Управление электромагнитными переходными процессами в системе регулирования выходных параметров солнечной электростанции в условиях Республики Таджикистан

В настоящее время, по мере увеличения спроса на электроэнергию во всех секторах, существует острая необходимость во внедрении альтернативных возобновляемых источников энергии в современные энергосистемы. Возобновляемые источники энергии, которые состоят из солнечной (фотоэлектрической, PV), ветровой и гидроэнергии, являются ключевыми альтернативными источника «зеленой энергии». Благодаря научно-техническому прогрессу стоимость фотоэлектрических преобразователей солнечной радиации неизменно снижается высокими темпами, что дает возможность строить солнечные электростанции достаточно большой мощности. В ближайшие десятилетия солнечная энергетика станет стимулом для экономического развития стран, которые обладают максимальным «солнечным» ресурсом. Республика Таджикистан является одной из таких стран, которая обладает высоким потенциалом солнечной энергии.

В статье представлен анализ ресурсы и потенциал солнечной энергии в условиях Республики Таджикистан. Выполнено исследование электромагнитных переходных процессов в сетях с фотоэлектрическими солнечными электростанциями. Представлены основные уравнения, имитационная модель и выполнены расчеты переходных процессов с учетом изменения напряжения на шинах постоянного тока. Предложен алгоритм управления системы автоматического регулирования выходных параметров. Проведен анализ динамических и статических режимов при параллельной работе солнечной электростанции с сетью. Построена структурная схема и компьютерная модель в пакете MATLAB совместно с Simulink и Power System Blockset.

1. Renewables 2020, Global Status Report/ REN 21 Paris-2020.Official website of NP "Russian solar energy Association". URL. http://pvrussia.ru (accessed 17.09.2016).

2. Safaraliev, M.K., Odinaev, I.N., Ahyoev, J.S., Rasulzoda, K.N., and Otashbekov, R.A. Energy Potential Estimation of the Region’s Solar Radiation Using a Solar Tracker. Appl. Sol. Energy 56, 270–275 (2020).

3. Ismagilov F. R., Sharifov B. N., Gaisin N. B. M., Teregulov T. R., Babkina N. L. Investigation of parallel operation of a solar power plant with a grid. /Journal Ufa aviation state technical university, 2016, no. 4 (74), pp. 71-79.

4. Kryuchkov I. P., Starshinov V. A., Gusev Yu. P., Piratorov M. V. perekhodnye protsessy V elektroenergeticheskikh sistemakh: [Transient processes in electric power systems: a textbook for universities].

5. Zinov'ev S. G. silovaya Elektronika: uchebnoe posobie dlya bakalavrov [Power electronics: a textbook for bachelors].

6. Schreiner R. T. Mathematical modeling of AC electric drives with semiconductor frequency converters. Yekaterinburg: Ural BRANCH of the Russian Academy of Sciences, 2000, 654 p.

7. Malek Hadi. Control of Grid-Connected Photovoltaic Systems Using Fractional Order Operator // All Graduate Theses and Dissertations 2014, paper 2157.

8. P. Rodriguez, R. Teodorescu, I. Candela, A.V. Timbus, M. Liserre, F. Blaabjerg, New positivesequence voltage detector for grid synchronization of power converters under faulty grid conditions // Power Electronics Specialists Conference PESC 06. 37th IEEE. 1–7, 18th June, 2006.

9. N.F. Guerrero-Rodríguez, L.C. Herrero-de Lucas. Performance study of a synchronization algorithm for a 3-phase photovoltaic grid-connected system under harmonic distortions and unbalances. // Electric Power Systems Research 2014, №116, pp 252–265.

10. P. Rodriguez, A. Luna, M. Ciobotaru, R. Teodorescu, F. Blaabjerg, Multiresonant frequency-locked loop for grid synchronization of power converters under distorted grid conditions // IEEE Trans. Ind. Electron, 2011. - No. 58, pp. 127-138.

11. Klyuchev V. I. Teoriya elektroprivoda: uchebnoe posobie dlya vuzov [Theory of electric drive: a textbook for universities].

12. Curev P. Y. Development of systems of vector control of asynchronous drive on the base of specialized signal microcontrollers: Dis. Cand. tech.nauk: 05.09.03, Moscow, 2002, 256 p.

13. Ilinsky N. F., Kozachenko V. F. obshchiy Kurs elektroprivoda [General course of electric drive]. Moscow: Energoatomizdat, 1992, 544 p.

14. F. Ruz, A.B. Rey-Boué, J.M. Torrelo, A. Nieto, F.J. Canovas, Real time test benchmark design for photovoltaic grid-connected control systems, // Electric Power System. Research, 2011, No. 81, pp. 907-914.

15. Popov E. P. Teoriya lineynykh sistem avtomaticheskogo regulirovaniya I upravleniya [Theory of linear systems of automatic regulation and control].- 2nd ed., reprint. and add. - Moscow: Nauka. Chief editor of Phys. - math. lit, 1989, 304 p.

16. Herman-Galkin S. G. Computer modeling of semiconductor systems: a textbook: SPb KORONAPrint, 2001, 320 p.

17. Matlab/Simulink the MathWorks Inc. URL. http://www.mathworks.com.

18. Sridhar, V.; Umashankar, S. A comprehensive review on CHB MLI based PV inverter and feasibility study of CHB MLI based PVSTATCOM. Renew. Sustain. Energy Rev. 2017, 78, 138–156.

19. Chen, L.; Chen, H.; Li, Y.; Li, G.; Yang, J.; Liu, X.; Xu, Y.; Ren, L.; Tang, Y. SMES-Battery Energy Storage System for the Stabilization of a Photovoltaic-Based Microgrid. IEEE Trans. Appl. Supercond. 2018, 28, 1–7.

20. Olaszi, B.D.; Ladanyi, J. Comparison of different discharge strategies of grid-connected residential PV systems with energy storage in perspective of optimal battery energy storage system sizing. Renew. Sustain. Energy Rev. 2017, 75, 710–718.

21. Vavilapalli, S.; Padmanaban, S.; Subramaniam, U.; Mihet-Popa, L. Power Balancing Control for Grid Energy Storage System in Photovoltaic Applications—Real Time Digital Simulation Implementation. Energies 2017, 10, 928.