Застосування суперконденсаторів для підвищення якості електроенергії в електричних мережах з розподіленою генерацією

Автор(и)

  • О. В. Горпинич «Приазовский государственный технический университет», г. Мариуполь, Ukraine
  • А Голубятник

DOI:

https://doi.org/10.15802/ecsrt2019/254503

Ключові слова:

суперконденсатор, сонячна панель, експериментальна установка, якість електроенергії, згладжування, криві заряду та розряду, програмне забезпечення PSCAD, моделювання

Анотація

Наведено результати експериментальних досліджень суперконденсаторів як засобів згладжування відхилень та коливань напруги. Розглянуто імітаційні моделі еквівалентних схем заміщення суперконденсатору та експериментальної установки із сонячною панеллю, розроблені у середовищі PSCAD (Канада). Методика.Щоби отримати криві заряду та розряду суперконденсаторів, було розроблена та випробувана в реальних умовах експлуатації експериментальна установка із сонячною панеллю. Вона складається з сонячної панелі потужністю 10 Вт, суперконденсаторів з номінальною напругою 2,7 В та ємністю 100 Ф кожний, перетворювачів напруги та навантаження у вигляді лампи розжарювання потужністю 4 Вт напругою 12 В. Для вимірювання і реєстрації напруг в різних точках експериментальної установки були використані цифровий мультиметрSanwa типа PC 510a та програма PC Link (Японія). Окрім експериментальних досліджень з використанням цифрового мультиметруSanwa та програми PC Link, було виконано імітаційне моделювання у середовищі PSCAD з метою отримання кривої заряду суперконденсаторів. Результати.Продемонстрована експериментальна установка для моніторингу і аналізу електромагнітних перехідних процесів в електричних мережах із сонячними панелями. Наведені так звана «однодіодна модель» (еквівалентна схема заміщення сонячної панелі) та рівняння, що описує вольт-амперну характеристику реальної фотоелектричної установки, яка складається з низки з'єднаних комірок. Отримані аналітичні вирази, які дозволяють визначити параметри еквівалентної схеми заміщення сонячної панелі, що, як правило, в паспортних даних виробниками не наводяться.Наукова новизна.За допомогою експериментальних досліджень підтверджена ефективність застосування суперконденсаторівяк засобів згладжування відхилень та коливань напруги, що виникають під час роботи сонячних панелей.Практична значимість.Представлена у роботі експериментальна установка використовується у навчальному процесі ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет» під час проведення лабораторних робіт з дисципліни «Альтернативні джерела електроенергії».

Посилання

Tragianni, S. Supercapacitor sizing based on comparative study of PV power smoothing methods [Text] / S. D. Tra-gianni, O. K. Oureilidis, S. C. Demoulias // Proc. 52nd International Universities Power Engineering Conference (UPEC). – 28-31 August 2017. – Heraklion (Greece). – P. 1 – 6.

Pegueroles-Queralt, J. A power smoothing system based on supercapacitors for re-newable distributed generation [Text] / J. Pegueroles-Queralt, F. D. Bianchi, O. Gomis-Bellmunt // IEEE Electrical In-sulation Magazine. – 2015. – Vol. 62. – No. 1. – P. 343 – 350.

Masaki, M. S. A hierarchical predictive control for supercapacitor-retrofitted grid-connected hybrid renewable systems [Text] / M. S. Masaki, L. Zhang, X. Xia // Applied Energy. – 2019. – Vol. 242. – No. 9. – P. 393 – 402.

A capacity configuration control strategy to alleviate power fluctuation of hybrid energy storage system based on improved particle swarm optimization [Text] / T. Wu, X. Shi, L. Liao, C. Zhou, H. Zhou, Y. Su // Energies. – 2019. – Vol. 12. – No. 4. – P. 642 – 653.

