Содержание
- Преимущества:
- Бесперебойное питания потребителей постоянного тока
- Что это за устройство
- Гравитация и другие необычные решения
- Аккумуляторы для маломощных устройств
- Батареи с литиевым металлическим электродом
- Виды АКБ для источника бесперебойного питания
- Супермаховик
- Энергоёмкость теплоаккумулятора
- Скачать
- Успешный гибрид
- Поддержание нормативного уровня напряжения в распределительной перегруженной сети
Преимущества:
– инновационная конструкция. Накопитель изготовлен в прочном стальном корпусе и рассчитан на настенный монтаж в двух положениях – горизонтальном и вертикальном.
Для отображения информации о текущем состоянии и режиме работы накопителя используется обычный Android-планшет. Возможен вывод информации о работе накопителя на любые Android-устройства (смартфоны, планшеты и пр.) по интерфейсу USB или Bluetooth.
Встроенная в накопителе система мониторинга и контроля следит за параметрами каждой ячейки батареи в режиме реального времени, и включает защиту, если эти параметры становиться критическими.
Для коммутации нагрузки используются инновационные твердотельные реле (SSR), которые занимают меньше места внутри корпуса накопителя, и имеют значительно больший ресурс работы, чем традиционные электромеханические реле.
– гибкость и универсальность. Настенный монтаж корпуса в двух положениях предоставляет клиенту множество вариантов размещения накопителя, и позволяет экономить место в доме, офисе или в производственных помещениях.
Также концепция накопителя подразумевает установку на него пластиковой крышки-кожуха, которая позволит превратить брутальный промышленный вид накопителя в дизайнерский арт-объект. Планируется разработка и выпуск нескольких вариантов крышек, удовлетворяющих вкусам разных групп потребителей.
– сделано для отечественного потребителя. Накопитель спроектирован и изготовлен полностью в России, с использованием литий-железофосфатных ячеек-аккумуляторов российской компании «Лиотех». По своим техническим и потребительским характеристикам не уступает зарубежным аналогам.
Накопитель можно использовать со многими имеющимися на отечественном рынке сетевыми инверторами и устройствами для солнечной и ветроэнергетики, рассчитанными на номинальное напряжение батареи 24В. Это дает возможность выбрать такое оборудование для сопряжения с накопителем, которое наиболее полно соответствует техническим требованиям потребителя, его предпочтениям и бюджету. Для сравнения: накопители Powerwall компании Tesla имеют рабочее напряжение батареи около 450В. Преобразовательное оборудование, которое работает на таком напряжении, производиться лишь несколькими компаниями в мире, и стоит, как правило, в несколько раз дороже оборудования, рассчитанного на традиционные напряжения 24-48В.
Бесперебойное питания потребителей постоянного тока
Для некоторых приборов нужно обеспечить бесперебойное питание постоянным током 12, 24 или 48 В. ИБП такого плана тоже есть в продаже. В их маркировке присутствует аббревиатура “DC”. Блоки с подачей напряжения 60, 110 или 220 В тоже существуют, но их применяют в промышленности или энергетике.
Отличие бесперебойников постоянного тока во внутреннем устройстве от классических моделей заключается в отсутствии инвертора. Аккумуляторы подключают непосредственно к выходу через контактор с токоограничительным измерительным шунтом для предотвращения недопустимо глубокого разряда батарей.
Иногда на выходе может стоять стабилизирующий конвертор, если запитанные от ИБП приборы чувствительны к небольшим колебаниям напряжения.
Совместно с преобразователями напряжения, ИБП постоянного тока на 48 Вт способен питать систему видеонаблюдения с периметром до 1 км
Такие резервные источники питания используют для защиты следующего бытового оборудования, работающего от постоянного тока:
- систем видеонаблюдения и охраны;
- всевозможных датчиков (протечки, дыма, огня, движения и др.);
- систем освещения;
- телекоммуникационных приборов;
- систем связи;
- компонентов системы управления “умный дом”.
