Исследователи создали модель автономной энергосистемы с водородными накопителями для удаленных поселков и промышленных объектов. Такая схема рассчитана на работу с возобновляемыми источниками энергии. При комбинированном управлении она позволяет вернуть частоту сети к нормальным значениям после аварии менее чем за секунду.
Разработка выполнена специалистами Томского политехнического университета совместно с коллегами из Китая. Как сообщили ТАСС в Минобрнауки РФ, для распределения мощности системе требуется менее 0,7 секунды. Водородные накопители в модели используются как средство повышения устойчивости автономной сети.
Подобные энергосистемы применяются там, где нет подключения к единой энергосети. В них могут работать солнечные и ветровые установки, соединенные с сетью через силовые преобразователи. Резкий рост нагрузки или отключение одного из источников способен вызвать заметные колебания частоты и напряжения.
Предложенная система контролирует не только само отклонение частоты, но и скорость ее изменения. Если показатель начинает быстро повышаться или снижаться, инвертор сразу формирует управляющее воздействие. В математической модели ученые сравнили классическую, обратную и комбинированную стратегии управления.
Наилучший результат показала комбинированная схема с синтетической инерцией. В ней один инвертор задает параметры сети, а остальные подстраивают мощность под текущую нагрузку. Испытания проводились при отклонении нагрузки на 10–20%, отключении одного из инверторов, подключении нового преобразователя и изменении характеристик сети.
После подключения нового инвертора перераспределение активной мощности заняло менее 0,7 секунды. Для сравнения, при классическом управлении стабилизация реактивной мощности продолжалась до 37,9 секунды, а при обратном распределение реактивной мощности занимало до 7,17 секунды. В дальнейшем ученые планируют создать адаптивное управление с учетом заполнения водородного хранилища, параметров сети и состояния оборудования, а также проверить его на лабораторных макетах; результаты работы опубликованы в International Journal of Hydrogen Energy (Q1, IF: 9,2).