Models and Methods for Studying Factors Influencing the Performance of a Hybrid Guaranteed Power Supply Complex
Keywords:
isolated power systems, hybrid storages, hydrogen storages, hybrid energy complex, supercapacitors, wind power plant, photovoltaic plant, 3D model
Abstract
The aim of the work is to study the factors influencing the composition, parameters, and operation modes of a hybrid energy complex intended for providing guaranteed power supply to consumers located in isolated and hard-to-reach areas.
The article presents mathematical models of the operating modes of power installations based on renewable energy sources as part of a hybrid energy complex involving parallel operation of different types of energy storage units, with taking into account the lifecycle, technical and process features of their functioning in isolated power systems. A 3D model of the hybrid energy complex has been developed, using which its performance can be studied under operating conditions close to real ones. In addition, a methodology of applying the model in solving design problems concerned with substantiating the parameters of isolated systems supplying power to consumers in hard-to-reach areas has been elaborated.
References
1. Архитектура интернета энергии [Электрон. ресурс] www.medium.com/internet-of-energy/87224da0b72b (дата обращения 10.10.2020).
2. Холкин Д.В., Чаусов И.С. Цифровой переход в энергетики России: в поисках смысла [Электрон. ресурс] www.energystrategy.ru/DP/Source/DE_02.pdf (дата обращения 13.02.2021).
3. Интернет энергии [Электрон. ресурс] www.tadviser.ru (дата обращения 02.03.2021).
4. Архитектура Интернета энергии IDEA [Электрон. ресурс] www.eprussia.ru/lib/341/3878682/ (дата обращения 17.02.2021).
5. Tyagunov M. Distributed Energy System's is Future of the World's Power Industry // Proc. II Intern. Conf. Appl. Information Technology to Renewable Energy Processes and Systems. Amman, 2017. Pp. 113—117.
6. Тягунов М.Г. Цифровизация и управление в распределенных энергетических системах с ВИЭ // Цифровая энергетика: новая парадигма функционирования и развития. М.: Изд-во МЭИ, 2019. С. 187—203.
7. Adel A.E., Saad A.M.A., Hamed A.I. Performance Analysis of Photovoltaic Systems with Energy Storage Systems. Geneva: Springer Nature, 2019.
8. Тягунов М.Г., Шевердиев Р.П. Особенности режимов гибридных энергокомплексов на основе возобновляемых источников энергии для определения типа аккумуляторов энергии // Вестник МЭИ. 2020. № 4. C. 62—70.
9. Обухов С.Г., Плотников И.А., Масолов В.Г. Анализ режимов работы накопителей энергии в автономных гибридных электростанциях с возобновляемыми источниками энергии // Альтернативная энергетика и экология. 2018. № 13—15. С. 55—67.
10. Ганс В.С. Балансировка волатильности — пределы немецкой зеленой революции. [Электрон. ресурс] www.aftershock.news/?q=node/620466 (дата обращения 10.10.2019).
11. Oberhofer A. Energy Storage Technologies & Their Role in Renewable Integration. Global Energy Network Institute (GENI), 2012.
12. Челяев В.Ф. Аккумуляторы энергии с водородным циклом для систем энергоснабжения на основе ВИЭ // Энергия: экономика, техника, экология. 2009. № 4. С. 19—26.
13. Накопители электрической энергии для их использования в энергоустановках на возобновляемых источниках энергии [Электрон. ресурс] www.jiht.ru/study/courses (дата обращения 10.01.2020).
14. Хрусталёв Д.А. Аккумуляторы. М.: Изумруд, 2003.
15. Нефедкин С.И. Автономные энергетические установки и системы. М.: Изд-во МЭИ, 2018.
16. Кулешов В.Н., Славнов Ю.А., Кулешов Н.В. Электрохимические технологии в энергетике. М.: Изд-во МЭИ, 2017.
17. Delta Battery [Офиц. сайт] www.delta-batt.com/ (дата обращения 13.04.2020).
18. Обухов С.Г., Плотников И.А. Имитационная модель режимов работы автономной фотоэлектрической станции с учетом реальных условий эксплуатации // Известия Томского политехн. ун-та. Серия «Инжиниринг георесурсов». 2017. № 6. С. 38—51.
19. Виссарионов В.И. и др. Солнечная энергетика. М.: Издат. дом МЭИ, 2008.