Многие ИБП постоянного тока имеют опцию подключения внешних аккумуляторов. В этом случае автономное функционирование обслуживаемых ими приборов может быть очень длительным.
Что это за устройство
ИБП — это электронное устройство, которое обеспечивает бесперебойную, но кратковременную подачу электроэнергии для компьютера.
Инвертор и стабилизатор, которые регулируют подачу питания от аккумулятора
Основное предназначение данного механизма — сохранение важной информации, которая содержится на компьютере, во время несанкционированных отключений электричества или перебоев с его подачей
Этот механизм является вторичным источником питания и оборудован аккумулятором. Он может поддерживать работу не только компьютера, но и схемы управления котельной системой.
Для начала давайте посмотрим одно видео на эту тему
ИБП не подходит для постоянного питания механизмов, работающих от внешних источников питания. Для этого лучше выбрать резервный источник или генераторы.
Гравитация и другие необычные решения
Шотландский стартап Gravitricity в 2021 году объявил о начале пилотного проекта гравитационного накопителя энергии в Эдинбурге, крупнейшем закрытом глубоководном порту.
Демонстрационный образец накопителя энергии Gravitricity мощностью 250 кВт
(Фото: gravitricity.com)
Будущие системы Gravitricity будут устанавливаться над 150-1500-метровыми заброшенными шахтами. Масса грузов при этом может варьироваться от 500 т до 5 тыс. т. При спуске груза будет происходить выработка электроэнергии. Она будет возвращаться в сеть в моменты пикового потребления. Приводом лебедки груза будет служить электрическая машина, способная поглощать или вырабатывать электрическую энергию при подъеме или опускании груза. Такая система позволит обеспечить 4 МВт мощности и может проработать 50 лет без потери производительности. Gravitricity собирается внедрять свою технологию в вышедших из эксплуатации шахтах по всему миру.
А ученые Массачусетского технологического института разработали батарею, которая будет питаться углекислым газом из любого источника. Она может поглощать потоки как из выхлопной трубы автомобиля, так и собирать углекислый газ из атмосферы.
Батарея состоит из ряда последовательных камер, в которых находятся электрохимические ячейки, пропускающие поток. Когда она заряжается, на поверхности электродов протекает электрохимическая реакция, а затем батарее требуется разрядка для очистки электродов. Чистый газ при этом откачивается в отдельную камеру.
Cистема может выдерживать не менее 7 тыс. циклов зарядки-разрядки с 30% потерей эффективности за это время. В будущем этот показатель может вырасти до 20–50 тыс. циклов.
Демонстрация работы батареи на углекислом газе
Между тем исследовательская группа из Национального университета Сингапура (NUS) и японского Университета Тохоку (TU) разработала технологию, которая с помощью крошечных интеллектуальных устройств позволит преобразовывать беспроводные радиочастоты в энергию. Таким образом, в будущем микроэлектронику можно будет запитывать с помощью сигналов Wi-Fi.
Аккумуляторы для маломощных устройств
Если требуются мобильные устройства с малым весом, то выбирают следующие типы аккумуляторов: никель-кадмиевые, литий-ионные, металл-гибридные, полимер-ионные. У них выше удельная емкость, но и цена много больше. Их применяют в мобильных телефонах, ноутбуках, фотоаппаратах, видеокамерах и других малогабаритных устройствах. Разные типы аккумуляторов отличаются своими параметрами: количеством циклов зарядки, сроком хранения, емкостью, размером и т. п.
Литий-ионные аккумуляторы большой мощности применяют в электромобилях и гибридных машинах. Они имеют небольшой вес, большую удельную емкость и высокую надежность. В то же время литий-ионные аккумуляторы очень пожароопасны. Возгорание может произойти от короткого замыкания, механической деформации или разрушения корпуса, нарушений режимов заряда или разряда аккумулятора. Потушить пожар довольно трудно из-за высокой активности лития.
