Воздушные линии электроснабжения РФ имеют огромную протяженность. При этом большая часть страны, в первую очередь речь идет о северных и восточных территориях, не охвачена централизованной системой электроснабжения. Объекты, получающие электропитание от длинных тупиковых веток, испытывают проблемы с качеством и бесперебойностью электроснабжения. Для автономных островных энергосистем с системами локальной генерации – дизельных электростанций (ДЭС) и газо-поршневых агрегатов – помимо качества и надежности чрезвычайно важны вопросы стоимости электроэнергии, тесно связанные с экономией топлива и мото-часов генераторов.
Несмотря на то, что перечисленные проблемы имеют различную природу и характер, системы накопления электрической энергии (СНЭЭ) могут являться универсальным средством, позволяющим повысить качество и надежность электроснабжения, достичь значительной экономии топлива и оптимизировать нагрузку генераторов.
На удаленных объектах, питающихся от протяженной и разветвленной сети 0,4 кВ, из-за падения напряжения в период пиковых нагрузок возникают просадки напряжения с величиной, превышающей допустимые значения. При этом также нередки ситуации, когда из-за неравномерной загрузки по фазам просадки возникают на одной или двух фазах. Характерный суточный график изменения пофазного напряжения в линии, снятый в реальной сети, в точке, близкой к потребителю, приведен на рис. 1.
СНЭЭ может выравнивать величину напряжения, выдавая дополнительную мощность в сеть (при снижении напряжения) или забирая мощность из сети (при повышении напряжения). Величина выдаваемой мощности может различаться для разных фаз. При этом недостающая мощность может выдаваться за счет как энергии, запасенной в батареях подсистемы накопления СНЭЭ, так и забираться из недогруженной фазы.
Широкий функционал СНЭЭ позволяет гибко настраивать алгоритмы, реализовывать компенсацию мощности по величине напряжения в точке подключения, мощности потребления объекта или по заданному расписанию. Кроме того, система позволяет компенсировать реактивную мощность, тем самым приводя коэффициент мощности ближе к единице. Величина генерируемой реактивной составляющей может различаться для разных фаз, что актуально для энергосистем жилых поселков с неравномерной загрузкой фаз.