Разработка усовершенствованной методики выбора параметров и мест размещения систем накопления электроэнергии в распределительных электрических сетях

Abstract

Состояние вопроса. В условиях цифровизации электрических сетей, наиболее массовым и проблемным элементом остаются распределительные электрические сети. Технологические решения, повышающие энергетическую эффективность указанных сетей, заключаются в управлении напряжением и пропускной способностью линий электропередачи с использованием распределенной генерации и регулирования накопителями электроэнергии. Однако на настоящий момент отсутствует универсальная методика выбора параметров и мест размещения систем накопления электроэнергии (СНЭ) в распределительных электрических сетях, учитывающая изменение суточных графиков нагрузок, разработке которой посвящена данная статья. Материалы и методы. Исследование выполнено с анализом отечественных и зарубежных научнотехнических изданий, посвященных вопросам выбора параметров и мест размещения СНЭ в распределительных сетях, а также с применением известных аналитических методов расчета характерных величин суточных графиков нагрузок. В процессе выполнения практической части методом исследования являлось математическое моделирование. В качестве инструмента моделирования применялся программный комплекс PSS SINCAL. Результаты. Выполнен анализ существующих методик выбора параметров и мест размещения СНЭ в распределительных электрических сетях. Разработаны критерии оптимальности выбора параметров и места установки СНЭ в зависимости от целей применения накопителей. Обоснованность принятых критериев оптимальности подтверждена результатами практических расчетов на математической модели. Выводы. Разработанная усовершенствованная методика может быть использована при проектировании реконструкции и новом строительстве распределительных электрических сетей с применением накопителей электроэнергии, увеличивающих технико-экономическую эффективность работы сети. State of the art. In the context of digitalization of electric grids, distribution grids remain the largest-scale and most problematic component. Technological solutions to improve the energy efficiency of these grids consist managing the voltage and transmission capacity of transmission lines using distributed generation and storage- based controls. However, to date, there is no universal method for appropriate sizing and placement of battery energy storage systems (BESS) in distribution grids that would take into account the varying daily load schedules, which is the subject matter of this paper. Materials and methods. Researchers have reviewed Russian and international scientific and technical publications on sizing and placement of BESS in distribution grids. Besides, this research uses well-known analytical methods for calculating the characteristic daily loads. Mathematical modeling was crucial to the experimental part and was done by means of PSS SINCAL. Results. The paper analyzes and presents state-of-the-art methods for sizing and placement of BESS in distribution grids. The authors have devised optimality criteria that help tailor the parametrization and placement of BESS to the application. The criteria are proven solid by mathematical modeling. Conclusions. The methodology herein presented can be used for the reconstruction and new construction of storage-enabled distribution grids of better economic efficiency and performance.