Аккумуляторы являются основой многих приборов. Например, накопитель энергии для телефона – это компактный внешний аккумулятор, помещенный в прочный, влагозащищенный корпус. Он позволяет зарядить или запитать сотовый телефон. Мощные мобильные накопители энергии способны заряжать любые цифровые аппараты, даже ноутбуки. В таких устройствах устанавливают, как правило, литий-ионные аккумуляторы большой емкости. Накопители энергии для дома также не обходятся без аккумуляторных батарей. Но это гораздо более сложные устройства. Кроме аккумулятора в их состав входят зарядное устройство, система управления, инвертор. Аппараты могут работать как от стационарной сети, так и от других источников. Выходная мощность в среднем составляет 5 кВт.
Батареи с литиевым металлическим электродом
Использование металлического лития в качестве анода при создании Li-Ion-батарей позволило показать, что возможна разработка Li-Ion-аккумулятора с высокими удельными энергетическими характеристиками, однако у такой ячейки были малый показатель циклируемости и низкий уровень безопасности из-за роста дендритов лития во время зарядки-разрядки (1979 г., Дж. Гуденаф). Поэтому долгое время металлический литий не рассматривался в качестве анода в Li-Ion-батареях, хотя металлический литий имеет теоретическую эффективную удельную емкость 3828 мА·ч/г, лучшую среди металлов.
Необходимость повышения удельной емкости Li-Ion-аккумуляторов заставила ученых вернуться к идее использования металлического лития в качестве электрода в батареях для EV, используя при этом различные защитные покрытия, а также подавляющие образование дендритов добавки в электролит. Этому способствовали следующие причины:
- литий-металлические батареи аккумулируют более чем на 30% больше энергии на единицу веса, чем Li-Ion;
- они значительно легче, потому что в качестве анода в них вместо углерода (плотность объемного углерода составляет порядка 2,1 г/см3, а пористого — менее 1,5 г/см3) используется более легкий литий (плотность 0,53 г/см3);
- более широкое «рабочее окно» по напряжению на ячейке, а следовательно, и базовое увеличение удельной энергоемкости в Вт·ч/кг.
Все эти плюсы наиболее полезны при применении литий-металлических батарей в EV. Рассмотрим характеристики таких батарей от производителей Solid Energy Systems , Solid Power и XNRGI , которые уже доступны на рынке (табл. 3).
Характеристика/производитель |
Solid Energy Systems (energy/life-решения) |
Solid Power |
XNRGI |
Удельная энергоемкость*, Вт·ч/кг |
410/356 |
320–700 |
403 |
Удельная плотность энергии, Вт·ч/л |
790/644 |
700–1000 |
1600 |
Циклируемость (до потери 20% емкости) |
Менее 200/400 |
Более 1000 |
~500 |
Стоимость, $/кВт·ч |
~4000 |
– |
150 |
Дополнительная информация |
Примечание. * Готового решения.
Solid Energy Systems
В настоящее время это один из немногих стартапов, производящих реальные (не прототипы) Li-Ion-батареи, в которых вторым электродом является металлический литий
Важно отметить, что технология производства таких аккумуляторов может быть интегрирована в существующие производства Li-Ion-батарей без существенных изменений в производственной цепочке, поскольку их конструкция принципиально не отличается от коммерчески доступных решений. Ноу-хау компании — особая технология защиты лития тонкой полимерной пленкой, которая имеет высокую ионную проводимость и частично выполняет функцию сепаратора, а также состав электролита, ингибирующий рост дендритов
Solid Power
Эта компания предлагает решение полностью твердотельной батареи, в которой жидкий электролит заменен на твердый ионопроводящий материал, а анодом является металлический литий. Большим плюсом разрабатываемой технологии служит то, что отказ от жидкого электролита, который практически всегда содержит легковоспламеняющиеся компоненты, позволяет принципиально повысить не только безопасность батареи, но и интегрируемость технологии в процесс производства roll-to-roll.
