Концепция интеллектуальных электрических сетей [1–4], положенная в основу перехода российской электроэнергетики на новую технологическую платформу, предусматривает широкое применение установок распределенной генерации (РГ) и накопителей электроэнергии (НЭ) [5–7]. Перспективными устройствами для использования в интеллектуальных электроэнергетических системах (ЭЭС) являются накопители, реализуемые на базе аккумуляторных батарей большой энергоемкости и позволяющие существенно повысить надежность электроснабжения ответственных потребителей. Кроме того, эти НЭ позволяют получить следующие дополнительные эффекты:
• выравнивание графиков нагрузки на границах раздела с питающей ЭЭС;
• демпфирование колебаний мощности и частоты генераторов РГ;
• повышение устойчивости параллельной работы установок РГ с питающей ЭЭС;
• улучшение показателей качества электроэнергии по отклонениям напряжений, несимметрии и несинусоидальности;
• уменьшение глубины провалов напряжений на шинах, к которым подключены ответственные потребители объектов инфраструктуры ЖД транспорта.
В настоящее время проявляется повышенный интерес к литий-ионным батареям ввиду их преимуществ перед другими типами аккумуляторов [8].
Ниже представлены результаты компьютерных исследований, направленных на определение влияния установок РГ и НЭ на снижение провалов в системах электроснабжения нетяговых потребителей, вызванных отключением основного питания или пуском мощных асинхронных электродвигателей.
Моделирование проводилось в системе MATLAB. В качестве объекта рассматривалась система электроснабжения нетяговых потребителей железной дороги, структурная схема которой представлена на рис. 1. При этом предполагалось формирование сетевого кластера - microgrid [9, 10] на основе вставки постоянного тока. Рассматривалось два варианта подключения НЭ (рис. 1):
1) батарея аккумуляторов присоединялась к шинам 6 кВ через инвертор и трансформатор;
2) НЭ подключался к шинам постоянного тока ВПТ.