ОПТИМИЗАЦИЯ ЧАСТОТНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ В ДВУХЗОННОЙ ЭНЕРГОСИСТЕМЕ НА БАЗЕ ВЕТРОВЫХ ТУРБИН
DOI:
https://doi.org/10.52167/1609-1817-2025-140-5-381-390Ключевые слова:
ветряные турбины, оптимизация, возобновляемые источники энергии, сетевые колебания, динамика электросети, адаптивное управление, надежность электроснабженияАннотация
В статье рассматривается участие ветровых турбин в регулировании частоты двухрайонной электрической системы и их оптимизация. В условиях роста доли возобновляемых источников энергии важно обеспечивать стабильность и надежность энергосистемы путем эффективной интеграции генерации ветровых турбин. В работе разработана математическая модель двухрайонной энергосистемы, включающая аэродинамические, механические и электрические модели ветровых турбин. Для повышения частотной устойчивости системы предложены и протестированы различные стратегии управления ветровыми турбинами посредством численного моделирования. С использованием методов оптимизации определены оптимальные параметры управления ветровыми турбинами, что позволило уменьшить колебания частоты между районами и улучшить показатели регулирования частоты. Результаты исследования показали, что привлечение ветровых турбин к поддержке частоты существенно повышает динамическую устойчивость двухрайонной энергосистемы. Предложены усовершенствованные подходы к моделированию ветровых турбин и алгоритмы управления, обеспечивающие эффективное регулирование частоты в двухрайонной системе, учитывая ограничения энергосистемы. Разработанные методы могут быть применены на практике для стабилизации энергосистем с высокой долей возобновляемой генерации.
Библиографические ссылки
[1] Robles, E., Haro Larrode, M., Santos Mugica, M., Etxegarai, A. Comparative analysis of European grid codes relevant to offshore renewable energy installations [Текст]//Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2019. – Vol. 102. – P. 171–185. – https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.12.002
[2] Tang, Z.X., Lim, Y.S., Morris, S., Yi, J.L., Lyons, P.F., Taylor, P.C. A comprehensive work package for energy storage systems as a means of frequency regulation with increased penetration of photovoltaic systems [Текст]//International Journal of Electrical Power & Energy Systems. – 2019. – Vol. 110. – P. 197–207. – https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2019.03.002
[3] Fernández Guillamón, A., Gómez Lázaro, E., Muljadi, E. Power systems with high renewable energy sources: A review of inertia and frequency control strategies over time [Текст]//Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2019. – Vol. 115. – 109369. – https://doi.org/10.1016/j.rser.2019.109369
[4] Fini, M.H., Golshan, M.E. Frequency control using loads and generators capacity in power systems with a high penetration of renewables [Текст]//Electric Power Systems Research. – 2019. – Vol. 166. – P. 43–51. – https://doi.org/10.1016/j.epsr.2018.09.010
[5] Cheng, Y., Azizipanah Abarghooee, R., Azizi, S., Ding, L., Terzija, V. Smart frequency control in low inertia energy systems based on frequency response techniques: A review [Текст]//Applied Energy. – 2020. – Vol. 279. – 115798. – https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.115798
[6] Persson, M., Chen, P. Frequency control by variable speed wind turbines in islanded power systems with various generation mix//IET Renewable Power Generation. – 2017. – Vol. 11, № 8. – P. 1101–1109. – https://doi.org/10.1049%2Fiet-rpg.2016.0350
[7] Naruei, I. A new optimization method based on COOT bird natural life model [Текст]//Expert Systems with Applications. – 2021. – Vol. 183. – 115352. – https://doi.org/10.1016/j.eswa.2021.115352
[8] Akram, U., Nadarajah, M., Shah, R., Milano, F. A review on rapid responsive energy storage technologies for frequency regulation in modern power systems [Текст]//Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2020. – Vol. 120. – 109626. – https://doi.org/10.1016/j.rser.2019.109626
[9] Tielens, P., Van Hertem, D. The relevance of inertia in power systems [Текст]//Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2016. – Vol. 55. – P. 999–1009. – https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.11.016
[10] Datta, U., Kalam, A., Shi, J., Zayegh, A. Battery energy storage system control for frequency regulation in microgrid power systems [Текст]//Energies. – 2020. – Vol. 13, № 9. – 2199. – https://doi.org/10.3390/en13092199
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Категории
Лицензия
Copyright (c) 2025 Байдулла Уралов, Гульмира Сахметова, Сәуле Демесова, Балжан Бахтияр, Еркин Ержигитов
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