XNRGI
Данное предприятие разрабатывает батарею, в которой в качестве электродов используются 3D-структурированный пористый кремний с металлическим литием, т. е. применяет решения из полупроводниковой электроники. Это обеспечивает одновременно высокую масштабируемость производства и низкую цену конечного продукта, который уже доступен на рынке. 3D-структура также решает проблему мощности такой батареи.
Крупные фирмы, выпускающие классические Li-Ion-батареи, не отстают от тренда. Samsung заявил, что закончил разработку на базе Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) и Samsung R&D Institute Japan (SRJ) литий-металлической батареи с удельной плотностью энергии 900 Вт·ч/л. В основе разработки лежит защита металлического лития покрытием на основе Ag-C . Аналогичные работы ведут Panasonic (батарейки в таблеточном корпусе) и другие производители. Научно-исследовательские институты также активно занимаются разработками в этой области.
Виды АКБ для источника бесперебойного питания
Аккумулятор для шуруповерта
Аккумуляторы для дома, используемые как резервное электроснабжение или в качестве основной коммуникации с альтернативным источником питания, в зависимости от своей конструкции бывают нескольких видов:
- Свинцово-кислотные АКБ – это блоки, в которых электролит расположен внутри металлической сетки, между которыми находятся синтетические волокна, пропитанные жидкостью. Данные батареи широко используются для источников бесперебойного питания, так как быстро заряжаются и выдают большее количество энергии. Но в связи с тем, что структура свинцовых пластин пористая, срок службы подобных деталей весьма ограничен и составляет не более пяти лет;
- Гелиевые аккумуляторы – это сложно устроенный агрегат, накапливающий и отдающий электрический ток, внутри которого вместо жидкого электролита расположен пропитанный гель. Он контактирует со стержнем, возникает электрохимическая реакция, но, благодаря свойствам геля, побочного эффекта в виде газа не возникает, поэтому эти батареи изготавливаются в герметичном корпусе.
Свинцово-кислотный АКБ
Таким образом, исходя из физико-химических свойств перечисленных АКБ, можно сделать вывод, что резервное электроснабжение лучше устраивать, используя гелиевые батареи, так как они обладают глубоким разрядом, что очень важно при необходимости обеспечить электричеством частный дом во время отключения основной линии. А для организации источника бесперебойного питания по альтернативной схеме лучше подходит АКБ, созданный по свинцово-кислотной технологии
Важно! В обоих типах батарей, так как выделения газа являются минимальными, корпус изготавливается герметичным, и обслужить его не получится. После выработки своего ресурса изделие подлежит утилизации согласно техническим требованиям
Гелиевый АКБ в герметичном корпусе
Многие собственники индивидуального жилья, выбирая аккумуляторы для дома, используемые при отключении электричества, в целях экономии пытаются заменить более дорогие гелиевые или свинцово-кислотные АКБ простыми батареями с жидким электролитом, которые предназначены для автомобилей. Конечно, их стоимость значительно ниже, но и функции, которые они выполняют, отличаются. Данный агрегат предназначен для максимальной выдачи тока определенного номинала и мощности, чтобы раскрутить стартер двигателя и выполнить его запуск. Он обладает хорошими характеристиками по короткому импульсу, но для длительной работы не подходит, так как быстро разряжается. К тому же его подзарядка занимает значительно больше времени, чем гелиевые или свинцово-химические АКБ.
Супермаховик
Накапливать электроэнергию можно и в механическом виде. Раскрутить тяжелый маховик, и он некоторое время будет вращаться, приводя в действие генератор. Для того, чтобы не мешало трение воздуха, маховик вращается внутри герметичного кожуха, из которого откачан воздух. Технически реализовать эту идею очень просто, КПД достигает 98%. Выпускаются накопители на супермаховиках с емкостью до 25 кВтч. Но широкого применения они пока не получили. Причина заключается в том, что не удается быстро управлять отдачей электроэнергии в сеть. Кроме этого, со временем частота вращения маховика падает, и мощность, отдаваемая накопителем в сеть, падает.
Энергоёмкость теплоаккумулятора
Теплоёмкость — количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании его на 1 °С. В зависимости от того, к какой количественной единице относится теплоёмкость, различают массовую, объёмную и молярную теплоёмкость.
Массовая удельная теплоёмкость, также называемая просто удельной теплоёмкостью — это количество теплоты, которое необходимо подвести к единице массы вещества, чтобы нагреть его на единицу температуры. В СИ измеряется в джоулях, деленных на килограмм на кельвин (Дж·кг−1·К−1).
Объёмная теплоёмкость — это количество теплоты, которое необходимо подвести к единице объёма вещества, чтобы нагреть его на единицу температуры. В СИ измеряется в джоулях на кубический метр на кельвин (Дж·м−3·К−1).
Молярная теплоёмкость — это количество теплоты, которое необходимо подвести к 1 молю вещества, чтобы нагреть его на единицу температуры. В СИ измеряется в джоулях на моль на кельвин (Дж/(моль·К)).
На значение удельной теплоёмкости влияет температура вещества и другие термодинамические параметры. К примеру, измерение удельной теплоёмкости воды даст разные результаты при 20 °C и 60 °C. Кроме того, удельная теплоёмкость зависит от того, каким образом позволено изменяться термодинамическим параметрам вещества (давлению, объёму и т. д.); например, удельная теплоёмкость при постоянном давлении (CP) и при постоянном объёме (CV), вообще говоря, различны.
Переход вещества из одного агрегатного состояния в другое сопровождается скачкообразным изменением теплоёмкости в конкретной для каждого вещества температурной точке превращения — температура плавления (переход твёрдого тела в жидкость), температура кипения (переход жидкости в газ) и, соответственно, температуры обратных превращений: замерзания и конденсации.
Удельные теплоёмкости многих веществ приведены в справочниках обычно для процесса при постоянном давлении. К примеру, удельная теплоёмкость жидкой воды при нормальных условиях — 4200 Дж/(кг·К); льда — 2100 Дж/(кг·К).
Исходя из приведенных данных можно попытаться оценить теплоемкость водяного теплоаккумулятора (абстрактного). Предположим, что масса воды в нем равна 1000 кг (литров). Нагреваем ее до 80 °C и пусть она отдает тепло, пока не остынет до 30 °C. Если не заморачиваться тем, что теплоемкость различна при разной температуре, можно считать, что теплоаккумулятор отдаст 4200 * 1000 * 50 Дж тепла. То есть энергетическая емкость такого теплоаккумулятора составляет 210 мегаджоулей или 58,333 киловатт-часов энергии.
Если сравнить эту величину с энергетическим зарядом обычного автомобильного аккумулятора (720 ватт-часов), то видим, что для энергетическая емкость рассматриваемого теплоаккумулятора равна энергетической емкости примерно 810 электрических аккумуляторов.
Удельная массовая энергоемкость такого теплоаккумулятора (даже без учета массы сосуда, в котором собственно будет храниться нагретая вода, и массы теплоизоляции) составит 58,3 кВт-ч/1000 кг = 58,3 Вт-ч/кг. Это уже получается поболее, чем массовая энергоемкость свинцово-цинкового аккумулятора, равная, как было подсчитано выше, 39 Вт-ч/кг.
По приблизительным подсчетам теплоаккумулятор сравним с обычным автомобильным аккумулятором и по объёмной удельной энергоёмкости, поскольку килограмм воды — это дециметр объема, следовательно его объемная удельная энергоемкость тоже равна 76,7 Вт-ч/кг., что в точности совпадает с объемной удельной теплоемкостью свинцово-кислотного аккумулятора. Правда, в расчете для теплоаккумулятора мы учитывали только объем воды, хотя нужно было бы учесть еще объем бака и теплоизоляции. Но в любом случае проигрыш будет уже не так велик, как для граыитационного накопителя.
Скачать
- Теория и практика применения аккумуляторов. Виды аккумуляторов. Лучшее, что можно почитать по теме – • Выбор и эксплуатация аккумуляторов для автономного и резервного электроснабжения. / Теория и практика — подробно простым языком, pdf, 6.97 MB, скачан: 640 раз./
- • Дасоян, Новодережкин, Томашевский. Производство электрических аккумуляторов / В книге изложено производство электрических аккумуляторов (свинцово-кислотных, щелочных, серебряно-цинковых и др.), даны необходимые сведения об устройстве, важнейшие электрические и эксплуатационные характеристики, pdf, 19.88 MB, скачан: 392 раз./ .
Успешный гибрид
Пока ведутся разработки альтернатив литий-ионным аккумуляторам, компании ищут пути более эффективного сохранения энергии. Успешным вариантом использования усовершенствованных литий-ионных батарей стало их встраивание в гибридные энергетические системы.
В промышленной энергетике такие системы получили развитие в 2020-е годы. Они позволяют объединить преимущества нескольких способов аккумулирования и сохранения энергии. Одним из ярких примеров являются аккумуляторные станции Tesla.
Первую такую станцию построила Tesla в Южной Австралии в 2017 году. Строительство заняло всего три месяца. Компания обещала, что при превышении этого срока страна получит батарею бесплатно.
Станция Tesla в Южной Австралии
(Фото: electrek.co)
Hornsdale Power Reserve построена на промышленных литий-ионных аккумуляторах Tesla Powerpack и инверторах, произведенных на Gigafactory. Она имеет мощность 100 МВт и может обеспечивать электричеством более 30 тыс. домохозяйств. Станция обеспечила снижение расходов на эксплуатацию сети региона примерно на 90%. За первые дни ее работы расходы на обслуживание сети снизились на $1 млн.
Южная Австралия получает энергию преимущественно из солнечных батарей и ветрогенераторов. Но иногда необходимо задействовать газогенераторы, подключенные к паровым турбинам, и вырабатывать недостающую часть энергии.
Аккумуляторная батарея Tesla накапливает энергию, когда она подается в сеть региона в избытке, а потом отдает ее обратно, когда возникает дефицит. Таким образом, потребность в газогенераторах отпадает.
Кроме того, батарея реагирует на перепады в электросети. Когда произошло внезапное отключение угольной электростанции Loy Yang A 3, станция Tesla среагировала на 4 секунды быстрее, чем резервный генератор частотного контроля и вспомогательных услуг (FCAS) в Квинсленде.
По расчетам чиновников, емкость батареи составляет около 2% от условной емкости всей сети, однако это дает 55% экономии на эксплуатационных расходах.
У системы есть и минусы. Станция включается всего на несколько минут, поэтому неизвестно, сколько циклов заряда выдержат ее батареи, прежде чем их придется заменить.
Тем не менее, в Австралии уже запланировано строительство подобных аккумуляторных систем в Южной Австралии, на Северной территории, в Квинсленде и Новом Южном Уэльсе.
Теперь Tesla собирается подключить гигантскую батарею к электросети Техаса. Компания строит станцию хранения энергии мощностью более 100 МВт в техасском Англтоне.
Батареи Tesla в Техасе
(Фото: Tesla)
Батарея сможет обеспечивать энергией около 20 тыс. домов. Детали конструкции пока не разглашаются, а сам проект держится в секрете.
