По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.316

Анализ структуры и разработка имитационной модели системы накопления электроэнергии на основе литий-ионных аккумуляторных батарей

Белоусов А. В. канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрой электроэнергетики и автоматики, Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, г. Белгород, e-mail: ntk@intbel.ru
Жилин Е. В. канд. техн. наук, доцент, Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, г. Белгород, e-mail: zhilinevg@mail.ru
Прасол Д. А. канд. техн. наук, доцент, Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, г. Белгород, e-mail: dapras@mail.ru
Ключевые слова: имитационная модель, система накопления электроэнергии, литий-ионные аккумуляторные батареи, распределительная электрическая сеть, энергоэффективность

В работе произведен анализ структуры системы накопления электроэнергии (СНЭ) на основе литий-ионных аккумуляторных батарей. Представлена разработанная имитационная модель системы накопления электроэнергии в программном комплексе Мatlab Simulink для исследования возможности применения систем накопления электроэнергии с целью повышения энергоэффективности распределительных сетей средних напряжений 10 кВ. Выполнена оценка эффективности применения СНЭ на основе имитационного моделирования.

Литература:

1. Дудко К.C. Анализ приоритетных направлений и ключевых технологий накопления электрической энергии / К.C. Дудко, Д.А. Прасол // Молодежь и научно-технический прогресс. – Губкин: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2021. – C. 47–52.

2. ГОСТ 58092.3.1-2020. Системы накопления электрической энергии (СНЭЭ). Проектирование и оценка рабочих параметров. Общие требования. Введ. 2020-11-01 [Текст]. – М.: Стандартинформ, 2020. – 38 с.

3. Дудко К.C. Оценка эффективности применения систем накопления энергии на основе литий-ионных аккумуляторов для повышения качества электроэнергии / К.C. Дудко, Д.А. Прасол // Образование. Наука. Производство. – Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2020. – C. 2093–2098.

4. Абдулваххаб М.В. Повышение качества электроснабжения с применением распределенной комбинированной генерации: дис. … канд. техн. наук: 05.14.02 / Мохаммед Валид Абдулваххаб. – Белгород, 2021. – 159 c.

5. Пантелеев В.И. Оценка эффективности использования распределенной генерации в сетях Республики Ирак методом имитационного моделирования / В.И. Пантелеев, М.А. Авербух, Е.В. Жилин, М.В. Абдулваххаб // Промышленная энергетика. – 2020. – № 5. – С. 50–57.

6. Жилин Е.В. Имитационное моделирование фотопанелей в распределительных сетях Республики Ирак / Е.В. Жилин, М.В. Абдулваххаб // В сб.: Инновационные решения в агроинженерии в XXI веке. Материалы Национальной научно-практической конференции. – Май, 2021. – С. 214–217.

7. Жилин Е.В. Имитационное моделирование солнечно-дизельного комплекса в распределительных сетях / Е.В. Жилин // В сб.: Наукоемкие технологии и инновации (XXIV Научные чтения). Сборник докладов Международной научно-практической конференции. – Белгород, 2021. – С. 399–404.

8. Жилин Е.В. Особенности влияния распределенной генерации на потокораспределение в электрических сетях Ирака / Е.В. Жилин, М.В. Абдулваххаб // Интеллектуальная электротехника. – 2019. – № 4. – С. 44–51.

9. Дудко К.C. Разработка алгоритма определения параметров и мест размещения систем накопления электроэнергии в распределительной электрической сети / К.C. Дудко, Д.А. Прасол // В сб.: Международная научно-техническая конференция молодых ученых БГТУ им. В.Г. Шухова, посвященная 300-летию РАН. Сборник докладов Национальной конференции с международным участием. – Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2022. – С. 214–219.

10. Шклярский Я.Э. Разработка алгоритма определения мест подключения систем накопления электроэнергии / Я.Э. Шклярский, О.С. Васильков // Известия Тульского гос. у-та. Технические науки. – Тула: Изд-во ТГУ, 2021. – C. 165–173.

11. Бахтеев К.Р. Повышение эффективности функционирования систем централизованного и автономного электроснабжения путем комплексного применения электрохимических накопителей энергии, малой генерации и форсировки возбуждения синхронных машин: дис. … канд. техн. наук: 05.09.09 // Бахтеев Камиль Равилевич. – Казань, 2019. – 190 c.

12. Применение систем накопления энергии – новая ступень технологического развития систем электроснабжения. – М.: Изд-во ООО «Системы накопления электроэнергии», 2019. – 29 с.

13. Авербух М.А. Выбор узлов подключения распределенной генерации в сетях Республики Ирак / М.А. Авербух, Е.В. Жилин, Е.Ю. Сизганова, М.В. Абдулваххаб // Электротехнические системы и комплексы. – 2020. – № 2 (47). – С. 4–10.

Работа выполнена в рамках реализации федеральной программы поддержки университетов «Приоритет 2030» с использованием оборудования на базе Центра высоких технологий Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова.

Накопление энергии становится все более важной частью будущих энергетических систем, обеспечивая значительный вклад в энергоснабжение и энергетическую безопасность будущего.

В настоящее время в мире активно исследуются технологии накопления электрической энергии и разрабатываются различные системы накопления (СНЭ), суть применения которых заключается в возможности разделять во времени процессы производства и потребления электроэнергии. Такого рода заинтересованность сопряжена с формированием технологий Smart Grid, а также переходом EЭС Российской Федерации на новейшую научно-техническую платформу Интеллектуальной электроэнергетической системы с активно-адаптивной сетью (ИЭС ААС) [1].

При сравнении основных характеристик наиболее распространенных видов электрохимических накопителей становится очевидным, что литий-ионные батареи имеют преимущества по отношению к другим. Их удельная энергия в несколько раз выше, чем у других электрохимических АКБ, благодаря которой становится возможным сооружать накопители большой мощности и малых габаритов. Также они имеют небольшое время заряда и низкий процент саморазряда, способны выдерживать до 20 тыс. циклов заряда-разряда и являются более экологически чистыми из-за отсутствия токсичных веществ [1, 2].

Применение СНЭ на основе литийионных аккумуляторных батарей путем присоединения их к шинам 0,4 кВ комплектных трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ в распределительных электрических сетях позволит производить сглаживание пиков суточных графиков нагрузок, регулировать напряжение в распределительной сети, снизить потери электроэнергии, а также позволит осуществлять резервирование ответственных потребителей. Данный метод применения СНЭ является наиболее гибким и сочетает все достоинства, которыми они обладают [2].

Для Цитирования:
Белоусов А. В., Жилин Е. В., Прасол Д. А., Анализ структуры и разработка имитационной модели системы накопления электроэнергии на основе литий-ионных аккумуляторных батарей. Главный энергетик. 2023;1.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: