експлуатаційної ефективності електроенергетичних систем. Особливу складність становить організація роботи електрохімічних накопичувачів за умов, коли один і той самий енергетичний ресурс необхідно використовувати для отримання економічного ефекту, підтримання балансу потужності та збереження можливості електропостачання відповідальних споживачів у післяаварійних режимах. За таких обставин виникає потреба у визначенні обґрунтованих правил розмежування доступної енергіїнакопичувача з урахуванням різної значущості визначених завдань.

У роботі запропоновано підхід до координації функцій системи накопичення електроенергії (BatteryEnergyStorageSystem, BESS), побудований на диференціації пріоритетів її використання. Основну увагу зосереджено на узгодженні комерційної експлуатації накопичувача з вимогами до стійкості електропостачання та можливістю функціонування локальної електроенергетичної системи за відсутності зовнішнього джерела живлення. Для математичного опису відповідних процесів сформовано взаємопов’язані моделі, які враховують зміну енергетичного стану батареї, граничні значення потужності заряджання та розряджання, втрати під час перетворення енергії й обмеження, зумовлені одночасним виконанням різних функцій.

Економічну складову представлено моделлю вибору режимів заряджання та розряджання з урахуванням цінових відмінностей і витрат, пов’язаних зі старінням акумуляторів. Для участі в балансуванні передбачено визначення доступних резервів регулювання з перевіркою їх забезпеченості необхідним запасом енергії. Задачу підтримання електропостачання після аварійного відключення розглянуто через формування умов живлення навантажень різної критичності та обмеження їх сумарного споживання відповідно до можливостей накопичувача й наявності інших джерел генерування.

Відмінною рисою запропонованого підходу є організація розподілу ресурсу за ієрархічним поділом, відповідно до якого першочергово забезпечуються вимоги безпеки та відновлення електропостачання, далі враховуються потреби балансування, а залишковий ресурс спрямовується на отримання економічного результату. Додатково передбачено адаптацію обсягу аварійного резерву до характеристик критичного навантаження, тривалості необхідного автономного живлення, доступності альтернативних джерел і поточного стану мережі. На основі зазначених положень сформовано послідовність дій системи енергетичного менеджменту (EMS), що охоплює оцінювання доступного ресурсу, визначення необхідних резервів, планування комерційних режимів та коригування керувальних рішень залежно від зміни умов функціонування.

Запропоновані положення можуть бути використані під час розроблення стратегій керування накопичувачами в електроенергетичних системах із відновлюваними джерелами енергії, зокрема в локальних системах, для яких важливими є як економічна доцільність експлуатації, так і збереження електропостачання критичних споживачів.