CC BY
0АВТОНОМ ЭНЕРГИЯ ТАЪМИНОТИ ТИЗИМЛАРИНИНГ УЗЛУКСИЗЛИГИНИ
ТАЪМИНЛАШ СХЕМАЛАРИНИ ИШЛАБ ЧЩИШ ВА ТА^ЛИЛ ЦИЛИШ
А.А.ВАРДИЯШВИЛИ, Д.У.ПАНАЕВ,С.М.ХУЖАКУЛОВ, М.А.МАЖИДОВА
^арши давлат университети, ^арши,Узбекистон
Аннотация. Мацолада электр таъминоти тармоцларидан узоцда жойлашган истеъмолчиларни автоном энергия таъминоти тизимларини йулга цуйиш, энергия таъминотида узлуксизликни таъминлаш ва цайта тикланадиган энергия манбаларига асосланган станцияни органик ёцилгида (дизель ёнилгисида) ишлайдиган дизел электр станцияси билан интеллектуал гибрид тармоц шаклда бирлаштириш масалалари мууокама цилинган ва ишчи схемалари ишлаб чицилган.
Калит сузлар: бирламчи энергия ресурсларини узгартиргич, ростлагич, электр энергиясини узгартиргич, цайта тикланадиган энергия манбаи, аккумулятор батареяси, автоном инвертор, юклама, баласт юкламаси.
Annotation. The article discusses the issues of establishing autonomous energy supply systems for consumers locatedfar from the power supply networks, ensuring continuity of energy supply, and combining a station based on renewable energy sources with a diesel power station running on organic fuel (diesel fuel) in the form of an intelligent hybrid network, and working schemes are developed.
Keywords: primary energy converter, rectifier, electrical energy converter, renewable energy sources, accumulator battery, autonomous inverter, load, ballast load.
Аннотация. В статье рассматриваются вопросы создания систем автономного энергоснабжения потребителей, находящихся вдали от сетей электроснабжения, обеспечения непрерывности энергоснабжения, а также совмещения станции на основе возобновляемых источников энергии с дизельной электростанцией, работающей на органическом топливе (дизельном топливе) в условиях форму интеллектуальной гибридной сети и разработаны рабочие схемы.
Ключевые слова: преобразователь первичных энергоресурсов, выпрямитель, преобразователь электрической энергии, возобновляемый источник энергии, аккумуляторная батарея, автономный инвертор, нагрузка, балластная нагрузка.
Кириш.
Объектни электрлаштиришда кайта тикланадиган энергия манбаларининг (^ТЭМ) таъсир даражаси куплаб омилларга боглик, улар орасида: ^ТЭМнинг энергетик салох,ияти ва унинг вактга боглик узгариши, объектнинг куввати ва энергия истеъмоли, электр таъминоти ишончлилик талаблари ва электр таъминоти тизимининг иктисодий курсаткичлари кабилар асосий х,исобланади. Бу ва бошка омилларга кура, энергетик мажмуанинг таркиби ва тузилиши тугри танланиши зарурий шартлардан саналади.
Асосий кисм.
Таркиби тузилишига кура марказлашмаган электр таъминоти учун замонавий энергетик курилмалари автоном шамол ёки куёш энергетик курилмалари негизида ёхуд кайта тикланадиган энергияга асосланган электр станциялари ва дизель электр станцияларидан биргаликда фойдаланиш асосида курилиши мумкин. Дизель генерацияли вариант зах,ира кувват манбаи сифатида дизель электр станциялари ёрдамида ёки умумий юклама учун кайта тикланадиган энергетик курилмалари билан биргаликда ишлаш учун кулланилиши мумкин.
^айта тикланадиган энергия манбаларига асосланган автоном электр таъминоти тизимларидан фойдаланилганда электр энергияси истеъмоли ва кайта тикланадиган манбадаги энергетик потенциалнинг узгарувчанлик тавсифи туфайли энергетик тизимлар таркибига
ОФ "Международный научно-исследовательский центр "Endless Light in Science"
электр энергиясини туплаш ва саклаш мосламаларини киритиш зарур булади. ^айта тикланадиган энергия манбаларига асосланган автоном энегетик тизимнинг умумий тузилмаси куйидаги 1-расмда келтирилган.
