Автономна Microgrid система для побутових споживачів на базі енергоефективних технологій з відновлюваними джерелами енергії

Abstract

В умовах світової енергетичної кризи все більше постає питання оновлення концепції та принципів організації енергетичних систем, а також підходів до їх керування. Традиційна енергетика та централізоване керування енергосистемою на сьогодення не забезпечує у повній мірі якість та надійність електропостачання споживачів. Обмеженість кількості традиційних енергоресурсів, низький рівень модернізації та автоматизації складових енергосистеми та постійне руйнування енергооб’єктів внаслідок воєнних дій в Україні є першочерговою проблемою в енергетиці, що потребує якнайдвидшого вирішення. Саме запровадження енергоефективних технологій альтернативної енергетики та організація енергопостачання у вигляді Microgrid систем з розосередженою генерацією і децентралізацією керування може стати дієвим рішенням питань, пов'язаних з енергоживленням споживачів, особливо побутового сектора. Microgrid, за сутністю свого функціонування, базуються на повній інтелектуалізації управління процесами генерації, розподілення, споживання та збереження електричної енергії, що забезпечує замкнений цикл в енергосистемі з організацією перетоків потужності за ефективним алгоритмом керування. У статті пропонується організація автономної Microgrid системи з використанням у якості джерел розосередженої генерації енергокомплексів «Активних» будинків та мобільних гібридних електростанцій для додаткової генерації та зміни структури мережі. Задля підвищення ефективності функціонування розробленої Microgrid побутових споживачів запропоновано алгоритм керування енергоресурсами в ній. Отримані результати показують доцільність та енергоефективність розробленої системи Microgrid для побутових споживачів. Зроблені висновки стосовно перспективи подальшого розвитку Microgrid у напрямку використання усіх технічних можливостей відновлюваної енергетики для подолання енергетичної кризи у країні та досягнення енергетичної незалежності. In the context of the global energy crisis, there is a growing need to update the concept and principles of energy system organisation, as well as approaches to their management. Traditional energy and centralised energy system management currently do not fully ensure the quality and reliability of electricity supply to consumers. The limited amount of traditional energy resources, the low level of modernisation and automation of energy system components, and the constant destruction of energy facilities as a result of military actions in Ukraine are the primary problems in the energy sector that need to be solved as soon as possible. The introduction of energy-efficient alternative energy technologies and the organisation of energy supply in the form of microgrid systems with distributed generation and decentralised control can be an effective solution to issues related to energy supply to consumers, especially in the domestic sector. Microgrids, by their very nature, are based on the complete intellectualisation of the management of the processes of generation, distribution, consumption and conservation of electrical energy, which ensures a closed cycle in the energy system with the organisation of power flows according to an effective control algorithm. The article proposes the organisation of an autonomous microgrid system using energy complexes of ‘active’ houses and mobile hybrid power stations as sources of distributed generation for additional generation and changes in the network structure. To improve the efficiency of the developed microgrid for domestic consumers, an algorithm for managing energy resources in it is proposed. The results obtained show the feasibility and energy efficiency of the developed MicroGrid system for domestic consumers. Conclusions have been made regarding the prospects for the further development of microgrids in the direction of using all the technical capabilities of renewable energy to overcome the energy crisis in the country and achieve energy independence.