Вплив зміни потужності вітру та потужності навантаження на ємність системи балансування

Анотація

У дослідженні представлено метод врахування впливу потужності вітроустановки та потужності навантаження на розмір накопичувача енергії, який складається з акумуляторів однакової ємності, для балансування енергії в системах розподіленої генерації з вітроустановками. Для врахування впливу розраховується різниця між енергією вітру та навантаження залежно від закону розподілу потужності вітру та навантаження. Було представлено 2 методи розрахунку різниці енергій: метод різниці 1-го порядку та метод різниці 2-го порядку. При використанні методу різниці 1-го порядку використовується різниця між згенерованою енергією вітру та енергією, отриманою навантаженням протягом обраного інтервалу часу. При використанні методу різниці 2-го порядку використовується різниця між теоретичним і фактичним значенням енергії протягом обраного інтервалу часу. Різниця енергії потім використовується для знаходження часу, необхідного для того, щоб навантаження отримало недостатню кількість енергії. При використанні великого інтервалу часу він розбивається на менші інтервали, для кожного з них розрахунок відбувається окремо, формуючи вибірку значень, а остаточне значення вибирається з вибірки виходячи з бажаного довірчого інтервалу. Виконано порівняння 4 методів розрахунку розміру накопичувача енергії, заданого певною кількістю акумуляторів: параметризований та непараметризований метод різниці 1-го порядку з урахуванням та без урахування параметрів відповідно, та метод різниці 2-го порядку, також параметризований і непараметризований, де параметрами є: струм розряду, необхідна тривалість розряду, глибина розряду, ємність акумулятора, коефіцієнт Пейкерта, час розряду при повністю зарядженому акумуляторі, температура навколишнього середовища і похибка прогнозування потужності вітру. У якості прикладу розрахунку було взято та оброблено дані швидкості вітру з провінції Фуєн у В’єтнамі, з яких потім було пораховано потужність вітру, та дані потужності навантаження з приватного домогосподарства у О-де-Сені у Франції, та свинцево-кислотний акумулятор HZB12-180FA. Оскільки дані швидкості вітру мають добові варіації, розмір кожного інтервалу часу було обрано рівним добі. З вибірки даних кількості акумуляторів було обрано значення, що рівне 95% перцентилю. Було показано, що використання параметризованого методу у порівнянні з непараметризованим призводить до збільшення необхідної кількості акумуляторів, що пояснюється уточненням значення необхідної кількості акумуляторів у зв’язку з впливом перерахованих параметрів. А використання методу різниць 2-го порядку у порівнянні з методом різниць 1-го порядку може значно зменшити необхідну кількість акумуляторів при використанні відповідного алгоритму керування системою балансування, навіть якщо метод є параметризованим. Подальші дослідження можуть бути спрямовані на аналіз стану заряду акумуляторів залежно від їх кількості, рентабельність встановлення акумуляторів відповідно до кількості вільної енергії та продаж надлишку енергії у зовнішню мережу.