тузилмаси:
PEC - primary energy converter; R/C - rectifier or electrical energy converter; RES -renewable energy sources; AB - accumulator battery; AI - autonomous inverter; L - load; BL -
ballast load
Ушбу схемада юклама автоном инвертор оркали аккумулятор батареясидан таъминланади. Чуккили юкламадаги кувват - саклаш курилмаси ва инверторнинг кувватидан келиб чикиб аникланади. Муайян вакт оралигидаги уртача юклама куввати, ^ТЭМдан олинган ва аккумуляторда сакланган кувват узатиладиган юклама параметрларини оширганда (энергетик жих,озларнинг, биринчи навбатда аккумулятор батареяларининг фойдали иш коэффициенти ва рационал иш режимларини х,исобга олган х,олда) аккумулятор батареясининг мусбат кийматли энергетик балансидан аникланади. Баласт юкламаси жорий вакт интервалида талаб килинмайдиган юклама ва аккумулятор батареясидаги мумкин булган ортикча электр энергиясини кабул килади.
Куриниб турибдики, куриб чикилаётган энергетик мажмуада ускуналарнинг энергия тежамкор режимини таъминлаш учун, унинг элементларини интеллектуал бошкариш тизими зарур.
Одатда энергия истеъмоли жадвалидаги мавсумий ва кунлик узгаришларга мос келмайдиган куёш радиацияси потенциалидаги кунлик узгаришлар туфайли марказлаштирилмаган объектларни факат кайта тикланадиган энергия манбаларидан электр энергияси билан таъминлаш деярли мумкин эмас. Уларни куллаш сохдси, одатда, кВт бирликларида кувватга эга булган индивидуал истеъмолчилар билан чекланган.
Турли марказлаштирилмаган объектларнинг электр таъминоти ишончлилигини таъминлаш, яхши техник-иктисодий тавсифномаларга эга булган, дизель электр станцияси (ДЭС) ва нобаркарор ^ТЭМ бирлаштирилишидан х,осил килинадиган кафолатланган энергия манбаи - универсал энергетик мажмуаларини куриш оркали амалга оширилиши мумкин.
Х,ар бири маълум вакт оралигида электр юкламасини коплашга кодир булган иккита энергия манбасига эга булган мажмуанинг ушбу варианти ДЭС ишлаб чикаришини ^ТЭМ билан алмаштиришнинг максимал имкониятлари мавжудлиги билан тавсифланади.
Энергетика комплексининг ДЭС кисмини ишлаш муддатини кискартирилиши дизель ёкилгисини максимал тежалишини таъминлайди ва дизель агрегатининг ишлаш муддатини оширади.
^айта тикланадиган энергетик ресурс потенциалининг юкори кийматга эга даврида ДЭСларини учириш имкониятига гибрид энергетик комплекс таркиби ва унинг элементларини бошкариш алгоритмини мураккаблаштириш оркали эришилади.
Куриб чикилаётган турдаги гибрид электр таъминоти тизимининг умумлаштирилган схемаси 2-расмда курсатилган.
Гибрид энергетик мажмуанинг такдим этилган схемаси турли хил электр манбаларини АС шинасида бирлаштиришни уз ичига олади.
ОФ "Международный научно-исследовательский центр "Endless Light in Science"
^айта тикланадиган энергия манбаларининг ресурс салох,ияти юкори булган даврда ДЭС ишдан тухтатилади. ^ТЭМдан истеъмол килинадиган ва генерацияланадиган кувват узгариши - узлуксиз таъминот манбаи (УТМ) аккумуляторларидаги энергия захираси билан тулдирилади, бу эса ДЭСни ишга туширишлар сонини камайтириш имконини беради.
2-расм. ДЭС билан бирлаштирилган гибрид энергетик комплекс тузилмаси: RES -renewable energy sources; PEC - primary energy converter; VT - voltage transformer; DPS -diesel power station; UPS - uninterruptable power source; L - load; BL - ballast load
Гибрид мажмуадаги ДЭСлар ва ^ТЭМнинг урнатилган кувватларини нисбатига боглик равишда, муайян вазиятларда умумий юкламани таъминлаш максадида, ушбу энергия манбаларининг алох,ида ёки параллел ишлаш режимини амалга ошириш мумкин.
Шубхдсиз, алохида ишлаш режими ^ТЭМ бирламчи энергоресурсларини узгартириш (БЭУ) мосламасининг нисбатан катта урнатилган кувватга эга булишини назарда тутади. Шунга кура, куёш электр станциясининг лах,залик куввати номинал юкламадан сезиларли даражада юкори булиши мумкин. Ортикча электр энергиясини утилизациялаш максадида балласт юкламаси мосламасини урнатиш кузда тутилади.
Бундай электр таъминоти тизимларининг умумий энергетик балансида "яшил" энергия улуши одатда 50% дан кам булмайди.
