Моделирование влияния показателей графика электрических нагрузок на энергоемкость системы накопления в гибридном энергетическом комплексе

Аннотация

В современных условиях ключевое направление обеспечения энергетической безопасности критически важных инфраструктурных объектов связано с применением локальных источников генерации, объединяемых с системами накопления электроэнергии на основе аккумуляторных батарей в гибридные энергетические комплексы. Актуальной проблемой при проектировании таких комплексов является определение их оптимальных параметров, в том числе номинальной энергоемкости системы накопления. Для решения конкретных задач могут применяться методики из руководящих документов или научные методы, основанные на динамическом программировании, генетических алгоритмах и другие. Единый подход к расчету энергоемкости систем накопления отсутствует. В статье рассматривается гибридный энергетический комплекс на базе топливного элемента. Цель работы и ее научный вклад заключается в исследовании влияния вида и характеристик графиков электрических нагрузок потребителя на номинальную энергоемкость системы накопления для энергетического комплекса с топливным элементом, работающим в режиме выдачи постоянной мощности. Разработан алгоритм, позволяющий определить энергоемкость аккумуляторных батарей на основе графиков электрических нагрузок потребителя, задаваемых с определенной дискретизацией. Критериями выбора номинальной энергоемкости аккумуляторных батарей являются: максимум разрядного тока, покрытие пика и суммы пиков нагрузки, уровень заряда. Алгоритм реализован в программе MS Excel, а сбор и анализ полученных результатов автоматизирован с помощью Python. Для гибридного энергетического комплекса с топливным элементом получены зависимости энергоемкости литий-железо-фосфатных аккумуляторных батарей от показателей графика электрических нагрузок.