В Нидерландах в 2020 году была введена в эксплуатацию гибридная система накопления энергии из литий-ионных аккумуляторов производства швейцарской компании Leclanché и механических накопителей от голландского разработчика S4 Energy. Литий-ионные батареи имеют мощность 8,8 МВт и емкость 7,12 МВт·ч, они работают вместе с шестью шестью маховиковыми системами KINEXT общей мощностью 3 МВт. Таким образом, объект аккумулирует 1 ГВт энергии, которую использует местный системный оператор TenneT для стабилизации энергосистемы. Маховики позволят продлить срок службы батарей как минимум до 15 лет.
В других странах подобные проекты находятся на стадии разработки и внедрения. Подробнее о них РБК Тренды расскажут в следующем материале.
Поддержание нормативного уровня напряжения в распределительной перегруженной сети
Механизм этого применения основан на выравнивании нагрузки потребителей в течение суток. Потребление большинства абонентов не равномерно в течение дня. Электроэнергия наиболее востребована в утренние и, особенно, вечерние часы. Поэтому и линии, перегруженные в пиковые часы, ночью загружены не очень сильно. Накопитель может ночью зарядиться, а в пиковые часы выдать дополнительную энергию в сеть. Из-за перегруза линий потери в них растут, а напряжение у потребителей падает ниже нормативно допустимого. Соответственно накопитель снимает перегрузки и напряжение возвращается к нормативному уровню.
Распределительная сеть на уровне питания потребителей сильно разветвлена, и установка накопителя в любой ее точке изменяет потоки мощности по всем ее ветвям. Это влияние зависит от точки установки накопителя. Поэтому можно подобрать такое место установки, в котором для обеспечения нормативного качества электрической энергии во всей сети потребуется минимальный накопитель.
Распределительная сеть воздушных линий (ВЛ) 0.4 кВ
Для решения этой задачи требуется:
-
для каждого узла сети (опоры) рассчитать минимальный накопитель, который обеспечит заданное напряжение во всех узлах сети;
-
выбрать наименьший из полученных в каждом узле минимальных накопителей.
Логически задача не выглядит сложной, но основные проблемы связаны с тем, что расчет каждого варианта накопителя (сочетания заданных значений энергоемкости и мощности) – это итерационный расчет установившегося режима для всей сети. При этом для определения оптимального накопителя нужно делать несколько таких расчетов для каждого узла, пошагово увеличивая параметры накопителя до достижения требуемого уровня напряжения.
Более того, для сетей 0.4 кВ нужно учитывать несимметрию нагрузки по фазам. Из-за наличия нулевого провода изменение напряжения в одной фазе влияет на напряжения, а значит и на параметры накопителя, в двух других фазах. Поэтому для каждой из трех фаз подбираются свои параметры накопителя, а начиная со второй итерации расчет корректируется с учетом взаимного влияния режимов фаз друг на друга.
Важно учитывать, что у этой оптимизационной задачи есть ограничения по максимальной энергоемкости накопителя, создаваемые суточным графиком нагрузки потребителей сети. Поскольку для выполнения своих задач накопитель должен заряжаться, то в какое-то время он потребляет энергию из сети
Поэтому нужно подобрать его энергоемкость и время зарядки так, чтобы нагрузка зарядки накопителя совместно с нагрузкой потребителей не снижали напряжение больше, чем это допустимо.
Не смотря на объемность расчета, его результаты позволяют снизить размеры в несколько раз, и определить узлы в которых задача не решается.
Решение задачи тестировалось на трех распределительных сетях с количеством опор более 30. По результатам расчетов получились следующие выводы:
-
Установка накопителя на первых опорах (5-10 опор ближайших к питающей подстанции) и последних опорах линии не позволяет поднять напряжение до необходимого уровня;
-
Разница между минимально необходимыми для обеспечения заданного напряжения накопителями на разных опорах составила до 30% от энергоемкости выбранных для установки накопителей (в рассмотренных сетях это 15 кВтч или 1,5 млн.рублей при цене накопителей 100 тыс.руб/кВтч).