Wind Farms Placement in an Electric Power System

  • Олег [Oleg] Юрьевич [Yu.] Сигитов [Sigitov]
  • Наиля [Nailia] Шавкатовна [Sh.] Чемборисова [Chemborisova]
Keywords: electric power systems, wind farms, load curve irregularity factor, base power

Abstract

Specific conditions of wind farms operation require special treatment of the wide range of aspects, in particular, calculation of the parameters characterizing the influence of wind farms on the power system operation regime and efficient practical representation of data calculated for a long period of time. The aim of the study is to formulate a method for placing the totality of wind farms in the electric power system (EPS). To this end, it is necessary to estimate the influence of wind farms on the EPS operation regime main parameters. For carrying out the study, methods for statistical processing of big databases, optimization methods, and numerical methods were used. Computational experiments were carried out in the Microsoft Office Excel software package. Based on the study results, criteria have been obtained using which it is possible to determine the most suitable places for the installation of wind farms, for example, to reduce the fluctuations in the EPS generation schedule. In addition, the values of the revealed indicators are used to evaluate the possibility of controlling the existing conventional power plants and identify measures for widening the adjustment range. The larger the capacity of wind farms, the more significant their influence is; however, the negative component of this influence decreases if many wind farms operate in the power system.

By using the developed method, the most rational nodes of the EPC can be selected using the identified criteria at the design stage in determining the wind farms installation places. The accomplished studies have yielded a simple and practically applicable approach to determining the most optimal wind farm placement sites.

Information about authors

Олег [Oleg] Юрьевич [Yu.] Сигитов [Sigitov]

Ph.D.-student of Power Electrical Systems Dept., NRU MPEI, e-mail: OlegSigitov@gmail.com

Наиля [Nailia] Шавкатовна [Sh.] Чемборисова [Chemborisova]

Dr.Sci. (Techn.), Professor of Power Electrical Systems Dept., NRU MPEI, e-mail: Nelya1998@mail.ru

References

1. Распоряжение Правительства РФ № 1-р от 08.01.2009 (ред. от 19.07.2019). «Об основных направлениях государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии на период до 2024 года».
2. Результаты отбора проектов возобновляемых источников энергии [Электрон. ресурс] www.atsenergo.ru/vie/proresults (дата обращения 11.07.2020).
3. Barrow Borough Council. Suitable Areas for Wind Energy. Techn. Rep. 2018.
4. EU Guidance on Wind Energy Development in Accordance with the EU Nature Legislation. 2011.
5. New Zealand Wind Energy Association. Practical Constraints Associated with Developing a Wind Farm. 2013.
6. РД 52.04.275—89. Проведение изыскательских работ по оценке ветроэнергетических ресурсов для обоснования схем размещения и проектирования ветроэнергетических установок.
7. Васьков А.Г., Дерюгина Г.В., Малинин Н.К., Пугачев Р.В. Ветроэнергетика. Изд-во МЭИ, 2016.
8. Enercon Product Overview. The Most Suitable Wind Energy Converter for Every Location. 2015.
9. Системный оператор единой энергетической системы. Информационный обзор «Единая энергетическая система России: промежуточные итоги» (оперативные данные) [Электрон. ресурс] www.so-ups.ru/index.php?id=ups_review18 (дата обращения 11.07.2020).
10. Постановление Правительства Российской Федерации № 442 от 04.05.2012 (ред. от 22.06.2019) «О функционировании розничных рынков электрической энергии, полном и (или) частичном ограничении режима потребления электрической энергии» (вместе с «Основными положениями функционирования розничных рынков электрической энергии», «Правилами полного и (или) частичного ограничения режима потребления электрической энергии»).
11. Абдушукуров П.Ф. Развитие мировой энергетики. Россия в тренде? [Электрон. ресурс] www.digitalsubstation.com/wp-content/uploads/2019/04/2.-PAO-Fortum-Abdushukurov-P.F.pdf (дата обращения 11.07.2020).
12. Приложение № 12 к Договору о присоединении к торговой системе оптового рынка «Регламент определения объемов, инициатив и стоимости отклонений».
13. Rp5.ru расписание погоды [Электрон. ресурс] www.rp5.ru (дата обращения 11.07.2020).
---
Для цитирования: Сигитов О.Ю., Чемборисова Н.Ш. Расстановка ветровых электростанций в электроэнергетической системе // Вестник МЭИ. 2021. № 1. С. 21—32.
#
1. Rasporyazhenie Pravitel'stva RF № 1-r ot 08.01.2009 (Red. ot 19.07.2019). «Ob Osnovnykh Napravleniyakh Gosudarstvennoy Politiki v Sfere Povysheniya Energeticheskoy Effektivnosti Elektroenergetiki na Osnove Ispol'zovaniya Vozobnovlyaemykh Istochnikov Energii na Period do 2024 Goda».(in Russian).
2. Rezul'taty Otbora Proektov Vozobnovlyaemykh Istochnikov Energii [Elektron. Resurs] www.atsenergo.ru/vie/proresults (Data Obrashcheniya 11.07.2020). (in Russian).
3. Barrow Borough Council. Suitable Areas for Wind Energy. Techn. Rep. 2018.
4. EU Guidance on Wind Energy Development in Accordance with the EU Nature Legislation. 2011.
5. New Zealand Wind Energy Association. Practical Constraints Associated with Developing a Wind Farm. 2013.
6. RD 52.04.275—89. Provedenie Izyskatel'skikh Rabot po Otsenke Vetroenergeticheskikh Resursov dlya Obosnovaniya Skhem Razmeshcheniya i Proektirovaniya Vetroenergeticheskikh Ustanovok. (in Russian).
7. Vas'kov A.G., Deryugina G.V., Malinin N.K., Pugachev R.V. Vetroenergetika. Izd-vo MEI, 2016. (in Russian).
8. Enercon Product Overview. The Most Suitable Wind Energy Converter for Every Location. 2015.
9. Sistemnyy operator Edinoy Energeticheskoy Sistemy. Informatsionnyy Obzor «Edinaya Energeticheskaya Sistema Rossii: Promezhutochnye Itogi» (Operativnye Dannye) [Elektron. Resurs] www.so-ups.ru/index.php?id=ups_review18 (Data Obrashcheniya 11.07.2020). (in Russian).
10. Postanovlenie Pravitel'stva Rossiyskoy Federatsii № 442 ot 04.05.2012 (Red. ot 22.06.2019) «O Funktsionirovanii Roznichnykh Rynkov Elektricheskoy Energii, Polnom i (ili) Chastichnom Ogranichenii Rezhima Potrebleniya Elektricheskoy Energii» (Vmeste s «Osnovnymi Polozheniyami Funktsionirovaniya Roznichnykh Rynkov Elektricheskoy Energii», «Pravilami Polnogo i (ili) Chastichnogo Ogranicheniya Rezhima Potrebleniya Elektricheskoy Energii»).(in Russian).
11. Abdushukurov P.F. Razvitie Mirovoy Energetiki. Rossiya v Trende? [Elektron. Resurs] www.digitalsubstation.com/wp-content/uploads/2019/04/2.-PAO-Fortum-Abdushukurov-P.F.pdf (Data Obrashcheniya 11.07.2020). (in Russian).
12. Prilozhenie № 12 k Dogovoru o Prisoedinenii k Torgovoy Sisteme Optovogo Rynka «Reglament Opredeleniya Ob′emov, Initsiativ i Stoimosti Otkloneniy». (in Russian).
13. Rp5.ru Raspisanie Pogody [Elektron. Resurs] www.rp5.ru (Data Obrashcheniya 11.07.2020). (in Russian).
---
For citation: Sigitov O.Yu., Chemborisova N.Sh. Wind Farms Placement in an Electric Power System. Bulletin of MPEI. 2021;1:21—32. (in Russian).
Published
2020-08-10
Section
Power Stations and Electric Power Systems (05.14.02)