---
Для цитирования: Тягунов М.Г., Шевердиев Р.П. Модели и методы исследования факторов, влияющих на режим работы гибридного энергокомплекса гарантированного энергоснабжения // Вестник МЭИ. 2021. № 5. С. 58—68. DOI: 10.24160/1993-6982-2021-5-58-68.
#
1. Arkhitektura Interneta Energii [Elektron. Resurs] www.medium.com/internet-of-energy/87224da0b72b (Data Obrashcheniya 10.10.2020). (in Russian).
2. Kholkin D.V., Chausov I.S. Tsifrovoy Perekhod v Energetiki Rossii: v Poiskakh Smysla [Elektron. Resurs] www.energystrategy.ru/DP/Source/DE_02.pdf (Data Obrashcheniya 13.02.2021). (in Russian).
3. Internet Energii [Elektron. Resurs] www.tadviser.ru (Data Obrashcheniya 02.03.2021). (in Russian).
4. Arkhitektura Interneta Energii IDEA [Elektron. Resurs] www.eprussia.ru/lib/341/3878682/ (Data Obrashcheniya 17.02.2021). (in Russian).
5. Tyagunov M. Distributed Energy System's is Future of the World's Power Industry. Proc. II Intern. Conf. Appl. Information Technology to Renewable Energy Processes and Systems. Amman, 2017:113—117.
6. Tyagunov M.G. Tsifrovizatsiya i Upravlenie v Raspredelennykh Energeticheskikh Sistemakh s VIE. Tsifrovaya Energetika: Novaya Paradigma Funktsionirovaniya i Razvitiya. M.: Izd-vo MEI, 2019:187—203. (in Russian).
7. Adel A.E., Saad A.M.A., Hamed A.I. Performance Analysis of Photovoltaic Systems with Energy Storage Systems. Geneva: Springer Nature, 2019.
8. Tyagunov M.G., Sheverdiev R.P. Osobennosti Rezhimov Gibridnykh Energokompleksov na Osnove Vozobnovlyaemykh Istochnikov Energii dlya Opredeleniya Tipa Akkumulyatorov Energii. Vestnik MEI. 2020;4:62—70. (in Russian).
9. Obukhov S.G., Plotnikov I.A., Masolov V.G. Analiz Rezhimov Raboty Nakopiteley Energii v Avtonomnykh Gibridnykh Elektrostantsiyakh s Vozobnovlyaemymi Istochnikami Energii. Al'ternativnaya Energetika i Ekologiya. 2018;13—15:55—67. (in Russian).
10. Gans V.S. Balansirovka Volatil'nosti — Predely Nemetskoy Zelenoy Revolyutsii. [Elektron. Resurs] www.aftershock.news/?q=node/620466 (Data Obrashcheniya 10.10.2019). (in Russian).
11. Oberhofer A. Energy Storage Technologies & Their Role in Renewable Integration. Global Energy Network Institute (GENI), 2012.
12. Chelyaev V.F. Akkumulyatory Energii s Vodorodnym Tsiklom dlya Sistem Energosnabzheniya na osnove VIE. Energiya: Ekonomika, Tekhnika, Ekologiya. 2009;4:19—26.
13. Nakopiteli Elektricheskoy Energii dlya ikh Ispol'zovaniya v Energoustanovkakh na Vozobnovlyaemykh Istochnikakh Energii [Elektron. Resurs] www.jiht.ru/study/courses (Data Obrashcheniya 10.01.2020). (in Russian).
14. Khrustalev D.A. Akkumulyatory. M.: Izumrud, 2003. (in Russian).
15. Nefedkin S.I. Avtonomnye Energeticheskie Ustanovki i Sistemy. M.: Izd-vo MEI, 2018. (in Russian).
16. Kuleshov V.N., Slavnov Yu.A., Kuleshov N.V. Elektrokhimicheskie Tekhnologii v Energetike. M.: Izd-vo MEI, 2017. (in Russian).
17. Delta Battery [Ofits. Sayt] www.delta-batt.com/ (data Obrashcheniya 13.04.2020). (in Russian).
18. Obukhov S.G., Plotnikov I.A. Imitatsionnaya Model' Rezhimov Raboty Avtonomnoy Fotoelektricheskoy Stantsii s Uchetom Real'nykh Usloviy Ekspluatatsii. Izvestiya Tomskogo Politekhn. Un-ta. Seriya «Inzhiniring Georesursov». 2017;6:38—51. (in Russian).