Overview on hybrid solar photovoltaic- electrical energy storage technologies for power supply to buildings [Text] / J. Liu, X. Chen, S. Cao, H. Yang // Energy Con-version and Management. – 2019. – Vol. 187. – No. 9. – P. 103 – 121.

Optimal allocation of hybrid energy sto-rage systems for smoothing photovoltaic power fluctuations considering the active power curtailment of photovoltaic [Text] / W. Ma, W. Wang, X. Wu, R. Hu, F. Tang, W. Zhang, X. Han, L. Ding // IEEE Access. – 2019. – Vol. 7. – No. 1. – P. 74787 – 74799.

Battery lifetime enhancement via smart hybrid energy storage plug-in module in standalone photovoltaic power system [Text] / W. Jing, C. H. Lai, D. K. X. Ling, W. S. H. Wong, M. L. D. Wong // Journal of Energy Storage. – 2019. – Vol. 21. – No. 1. – P. 586 – 598.

Rekioua, D. Optimization of photovoltaic power systems: modelization, simulation and control [Text] / D. Rekioua, E. Matagne. – London: Springer-Verlag, 2012. – 296 p. – ISBN 978-1-4471-2348-4.

Villalva, M. Comprehensive approach to modeling and simulation of photovoltaic arrays [Text] / M. G. Villalva, J. R. Gazoli , E. R. Filho // IEEE Transaction on Power Electronics. – 2009. – Vol. 24. – No. 5. – P. 1198 – 2008.

Villalva, M. Modeling and circuit-based simulation of photovoltaic arrays [Text] / M. G. Villalva, J. R. Gazoli , E. R. Filho // Proc. Brazilian Power Electronics Confe-rence (COBEP). – 27 September – 1 Octo-ber 2009. – Bonito-Mato Grosso do Sul (Brazil). – P. 1244 –1254.

Development of a new compound method to extract the five parameters of PV mod-ules [Text] / J. Bai, S. Liu, Y. Hao, Z. Zhang, M. Jiang, Y. Zhang // Energy Conversion and Management. – 2014. – Vol. 79. – No. 3. – P. 294 – 303.

Johansson, Р. Comparison of simulation programs for supercapacitor modelling [Text] / Р. Johansson, B. Andersson. – M.Sс. thesis, Dept. of Energy and Envi-ronment, Div. of Electric Power Engineer-ing, Chalmers University of Technology, Gothenburg, Sweden, 2008. – 131 p.

Hadartz, M. Battery-supercapacitor ener-gy storage [Text] / M. Hadartz, M. Julan-der. – M.Sс. thesis, Dept. of Energy and Environment, Div. of Electric Power En-gineering Chalmers University of Tech-nology, Gothenburg, Sweden, 2008. – 117 p.

Cultura, A. В. Modeling, evaluation and simulation of a supercapacitor module energy storage application [Text] / A. B. Cultura, Z. M. Salameh // Proc. Interna-tional Conference on Computer Informa-tion Systems and Industrial Applications (CISIA 2015). – 28-29 June 2015. – Bangkok (Thailand). – P. 876 – 882.

Saha, P. Equivalent circuit model of su-percapacitor for self-discharge analysis – A Comparative Study [Text] / P. Saha, M. Hanra // Proc. International Conference on Signal Processing, Communication, Power and Embedded System (SCOPES). – 3-5 October 2016. – Paralakhemundi (India). – P. 1381 – 1386.

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-05-01

Як цитувати

Горпинич, О. В. ., & Голубятник, А. (2023). Застосування суперконденсаторів для підвищення якості електроенергії в електричних мережах з розподіленою генерацією. Електромагнітна сумісність та безпека на залізничному транспорті, (18). https://doi.org/10.15802/ecsrt2019/254503

Номер

№ 18 (2019)

Розділ

ЕЛЕКТРОМАГНІТНА СУМІСНІСТЬ НА ЗАЛІЗНИЧНОМУ ТРАНСПОРТІ

Ліцензія

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

  • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.

  • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).