Проблема повышения энергоэффективности в распределительных сетях связана с вопросами передачи, хранения и накопления электроэнергии. В настоящее время достаточное распространение получило использование возобновляемых источников электрической энергии для энергоэффективного электроснабжения и корректирования неравномерной нагрузки, что отражено в нормативных документах [1, 2].
Накопители электроэнергии нашли широкое применение в концепции интеллектуальных сетей smart grid [3]. Основной проблемой сетей, в которых используются возобновляемые источники энергии, является непостоянство энергий солнца и ветра, что оказывает негативное влияние на графики потребляемой мощности и уровень напряжения в ветвях. Также следует отметить высокую стоимость систем накопления электрической энергии.
При передаче электрической энергии в распределительных сетях среднего класса напряжения на большие расстояния происходят значительные потери мощности, что обусловлено присутствием реактивного тока в линиях, который направлен противоположно активному, что, в свою очередь, является причиной появления перетока мощности на участках сети.
Применение управляемых накопителей электроэнергии (УНЭ) в виде конденсаторных батарей со стандартной системой управления при выборочном их размещении позволяет сократить переток реактивной мощности; способствует сглаживанию пиков нагрузки и выравниванию уровня напряжения в распределительной сети без существенных затрат [4, 5].
Под системой УНЭ в данной работе понимается система, которая состоит из следующих функциональных элементов: емкостного накопителя на базе литий-ионных аккумуляторных батарей; полупроводникового преобразователя, работающего в режиме выпрямления при накоплении энергии конденсатором и в режиме инвертирования при отдаче энергии в сеть; системы управления накопителем. В качестве вспомогательного источника энергии возможна установка фотоэлектрических панелей.
Использование систем УНЭ направлено на решение следующих задач: