Повышение пропускной способности распределительных электрических сетей с возобновляемыми источниками энергии путем их реконфигурации

Abstract

Актуальность исследования обусловлена необходимостью разработки технических решений по повышению пропускной способности перспективных распределительных электрических сетей железных дорог с возобновляемыми источниками энергии в темпе процессов изменения спроса на электроэнергию. Цель: повышение пропускной способности перспективных распределительных электрических сетей железных дорог с возобновляемыми источниками энергии путем оптимальной реконфигурации электрических схем. Объекты: распределительные электрические сети, источники распределенной генерации активной и реактивной мощности, методы оптимизации для решения задач в электроэнергетике, повышение пропускной способности электрической сети. Методы: оптимизационная задача решалась методом ветвей и границ, имитационное моделирование режимов электрических сетей выполнялось в Matlab Simulink. Результаты. Разработан алгоритм реконфигурации электрической сети для повышения ее пропускной способности на основе решения задач оптимизации нормальных режимов (статическая реконфигурация) и минимизации потребления электроэнергии без расчета установившихся режимов в темпе процессов изменения спроса на электроэнергию (динамическая реконфигурация). Для обеспечения допустимости режимов распределительных электрических сетей предложены подходы к управлению предложением активных (на базе возобновляемых источников) и реактивных мощностей и спросом активных потребителей. Представлены результаты реализации динамической реконфигурации для тестовой электрической схемы без учета управления предложением мощности и спросом активных потребителей, свидетельствующие об обоснованности предлагаемых подходов к повышению пропускной способности электрической сети.

The relevance of the study is caused by the need to develop technical solutions to increase the capacity of promising distribution electric networks of railways with renewable energy sources in the pace of changing demand for electricity. The aim of research is to increase the capacity of promising distribution electric networks of railways with renewable energy sources through optimal reconfiguration of electrical circuits. Objects: distribution electric networks, sources of distributed generation of active and reactive power, optimization methods for solving problems in the electric power industry, increasing the capacity of the electric network. Methods. Optimization problem was solved by the branch and bound method, simulation modeling of the electrical network modes was performed in Matlab Simulink. Results. The authors have developed the algorithm for reconfiguring the electrical network to increase its capacity based on solving the problems of optimizing normal modes (static reconfiguration) and minimizing power consumption without calculating steady-state modes in the pace of electricity demand change processes (dynamic reconfiguration). To ensure the admissibility of the modes of distribution electric networks, approaches to managing the supply of active (based on renewable sources) and reactive capacities and the demand of active consumers were proposed. The paper introduces the results of implementation of dynamic reconfiguration for the test circuitry without taking into account the power supply and demand management of active consumers, indicating the validity of the proposed approaches to improving the transmission capacity of the electrical network.