В работе проводится анализ развития надежного и энергоэффективного энергоснабжения малых предприятий в сельской местности путем установки микрогенерации с участием возобновляемых источников энергии с использованием крышных солнечных панелей и влияние роста стоимости электроэнергии в различных регионах России на экономические показатели использования солнечной генерации в АПК. Проведен сравнительный анализ стоимости электроэнергии для малых предприятий в сельскохозяйственных регионах России в зоне централизованного электроснабжения, рассмотрено влияние роста стоимости электроэнергии для конечного потребителя электроэнергии на экономическую оценку установки малыми предприятиями микрогенерации с использованием крышных солнечных панелей в рассмотренных сельских регионах, определены перспективы дальнейшего развития солнечной микрогенерации в сельской местности. Показано, что применение солнечных микроэлектростанций позволит не только значительно повысить надежность энергоснабжения в сельской местности, но и обеспечить потребителя дешевой электроэнергией и застраховать в дальнейшем от неконтролируемого роста стоимости электроэнергии при централизованном электроснабжении. Также, в статье показано, что применение солнечных электростанций наиболее эффективно в южных сельскохозяйственных районах России. Сравнивается срок окупаемости солнечных микроэлектростанций в различных регионах РФ.
Работа посвящена исследованию текущего состояния и перспектив развития фотосолнечных электростанций, учитывая отечественные и иностранный опыт эксплуатации. Представлены ключевые принципы функционирования трех типов фотосолнечных электростанций. Определен основной тренд применения объектов гелиоэнергетики на изолированных территориях в виде автономных гибридных энергетических комплексов. Сущность данных комплексов заключается в комбинировании дизельных и фотосолнечных электростанций, имеющих высокую степень автоматизации технологических процессов. Представлен мировой перечень крупнейших фотосолнечных электростанций по установленной мощности до 2245 МВт. Приведен обзор отечественных предприятий по производству фотоэлектрического оборудования и строительству объектов гелиоэнергетики. Идентифицированы шесть направлений развития гелиоэнергетической отрасли: повышение энергоэффективности фотоэлектрических модулей, расширение масштабов строительства объектов гелиоэнергетики, развитие систем накопления электроэнергии, необходимость снижения стоимости элементов фотосолнечных электростанций, цифровизация технологических процессов управления и перекрестное использование технологий. Отмечено, что фотоэлектрические модули модернизируются в сторону разработки модулей с повышенным КПД в виде комбинированного применения перовскита с кремнием, технологий HJT и HIT и использованием двухсторонних модулей. Результаты работы могут быть применены в разработке или актуализации стратегий развития энергетических систем регионов и стран.
В статье целью исследований является анализ несимметричных режимов работы сельских электрических сетей 0,4кВ при наличии тока и напряжения обратной последовательности, а также определения диагностических показателей, которые более развернуто характеризуют эти режимы. В ходе энергетического обследования сельских электрических сетей 0,4 кВ с двигательной нагрузкой посредством регистратора показателей качества электрической энергии были получены значения коэффициента несимметрии напряжений по обратной последовательности и коэффициента несимметрии токов по обратной последовательности, на основании которых аналитически была установлена функциональная связь между этими величинами. Были предложены и определены в течение суток дополнительные показатели, позволяющие анализировать несимметричные режимы нагрузок. Получена функциональная зависимость между значениями коэффициента несимметрии напряжений по обратной последовательности и коэффициента несимметрии токов по обратной последовательности. Нелинейная функция определяется параметрами сети - мощностью короткого замыкания, сопротивлением обратной последовательности, режимами нагрузки. Сопротивление обратной последовательности двигательной нагрузки зависит от режима работы двигателей. Сопротивление прямой последовательности может превышать сопротивление обратной последовательности в 35 раз и более. При режимах, близких к холостому ходу, сопротивление обратной последовательности принимает минимальные значения, при номинальной загрузке асинхронных двигателей сопротивление обратной последовательности возрастает. Предложены диагностические показатели, характеризующие нагрузочный режим работы двигательной нагрузки (асинхронных двигателей), которые позволяют оценить эффективность их использования и допустимость теплового режима работы, который в конечном счете влияет на надежность электрооборудования.
В статье рассматриваются вопросы, связанные с режимами работы городских электрических сетей крупных мегаполисов. Приведены сведения о росте энергопотребления в мегаполисах и современных тенденциях построения электросетей мегаполисов, включая и кабельные линии с напряжением 20 кВ, работающие с низкоомным резистивным заземлением нейтрали. Такое построение электрических сетей создает токи однофазных замыканий большой величины, сопровождающиеся протеканием в сети значительных токов нулевой последовательности. На разработанной авторами статьи нейронной сети может производиться анализ работы электрических сетей с низкоомным заземлением нейтрали, в том числе определение одного из важных параметров работы таких линий, как напряжение повреждения, возникающее на заземляющих устройствах распределительных пунктов, находящихся в конце этих линий и влияющее на качество электрической энергии и обеспечение условий электробезопасности. Применение нейронных сетей для этой цели позволяет сравнительно просто обрабатывать разнородные и дискретные данные параметров рассматриваемых сложных электрических сетей. Поэтому такие нейронные сети обеспечивают сравнительно простой контроль значений напряжений повреждений, возникающих на сопротивлениях заземляющих устройств распределительных пунктов, что позволяет получать такие данные без использования сложных программных комплексов.
