Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка системы и прототипов входящих в неё технических устройств интеллектуального учёта электроэнергии и услуг в электроэнергетических системах с распределенной генерацией

Сведения об участнике
ФИО
Марченко Андрей Иванович
Вуз
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Новосибирский государственный технический университет»
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Машиностроение. Энергетика
Раздел области наук
Энергосберегающие системы аккумулирования, транспортировки, распределения и использования электроэнергии
Тема
Разработка системы и прототипов входящих в неё технических устройств интеллектуального учёта электроэнергии и услуг в электроэнергетических системах с распределенной генерацией
Резюме
Полученные теоретические и результаты экспериментального моделирования в рамках проведенной научно-исследовательской работы позволяют реализовать в рамках проекта прототип устройства интеллектуального учёта электроэнергии и электроэнергетических услуг в электроэнергетических системах с распределенной генерацией.
Разрабатываемая система и устройства интеллектуального учета в системах с распределенной генерацией позволяет субъектам становится полноценными участниками торговых отношений розничного рынка электроэнергии, что позволяет использовать новые подходы к ценообразованию, обеспечении желаемого качества электроэнергии и надежности электроснабжения.
Ключевые слова
система интеллектуального учета, малая распределенная генерация, когенерация, электроэнергетические услуги, smart grid, smart metering
Цели и задачи
Цель проекта (научной работы): Разработка прототипа системы и входящих в неё устройств интеллектуального учета электроэнергии и услуг в электроэнергетических системах с распределенной генерацией
Задачи, поставленные для реализации проекта (научной работы):
1) Разработка математических моделей и единиц измерения отражающих влияние распределенной малой генерацией в электрических сетях на качество электроэнергии, надежность электроснабжения и энергоэффективность.
2) Разработка алгоритмов учёта услуг распределенной малой генерации.
3) Проверка работоспособности алгоритмов на имитационных моделях и физической модели электроэнергетических систем.
4) Разработка прототипов устройств Smart Metering в рамках развития интеллектуальной Smart Grid энергосистемы с источниками малой распределенной генерацией.
5) Исследование патентоспособности предлагаемых устройств и подача заявок на изобретение.
Основная идея в развитии и внедрения устройств интеллектуального учета электроэнергии и услуг розничного рынка электроэнергии заключается в создании эффективного механизма поддержки и стимулирования использовании установок-станций на основе малой генерации, которые наиболее эффективно, позволит целенаправленно удовлетворить потребности населения и промышленности качественной электроэнергией с учетом региональных и индивидуальных требований потребителей.
Введение

Для использования положительных эффектов работы распределенной малой генерации в электрической сети необходима автоматизированная интеллектуальная система мониторинга и учета услуг концепции Smart Metering, имеющая возможность учета и передачи данных в режиме реального времени. Разработка технических устройств коммерческого учета услуг в электрических сетях с источниками малой распределенной генерацией является актуальной технической задачей. Таким образом, решается проблема повышения энергоэфективности систем электроснабжения на основе развития малой распределенной генерации с её активным участием на рынке товара-электроэнергии и электроэнергетических услуг.

Методы и материалы

Методы решения: использование методологии системного анализа, выполнение теоретических исследований, декомпозиция цели, синтез, имитационное моделирование постановка и проведение физических экспериментов, аналитические методы теории электрических сетей и систем.

База для экспериментальных исследований - электродинамическая модель электроэнергетических систем Центра испытаний устройств контроля и управления режимами электроэнергетических систем Новосибирского государственного технического университета (ЦИУК и УРЭС НГТУ).

Основное содержание проекта (научной работы):

1) Теоретические исследования – характера и степени влияния малой распределенной генерации на качество напряжения, надежность и эффективности энергетических систем и электрических сетей, возможные варианты конструирования системы учета услуг малой энергетики.

2) Разработка алгоритмов – алгоритмов мониторинга и учёта системных эффектов по повышению качества, надежности и эффективности в системах и электрических сетях с распределенной малой генерацией для потребителей электроэнергии и сетевой компании.

3) Экспериментальные исследования и НИОКР – выполнение экспериментов, создание прототипов устройств и их испытание на физической модели, разработка опытных образцов.

