Современный этап развития электроэнергетики характеризуется сменой технологической платформы с переходом к технологиям интеллектуальных сетей — smart grid [1, 2]. Формирование таких сетей требует внедрения новых технологий управления режимами, а также интерфейсов, обеспечивающих подключение возобновляемых источников энергии. Перспективным направлением развития интеллектуальных сетей является применение в системах электроснабжения (СЭС) энергетических роутеров (ЭР), построенных с использованием высокочастотных твердотельных трансформаторов [3, 4]. С помощью ЭР можно реализовать следующие функции: управление потоками электроэнергии; осуществление обмена информацией; интеграцию в СЭС установок распределенной генерации (РГ), в том числе работающих на возобновляемых источниках энергии (ВИЭ) [5–8]. Кроме того, внедрение ЭР в СЭС позволяет повысить надежность электроснабжения потребителей и качество электроэнергии с возможностью получения дополнительных доходов от реализации избыточной энергии ВИЭ.
В интеллектуальных сетях низкого напряжения (nano grid, pico grid) ЭР может реализовываться по безтрансформаторной схеме на основе звена постоянного тока [8]. В ЭР, подключаемых к интеллектуальным СЭС среднего напряжения (micro grid), как правило, используется схема с твердотельным трансформатором (SST), приведенная на рис. 1. Конструктивно SST представляет собой однофазный высокочастотный силовой трансформатор в моноблочном исполнении с двумя активными полупроводниковыми мостами. Такое техническое решение позволяет минимизировать размеры силового трансформатора, обеспечивает возможность подключения источников и потребителей на постоянном и переменном токе, а также поддерживает двухстороннюю передачу электроэнергии.
В статье представлены результаты моделирования режимов системы электроснабжения нетяговых потребителей, подключенной через ЭР и имеющей установки РГ, работающие с использованием возобновляемых энергоресурсов. Исследования проводились для нормальных и аварийных режимов работы СЭС с помощью пакетов имитационного моделирования Simulink и SimPowerSystems системы MATLAB.