19. Vissarionov V.I. i dr. Solnechnaya Energetika. M.: Izdat. Dom MEI, 2008. (in Russian).
---
For citation: Tyagunov M.G., Sheverdiev R.P. Models and Methods for Studying Factors Influencing the Performance of a Hybrid Guaranteed Power Supply Complex. Bulletin of MPEI. 2021;5:58—68. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2021-5-58-68.
2. Холкин Д.В., Чаусов И.С. Цифровой переход в энергетики России: в поисках смысла [Электрон. ресурс] www.energystrategy.ru/DP/Source/DE_02.pdf (дата обращения 13.02.2021).
3. Интернет энергии [Электрон. ресурс] www.tadviser.ru (дата обращения 02.03.2021).
4. Архитектура Интернета энергии IDEA [Электрон. ресурс] www.eprussia.ru/lib/341/3878682/ (дата обращения 17.02.2021).
5. Tyagunov M. Distributed Energy System's is Future of the World's Power Industry // Proc. II Intern. Conf. Appl. Information Technology to Renewable Energy Processes and Systems. Amman, 2017. Pp. 113—117.
6. Тягунов М.Г. Цифровизация и управление в распределенных энергетических системах с ВИЭ // Цифровая энергетика: новая парадигма функционирования и развития. М.: Изд-во МЭИ, 2019. С. 187—203.
7. Adel A.E., Saad A.M.A., Hamed A.I. Performance Analysis of Photovoltaic Systems with Energy Storage Systems. Geneva: Springer Nature, 2019.
8. Тягунов М.Г., Шевердиев Р.П. Особенности режимов гибридных энергокомплексов на основе возобновляемых источников энергии для определения типа аккумуляторов энергии // Вестник МЭИ. 2020. № 4. C. 62—70.
9. Обухов С.Г., Плотников И.А., Масолов В.Г. Анализ режимов работы накопителей энергии в автономных гибридных электростанциях с возобновляемыми источниками энергии // Альтернативная энергетика и экология. 2018. № 13—15. С. 55—67.
10. Ганс В.С. Балансировка волатильности — пределы немецкой зеленой революции. [Электрон. ресурс] www.aftershock.news/?q=node/620466 (дата обращения 10.10.2019).
11. Oberhofer A. Energy Storage Technologies & Their Role in Renewable Integration. Global Energy Network Institute (GENI), 2012.
12. Челяев В.Ф. Аккумуляторы энергии с водородным циклом для систем энергоснабжения на основе ВИЭ // Энергия: экономика, техника, экология. 2009. № 4. С. 19—26.
13. Накопители электрической энергии для их использования в энергоустановках на возобновляемых источниках энергии [Электрон. ресурс] www.jiht.ru/study/courses (дата обращения 10.01.2020).
14. Хрусталёв Д.А. Аккумуляторы. М.: Изумруд, 2003.
15. Нефедкин С.И. Автономные энергетические установки и системы. М.: Изд-во МЭИ, 2018.
16. Кулешов В.Н., Славнов Ю.А., Кулешов Н.В. Электрохимические технологии в энергетике. М.: Изд-во МЭИ, 2017.
17. Delta Battery [Офиц. сайт] www.delta-batt.com/ (дата обращения 13.04.2020).
18. Обухов С.Г., Плотников И.А. Имитационная модель режимов работы автономной фотоэлектрической станции с учетом реальных условий эксплуатации // Известия Томского политехн. ун-та. Серия «Инжиниринг георесурсов». 2017. № 6. С. 38—51.
19. Виссарионов В.И. и др. Солнечная энергетика. М.: Издат. дом МЭИ, 2008.
---
Для цитирования: Тягунов М.Г., Шевердиев Р.П. Модели и методы исследования факторов, влияющих на режим работы гибридного энергокомплекса гарантированного энергоснабжения // Вестник МЭИ. 2021. № 5. С. 58—68. DOI: 10.24160/1993-6982-2021-5-58-68.
#
1. Arkhitektura Interneta Energii [Elektron. Resurs] www.medium.com/internet-of-energy/87224da0b72b (Data Obrashcheniya 10.10.2020). (in Russian).