^ТЭМларнинг ишлаб чикариш кувватлари пасайиши билан ДЭСнинг кувват юкламаси ортади. ^ТЭМ БЭУнинг урнатилган куввати талаб килинган юкламани коплаш учун этарли булмаган х,олатдаги ишлаб чикариш режимининг нисбий давомийлигини чузилиб кетиши гибрид электр станциясининг ёкилги ва кайта тикланувчи компонентларининг параллел ишлаш режими максадга мувофиклигини белгилайди. Ушбу турдаги режимни амалга ошириш, энергетик мажмуа таркибига, автоном ва электр тармогига параллел равишда ишлайдиган универсал инвертор ва синхронизация мосламаси каби тегишли ускунани киритиш оркали, бошкариш алгоритмларини кайта ишлаб чикилишини талаб килади.
Электр таъминоти тизимларида инверторли ДЭСлардан фойдаланишни жорий килиш интеллектуал гибрид тизимларни янада ривожлантиришнинг истикболли йуналишларидан бири хисобланади [4].
Интеллектуал гибрид электр таъминоти тизимининг мажмуавий тузилиши 3-расмда курсатилган.
Инверторли ДЭСнинг асосий афзаллиги дизель генераторининг айланиш частотасини камайтириш оркали кичик юклама режимларида ёкилги сарфини камайтиришдан иборат.
Интеллектуал гибрид электр таъминоти тизимларида, кучланиш узгартиригичи сифатида ростлагич-инверторли частота узгартиргичлари (Р-АИ) ишлатилади. Бундай узгартиргичларни, бошка турдаги ^ТЭМ асосидаги электр станцияларида, масалан узгармас ток манбаи асосида ишлайдиган станциялар, масалан, шамол энергетик курилмаларида ва фотоэлектрик модулли электр станцияларида хам куллаш мумкин. Ушбу х,олат, DC ток шинасига эга гибрид тизимларни энергия манбалари билан ростлагичлар ёки кучланиш
узгартиргичлари ёрдамида бирлаштириш имкониятларидан келиб чикиб белгиланади (4-расм).
3-расм. АС ток шинаси ва инверторли ДЭС билан таъминланган интеллектал гибрид
энергетик мажмуа
4-расм. DC шинасига эга интеллектуал гибрид энергетик мажмуа. R - rectifier; R/VC - rectifier or voltage converter; BD - battery device
Хулоса
АС ток шинасининг асосий афзалликлари, мавжуд электр таъминоти тизимларига ^ТЭМ асосидаги энергетик курилмаларни интеграциялаш имкони булган х,олатда, яъни таксимланган генерациялаш тизимини ташкил этиш жараёнида намоён булади.
ДС ток шинаси турли физик хусусиятларга эга булган энергия манбаларини бирлаштирган тизимни ташкил килиш учун макбул вариант х,исобланади.
Умуман олганда автоном ва тармокка уланган кайта тикланадиган энергия манбаларига асосланган энергетик курилмалардан олинадиган электр энергиясидан фойдаланиш маълум даражадаги принципиал схемаларни ишлаб чикиш, тах,лил килиш ва оптимал хулосага келишни талаб килади. Шундагина интеллектуал алгоритмик принципларга асосланган схемалар пайдо булади, уларнинг индивидуал ва умумий тармокка уланишида узлуксиз ишлаш имкониятларига эришилади.
АДАБИЁТЛАР
1. https://solarcrown.ru/magazin2/folder/630590221 (мурожаат санаси 15.03.2024).
2. https://sunways.group/catalog/sunways/avtonomnye-solnechnye-stantsii/ (мурожаат санаси 15.03.2024).
3. Будзко И.А. и др. Электроснабжения сельского хозяйства. М.: Колос, 2000.-536 с.
4. Лукутин Б.В., Сурков М.А. Нетрадиционные способы производства электроэнергии. Учебное пособие. - Томск: Изд-во ТПУ, 2011. - 193 с.
5. Лукутин Б.В. Возобновляемые источники энергии. Электронное учебное пособие. - URL: www.lib.tpu.ru/fulltext2/m/2010/01/.
6. Лукутин Б.В., Муравлев И.О., Плотников И.А. Система электроснабжения с ветровыми и солнечными электростанциями: учебное пособие. - Томск: Изд-во ТПУ, 2015. - 128 с.
7. Chong Li, Dequn Zhou, Lin Zhang, Yicai Shan. Exploration on the feasibility of hybrid renewable energy generation in resource-based areas of China: Case study of a regeneration city. // Energy Strategy Reviews 42 (2022) 100869. https://doi.org/10.1016/j.esr.2022.100869.
8. Wei He et al. Optimal analysis of a hybrid renewable power system for a remote island. //Renewable Energy 179 (2021) 96-104. https://doi.org/10.1016/j.renene.2021.07.034.
9. Sonja Kallio, Monica Siroux. Hybrid renewable energy systems based on micro-cogeneration. //Energy Reports 8 (2022) 762-769. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2021.11.158.