В статье рассматриваются вопросы, связанные с обеспечением нормативного качества электроэнергии в системах электроснабжения в случаях нарушения симметрии трехфазной электрической сети. Приведена в виде суточных графиков информация о существовании подобного режима с нарушением нормативного значения показателя качества электроэнергии - коэффициента несимметрии напряжений по нулевой последовательности, полученная авторами статьи при выполнении работ по исследованиям процессов обеспечения качества электроэнергии на энергетических объектах с напряжением 0,4 кВ. Показана возможность определения мест возникновения несимметричных режимов при нарушении симметрии в трехфазной электрической сети с глухозаземленной нейтралью и нулевым проводником (электрическая сеть энергоснабжающей организации или же электросеть потребителя электроэнергии) с использованием значений фазных токов и напряжения нулевой последовательности и дополнительным контролем значений фазных токов. При отсутствии возможности постоянного контроля за напряжением и токами нулевой последовательности возможно производить предварительный контроль напряжений фаз электрической сети и тока в нулевом проводе. Если данные электрические параметры будут иметь достаточно большие значения, то в этом случае требуется контроль напряжения нулевой последовательности и определение коэффициента несимметрии напряжений по нулевой последовательности.
В статье представлены результаты исследования применимости вертикального размещения секций фотоэлектрических модулей фотосолнечной электростанции, функционирующей в автономной энергосистеме на северных территориях России. Определена оптимальная комбинация вертикального размещения секций модулей - 10/80/10 % и 15/70/15 % (Восток/Юг/Запад) при условии комплексного применения с плоскими отражательными системами. Оптимальная комбинация вертикального размещения модулей с данными системами позволяет увеличить среднегодовую выработку электроэнергии на 5 и 13 % соответственно при сопоставлении с линейным размещением со 100 %-ным ориентированием на южную сторону. Вертикальное размещение модулей позволяет увеличить среднесуточный период выработки электроэнергии в утренние и вечерние фазы на 0,3…0,6 ч при сравнении с линейным размещением. В случае комплексного применения отражательных систем и вертикального размещения модулей при комбинации 25/50/25 % выработка электроэнергии от фотосолнечной электростанции выше, чем при линейном размещении в течение 3,0…3,5 месяцев в год - с середины апреля до середины июля. Данный эффект позволяет поддерживать оптимальный рабочий режим для систем накопления электроэнергии и уменьшить необходимую площадь размещения. Имитационные вычисления проведены на базе цифровой платформы «Global Solar Atlas» путем выполнения сравнительной оценки различных комбинаций размещения модулей. Результаты работы могут быть применены при выборе оптимального способа размещения модулей в объектах гелиоэнергетики.
Одной из причин нарушения качества электроэнергии является возникновение в трехфазных электрических сетях несимметричных режимов работы, которые сопровождаются появлением в этих электросетях токов и напряжений обратной и нулевой последовательностей. В статье рассматриваются вопросы, связанные с режимами работы систем электроснабжения при возникновении несимметрии фаз. Приведены сведения по таким режимам с примерами суточных графиков электрических параметров в электрической сети с несимметричным режимом. Показана возможность определения мест возникновения несимметричных режимов (электрическая сеть энергоснабжающей организации или же электросеть потребителя электроэнергии) с использованием значений фазных токов и напряжения нулевой последовательности. Приведенные результаты компьютерного моделирования двух режимов работы исследуемой системы электроснабжения показывают возможность использования для мониторинга мест возникновения несимметрии нагрузки и появления в электрической сети напряжения обратной последовательности (сеть потребителя или сеть энергоснабжающей организации) данного напряжения и контроля фазных токов. Для этой цели необходимо использовать значения токов фаз с одновременным контролем напряжения обратной последовательности. Совместное применение таких параметров позволит хотя бы в первом приближении определить место появления несимметрии напряжений - либо электрическая сеть энергоснабжающей организации, либо электросеть потребителя электроэнергии в случае возникновения напряжения обратной последовательности и приближения данного напряжения к недопустимым значениям.
В статье представлены результаты исследования применимости электромобиля с фотоэлектрической системой энергоснабжения на территории северных регионов России. Представлена существующая методика расчета рабочих параметров электромобиля с фотоэлектрическими модулями, учитывающая внутренние и внешние факторы среды. Проведены натурные исследования по идентификации показателей влияния факторов при полевых условиях центральной части Якутии на функционирование фотоэлектрической системы питания электромобиля. Определены характер и показатели влияния внешних факторов окружающей среды на рабочие режимы фотоэлектрической системы питания электромобиля. Получены показатели влияния затенения фотоэлектрических модулей из-за лесного массива в полевых условиях с последующей идентификацией потенциально возможной протяженности и продолжительности движения электромобиля с модулями. Определен эффект применения фотоэлектрической системы питания электромобиля. Эффект заключается в повышении проходимости электромобиля на 22,65 % по дороге с твердым покрытием - от 148,81 до 182,53 км, а с грунтовым покрытием - на 11,45 % - от 75,22 до 78,75 км. Наибольший эффект от фотоэлектрических модулей достигается в случае движения по равнинной местности, где обеспечивается наибольшая выработка электроэнергии от модулей. В случае движения электромобиля по лесному массиву эффект от применения фотоэлектрических модулей составил 4…11 %. Полученные результаты могут быть применены в создании новых моделей электромобилей с фотоэлектрической системой питания.