2. Kholkin D.V., Chausov I.S. Tsifrovoy Perekhod v Energetiki Rossii: v Poiskakh Smysla [Elektron. Resurs] www.energystrategy.ru/DP/Source/DE_02.pdf (Data Obrashcheniya 13.02.2021). (in Russian).
3. Internet Energii [Elektron. Resurs] www.tadviser.ru (Data Obrashcheniya 02.03.2021). (in Russian).
4. Arkhitektura Interneta Energii IDEA [Elektron. Resurs] www.eprussia.ru/lib/341/3878682/ (Data Obrashcheniya 17.02.2021). (in Russian).
5. Tyagunov M. Distributed Energy System's is Future of the World's Power Industry. Proc. II Intern. Conf. Appl. Information Technology to Renewable Energy Processes and Systems. Amman, 2017:113—117.
6. Tyagunov M.G. Tsifrovizatsiya i Upravlenie v Raspredelennykh Energeticheskikh Sistemakh s VIE. Tsifrovaya Energetika: Novaya Paradigma Funktsionirovaniya i Razvitiya. M.: Izd-vo MEI, 2019:187—203. (in Russian).
7. Adel A.E., Saad A.M.A., Hamed A.I. Performance Analysis of Photovoltaic Systems with Energy Storage Systems. Geneva: Springer Nature, 2019.
8. Tyagunov M.G., Sheverdiev R.P. Osobennosti Rezhimov Gibridnykh Energokompleksov na Osnove Vozobnovlyaemykh Istochnikov Energii dlya Opredeleniya Tipa Akkumulyatorov Energii. Vestnik MEI. 2020;4:62—70. (in Russian).
9. Obukhov S.G., Plotnikov I.A., Masolov V.G. Analiz Rezhimov Raboty Nakopiteley Energii v Avtonomnykh Gibridnykh Elektrostantsiyakh s Vozobnovlyaemymi Istochnikami Energii. Al'ternativnaya Energetika i Ekologiya. 2018;13—15:55—67. (in Russian).
10. Gans V.S. Balansirovka Volatil'nosti — Predely Nemetskoy Zelenoy Revolyutsii. [Elektron. Resurs] www.aftershock.news/?q=node/620466 (Data Obrashcheniya 10.10.2019). (in Russian).
11. Oberhofer A. Energy Storage Technologies & Their Role in Renewable Integration. Global Energy Network Institute (GENI), 2012.
12. Chelyaev V.F. Akkumulyatory Energii s Vodorodnym Tsiklom dlya Sistem Energosnabzheniya na osnove VIE. Energiya: Ekonomika, Tekhnika, Ekologiya. 2009;4:19—26.
13. Nakopiteli Elektricheskoy Energii dlya ikh Ispol'zovaniya v Energoustanovkakh na Vozobnovlyaemykh Istochnikakh Energii [Elektron. Resurs] www.jiht.ru/study/courses (Data Obrashcheniya 10.01.2020). (in Russian).
14. Khrustalev D.A. Akkumulyatory. M.: Izumrud, 2003. (in Russian).
15. Nefedkin S.I. Avtonomnye Energeticheskie Ustanovki i Sistemy. M.: Izd-vo MEI, 2018. (in Russian).
16. Kuleshov V.N., Slavnov Yu.A., Kuleshov N.V. Elektrokhimicheskie Tekhnologii v Energetike. M.: Izd-vo MEI, 2017. (in Russian).
17. Delta Battery [Ofits. Sayt] www.delta-batt.com/ (data Obrashcheniya 13.04.2020). (in Russian).
18. Obukhov S.G., Plotnikov I.A. Imitatsionnaya Model' Rezhimov Raboty Avtonomnoy Fotoelektricheskoy Stantsii s Uchetom Real'nykh Usloviy Ekspluatatsii. Izvestiya Tomskogo Politekhn. Un-ta. Seriya «Inzhiniring Georesursov». 2017;6:38—51. (in Russian).
19. Vissarionov V.I. i dr. Solnechnaya Energetika. M.: Izdat. Dom MEI, 2008. (in Russian).
---
For citation: Tyagunov M.G., Sheverdiev R.P. Models and Methods for Studying Factors Influencing the Performance of a Hybrid Guaranteed Power Supply Complex. Bulletin of MPEI. 2021;5:58—68. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2021-5-58-68.
Published
2021-04-21
Section
Renewable Energy Installations (05.14.08)
