Современные технологии накопления энергии позволяют решать многие актуальные проблемы, которые традиционными методами не могут быть решены или решаются не самым эффективным образом [1].
Одна из таких проблем – резкопеременная нагрузка. Электроустановки большой мощности, имеющие нестационарный стохастический характер потребления, могут оказывать значительное негативное влияние на режимы энергосистемы. В автономных системах это приводит в необходимости значительно завышать номинальную мощность генераторных агрегатов (ГА) по сравнению со средним значением нагрузки и к существенному перерасходу топлива. Кроме того, в резкопеременных режимах значительно растут потери в генераторах и сокращается моторесурс приводных двигателей. В объединенных и изолированных энергосистемах резкопеременная нагрузка способна провоцировать или усиливать низкочастотные колебания (НЧК) режимных параметров [2], снижать уровень статической, динамической устойчивости и ухудшать качество электроэнергии.
В литературе в большинстве случаев предлагается упрощенная методика определения основных параметров накопителей энергии: мощность и энергоемкость. В качестве примера можно привести методику, предложенную в [3]. Эти методики не дают возможности определять параметры накопителя энергии для подавления гармоник, которые должны быть исключены из графика нагрузки.
В статье предлагается методика расчета мощности и энергоемкости накопителя по экспериментальным нагрузочным диаграммам.
Под автономными понимаются энергосистемы отдельных поселений, предприятий, морских платформ, судов, подъемно-транспортных машин и т. п. Как правило, для них характерна соизмеримость мощностей основных наиболее крупных потребителей электроэнергии и электростанции. Количество ГА на таких станциях ограниченно. Нередко на них устанавливается всего один ГА.
В автономных энергосистемах с резкопеременным характером нагрузки ГА работают в наиболее тяжелых режимах. Прежде всего это проявляется в том, что мощность ГА выбирается по максимальному значению нагрузки, в то время как ее среднее значение не превышает 20–25%. Это приводит к завышению установленной мощности генераторных агрегатов по отношению к средней мощности нагрузки и соответственно к существенному увеличению удельного расхода топлива.