Ограничения для крупномасштабных СЭС в ракурсе работы в слаборазвитых электрических сетях
Ученые в Новой Зеландии разработали новую методику планирования солнечных парков, которая учитывает излучение энергии солнца для анализа стабильности напряжения. Она основана на двух различных профилях генерации для отдельных целей.
Исследователи из Университета Окленда предложили новую структуру для анализа влияния крупномасштабных солнечных электростанций на напряжения слабых электросетей в странах с развивающейся экономикой.
В зависимости от размера, топологии и уровня проникновения, солнечные электростанции могут вызывать различные технические проблемы в сети, такие как нестабильность, колебания мощности, регулирование напряжения и снижение надежности, наряду с другими нетехническими проблемами, такими как основы политики, методы планирования и операционной оптимизации — сказано в «Новой концепции интеграционного анализа крупномасштабных СЭС в слабых сетях», которая недавно была опубликована в журнале «Applied Energy». Слабые сети точно отрегулированы с точки зрения управления напряжением, но имеют ограниченную способность компенсации реактивной мощности.
Ученые рассмотрели два различных профиля генерации для слабых сетей, в которых магистральные линии среднего напряжения подключены к малым нагрузкам — профиль вероятной максимальной генерации (PMG) на основе излучения солнца, который не учитывает облачность, и профиль средней генерации (AG) на основе среднего излучения. «Основное отличие предложенной структуры от существующего анализа интеграции СЭС заключается в том, что в данной работе применены два отличительных профиля генерации солнечных электростанций, — отметили ученые, — основная цель настоящей работы — продемонстрировать важность использования профиля PMG для оценки напряжения».
Новая методика была опробована на примере региональной энергосистемы Монголии — Алтае-Ульястской энергетической системы (AUES), которая имеет хрупкую сеть с высокими потерями при передаче электроэнергии. Профиль PMG был использован для оценки влияния солнечных электростанций на слабую, стационарную сеть. Профиль AMG был использован исключительно для энергетического анализа.
«Целью было проанализировать 25%, 50%, 75% и 100% уровень проникновения фотовольтаики в AUES, но для удобства были выбраны сценарии солнечных электростанций мощностью 5, 10, 15 и 20 МВт, несмотря на незначительные различия», — сказали исследователи.
Исследование конкретного примера показало, что применение профилей PMG для анализа потока нагрузки вместо профилей AMG привело к значительно большему количеству возможных нарушений напряжения наряду с общим увеличением величины напряжения.
«Результаты показывают, что важность профиля PMG для солнечных электростанций является значительной, когда точка соединения сети слабая», — пояснили они далее. «С точки зрения энергетической оценки интеграции солнечных электростанций, профиль AG представлял собой точную общую годовую генерацию, в то время как профиль PMG приводил к значительному завышению (приблизительно на 51% выше)».
В будущем группа хочет усовершенствовать рамки для оптимального определения допустимых мощностей солнечных электростанций устанавливаемых в слабых сетях, добавив некоторые технические и финансовые ограничения.