29.09.2021

УДК 620.97

Осташенков А.П., Медяков А.А., Ласточкин Д.М., Анисимов П.Н.

Математическое моделирование безотказности гибридной микроэлектростанции на основе возобновляемых источников энергии

В условиях регионов с относительно невысокими солнечным и ветровым потенциалами перерывы электроснабжения потребителей, питающихся от микроэлектростанций на основе ВИЭ, могут быть обусловлены снижением мощности ветроэлектрических установок, фотоэлектрических модулей при недостаточных, соответственно, скорости ветра и инсоляции для обеспечения питания потребителей. Проведено исследование надежности системы, включающей ветроэлектрическую установку, фотоэлектрические модули, гибридный контроллер заряда, накопитель энергии и инвертор, с использованием логико-вероятностного метода. В рамках исследования был проведен анализ структуры системы электроснабжения и режимов ее работы при возникновении различных событий: отказ элементов системы, замена отказавших элементов, диагностирование элементов, снижение мощности ветроэлектрической установки и фотоэлектрических модулей. Определены сочетания событий, приводящие к нарушению питания потребителей, подключенных к гибридной микроэлектростанции. Построено дерево отказов для гибридной микроэлектростанции. Получены выражения для расчета вероятности кратковременных, длительных перерывов электроснабжения, вероятности перерывов электроснабжения, происходящих при возникновении нерасчетных инсоляции и скорости ветра. Проведено математическое моделирование безотказности гибридной микроэлектростанции для условий центральной части Республики Марий Эл. Определено, что вероятность отказа системы определяется, в основном, вероятностью длительных перерывов электроснабжения. При этом надежностные показатели системы в целом во многом определяются значениями показателей надежности гибридного контроллера и инвертора.

Ключевые слова:ГИБРИДНАЯ МИКРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ, ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ, БЕЗОТКАЗНОСТЬ, ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ СЕЛЬСКИХ ОБЪЕКТОВ

        Текст статьи