Systems. Methods. Technologies 2 (38) 2018

Системы Методы Технологии. Ю.Н. Булатов и др. Применение накопителей … 2018 № 2 (38) с. 38-43 39 drops in the power supply system under normal and emergency conditions was investigated. The studies were carried out in the MATLAB system on the model of a network cluster based on a DC link (DCI) connecting non-tangential consumers with DG plants and ESD with a traction substation 110 / 27.5 / 6.3 kV. As a result of computer simulation, it was found that the use of permanently con- nected ESD on the DC buses of the DCI makes it possible to significantly reduce the depth of the voltage dips in the non-taut consumer at the time of switching off the main power. In addition, the use of predictive control algorithms in comparison with traditional allows to reduce the depth of voltage dips, significantly reduce the time of the transition process and the amount of over-regulation of voltage and frequency with the temporary shutdown of the main power supply of non-traction consumers, as well as with remote three-phase short circuit. Keywords: energy store; distributed generation; prognostic control algorithms; power supply of railways; voltage dips. Введение С развитием электроэнергетических систем (ЭЭС), ростом мощностей агрегатов, генерирующих энергию, становится все более острой проблема накопления и хранения энергии. Решить эту проблему возможно пу- тем создания накопителей энергии (НЭ) — реверсив- ных устройств для частичного или полного разделения во времени выработки и потребления энергии. Переход электроэнергетики России на новую тех- нологическую платформу основан на концепции ин- теллектуальных сетей (smart grid) [1–4]. Эта концепция предусматривает широкое применение установок рас- пределенной генерации (РГ), которые могут работать на базе возобновляемых источников энергии парал- лельно с НЭ. При этом НЭ являются важными элемен- тами интеллектуальных сетей и позволяют выполнять следующие функции [5–7]: • выравнивание графиков нагрузки; • обеспечение бесперебойного питания особо важ- ных потребителей; • демпфирование колебаний мощности и частоты; • обеспечение стабильной и устойчивой работы децентрализованных и нетрадиционных источников, работающих как автономно, так и в составе ЭЭС; • улучшение качества электроэнергии. К настоящему времени создан широкий спектр на- копителей, построенных на различных принципах [5]: гидравлические и пневматические аккумуляторы, ма- ховики, сверхпроводящие индуктивные, емкостные и разнообразные электрохимические накопители. Накопители на основе аккумуляторных батарей большой энергоемкости считаются достаточно пер- спективными для использования в интеллектуальных ЭЭС. В настоящее время проявляется повышенный интерес к литий-ионным аккумуляторным батареям ввиду их преимуществ перед другими типами НЭ [8]. В статье рассмотрены вопросы, связанные с использо- ванием НЭ для электроснабжения нетяговых потребите- лей; при этом исследовалось влияние НЭ и алгоритмов регулирования напряжения и частоты установок РГ на снижение провалов напряжения в системе электроснаб- жения при нормальных и аварийных режимах. Описание схемы и модели исследования. Иссле- дования проводились применительно к системе элек- троснабжения железной дороги (СЭЖД), структурная схема которой представлена на рис. 1. При этом пред- полагалось формирование сетевого кластера — micro- grid [9, 10]. НЭ в этом случае можно присоединять че- рез отдельный инвертор и трансформатор или к встав- ке постоянного тока (ВПТ), как показано на рис. 1. Рис. 1. Фрагмент системы электроснабжения железной дороги: ЭЭС — электроэнергетическая система; ЭПС — электропод- вижной состав; КП — контактный провод; В — выключатель; ВПТ — вставка постоянного тока; ЛЭП — линия электропере- дачи; Т — трансформатор; АРВ — автоматический регулятор возбуждения; АРЧВ — автоматический регулятор частоты вра- щения; ДЧ — датчик частоты вращения; ОВ — обмотка возбуждения; ТН — трансформатор напряжения; НЭ — накопитель электроэнергии