 

Описание и обсуждение результатов

Выполненные исследования по теме научно-исследовательской работы:

1) «Влияние присоединения малой генерации на качество электроэнергии в электрической сети».

2) «Моделирование и анализ системных эффектов от присоединения малой генерации к электрическим сетям».

3) «Развитие розничного рынка энергии на примере Новосибирской области».

 Текущие проводимые исследования по теме работы:

1) «Разработка теоретических основ, математических моделей и алгоритмов для интеллектуальной системы коммерческого учета энергии и услуг в электрических сетях Smart Grid, сетях с распределенной малой генерацией».

2) «Развитие рынка электроэнергетических услуг в рамках розничного рынка электроэнергии».

Разрабатываемые устройства учета электроэнергии и услуг позволяет разделять и рассчитывать затраты на потребляемую электроэнергию и оказываемые при этом электроэнергетические услуги.

Архитектура системы интеллектуального учёта электроэнергии и услуг в электроэнергетических системах с распределенной генерацией состоит из: фиксирующих датчиков в электрической сети, устройств передачи и обработки данных, устройств классификации присоединений, устройств учёта потребления электроэнергии и электроэнергетических услуг.

Исследуемая тема работа является одной из самых актуальных в силу современного состояния традиционной энергетики и принятой во многих странах, в том числе и в России, стратегии на развитие распределенной малой энергетики.

Достоинством работы является комплексный качественный анализ ситуации, грамотная с пониманием дела постановка задачи исследования и разработки исследования по данному направлению.

Следует отметить, что по данной теме впервые исследования содержат новую, оригинальную эскизную проработку рынка услуг для розничных рынков электроэнергии, имеет практическую значимость в связи с возможностью и неизбежностью дальнейшего развития его технологической и коммерческой составляющих.

Научно-исследовательская работа выполняется в рамках развития электроэнергетики на основе Российской Национальной концепции Smart Grid, отличающейся от принятой на западе, странах Европы, США и др.

Развития малой генерации за границей происходит преимущественно на базе возобновляемых источников энергии работающих в электрической сети режимно-изолированно т.е. через частотно-преобразовательные устройства, тогда как в нашей стране с её климатическими и географическими особенностями речь идет о создании автоматики и систем Smart Metering преимущественно для когенерационных установок распределенной энергетики, работающей совместно и синхронно с общей распределительной сетью, на основе систем автоматизированного интеллектуального управления, что позволяет полноценно использовать системные эффекты от функционирования крупной концентрированной и малой распределенной энергетики.

 

Используемые источники
Марченко А.И., Дронова Ю.В. Малая генерация как способ снижения энергоемкости и повышения энергоэффективности / Автоматизация и энергосбережение машиностроительного и металлургического производств, технология и надежность машин, приборов и оборудования. Вологда: Изд-во ВоГУ, 2015. – 216 с. – С. 105 – 110.
A. Marchenko, A. Fishov The Impact of Distributed Generation on Power Quality of the Electric Network / Trans Tech Publications, Scientific Journal Applied Mechanics and Materials, Vol. 792: Energy Systems, Materials and Designing in Mechanical Engineering, 2015, P. 248–254.
Марченко А.И. Моделирование и анализ влияния присоединения малой генерации на качество электроэнергии в электрической сети / Электроэнергетика глазами молодежи. Иваново: Изд-во ИГЭУ, 2015. Том 1. – 628 с. – С. 322-327.
Information about the project
Surname Name
Marchenko Andrey
Project title
System development and prototypes of the technical devices of the intellectual accounting of the electric power and services entering it in electrical power systems with the distributed generation systems
Summary of the project
The theoretical and experimental results of modeling as part of our research work allow to realize the project a prototype device intelligent electricity metering and electricity services in power systems with distributed generation.
The developed system and smart metering devices in distributed generation systems allows subjects become full participants in trade relations of the retail electricity market, which allows the use of new approaches to pricing, ensuring the desired quality and reliability of electricity supply.
Keywords
smart metering system, small distributed generation, cogeneration, electric power services, smart grids