CC BY
20xalqaro ilmiy-amaliy anjumani
2022 yil 30 noyabr | scientists.uz
MIKRO ELEKTR TARMOQLAR VA ULARNING TURLARI Nurmuxammedov Minxojiddin Muslixiddin o'g'li
"TIQXMMT milliy tadqiqot universiteti magistri (nurxojibek@mail.ru) https://doi.org/10.5281/zenodo.7365479
Annotatsiya. Maqolada butun dunyoda hali yangi tarmoq hisoblangan mikro elektr tarmoqlar (microgrid - ing.) haqida, Mikroelektr tarmoq nima ekanligi, ularning vazifalari, qanday tuzilganligi va qanday turlari mavjud ekanligi. Mikroelektr tarmoqlarning turlarining bir biridan farqlari afzalliklari va kamchiliklariga nimalar kirishi haqida ko'rib chiqamiz.
Kalit so^zlar: mikroelektr tarmoq, mikrogrid, an'anaviy energiya manbaalari, qayta tiklanauvchan energiya manbaalari, umumiy bog'lanish nuqtasi, o'zgaruvchan mikrogrid, o'zgarmas mikrogrid, Gibrid mikrogridlar. МИКРОСЕТИ И ИХ ТИПЫ.
Аннотация. В статье речь пойдет о микро электрических сетях (микросет), которые до сих пор во всем мире считаются новой сетью, что такое микро электрическая сеть, ее функции, как она устроена и какие виды существуют. Мы рассмотрим преимущества и недостатки различных типов микро электрических сетей.
Ключевые слова: микро электросеть, микросеть, традиционные источники энергии, возобновляемые источники энергии, общая точка подключения, переменная микросеть, стационарная микросеть, гибридные микросети. MICROGRIDS AND THEIR TYPES.
Abstract. The article will focus on micro electrical networks (microgrid), which are still considered a new network all over the world, what a micro electrical network is, its functions, how it is arranged and what types exist. We will look at the advantages and disadvantages of various types of micro-electric networks.
Keywords:, microgrid, traditional energy sources, renewable energy sources, common connection point, variable microgrid, stationary microgrid, hybrid microgrids.
Kirish. Bugungi kunda butun dunyoda yildan yilga aholi sonining oshishi va texnologiyalar rivoji energiya iste'molining oshishiga olib kelmoqda va buning oqibatida mamalakatlar iqtisodiy va ijtimoiy sohalarda energetika tanqisligiga duch kelmoqda. Bu muammolarni yechish uchun insoniyat energiyaning yangi tarmoqlarini o'rganish va amaliyotda qo'llash kabi sohalarga keng urg'u bermoqda. Qayta tiklanuvchi energiya tarmoqlaring yangi turlari o'rganilmoqda avvaldan fanga ma'lum bo'lgan va qo'llanib kelayotgan turlarini (quyosh va shamol) yanada rivojlantirish, kengroq qo'llash kabi harakatlar olib borilmoqda. Ammo qayta tiklanuvchi energiya manbaasi bo'lib hisoblanadigan va yer yuzida ulushi yuqori hisoblanuvchi Quyosh elektrostansitasi (QES) va Shamol elektrostansiya (SHES) larining kamchiliklari ham mavjud bo'lib bular: quyoshga va shamolga bog'liklik jihatlari, ya'ni quyoshning va shamolning yer yuzida barqaror emasligi, foydali ish koeffitsiyenti pastligi, chiqish quvvati barqaror hisoblanmasliga va iqtisodiy jihatdan o'zini qoplash muddati uzoqligi kabi va boshqa bir necha muammolar bunday energiya manbalaring keng foydalanishini cheklamoqda. Qayta tiklanuvchi energiya manbalaridan chiquvchi quvvatdan maksimal foydalanish va foydali ish koeffitsiyentini oshirish bu orqali iqtisodiy jihatdan o'zini qoplash muddatini kamaytirish uchun hozirgi kunda
xalqaro ilmiy-amaliy anjumani
2022 yil 30 noyabr | scientists.uz
mikroelektr tarmoqlari paydo bo'lmoqda va rivojlangan va rivojlanayotgan davlatlar mikroelektr tarmoqlarni rivojlantirishga katta ahamiyat bermoqda.
Dunyodagi mikroelektr tarmoqlarni kesimi jihatidan o'rganganimizda hozirgi kunda eng ko'p mikro elektr tarmoqlar joylashgan mintaqa bu Osiyo va Tinch Okeani mintaqasiga to'g'ri kelmoqda ya'ni bunda butun yer yuzida joylashgan mikroelektr tarmog'ining - 40 % i shu qit'aga to'g'ri keladi. Keyingi o'rinlarda Shimoliy Amerika qit'asi - 34%, Yaqin Sharq va Afrika mintaqasida - 14%, Yevropada - 9% va so'ngi o'rinlarda Lotin Amerikasi (Janubiy Amerika) mintaqasida - 3% ni tashkil qilmoqda[1].
AntarKtiaa
1 - rasm. Mikroelektr tarmoqlarning mintaqalar bo'ylab joylashgan miqdori.
Mikro elektr tarmog'i va uning tuzilishi.
Mikro elektr tarmoqlar qayta tiklanadigan energiya manbalarining integratsiyasi qazib olinadigan yoqilg'i bilan ta'minlangan energiya manbalaridan karbonat angidrid emissiyasini kamaytirishga, elektr uzatish liniyasidagi yo'qotishlarni kamaytirishga, kuchlanish o'zgarishini kamaytirishga, eng yuqori yuklamalarni pasaytirishga va ishonchlilikni oshirishga yordam beradi. Boshqa tomondan, taqsimlangan genaratsiya manbalariga (ayniqsa, tarqatish tarmoqlarida) ortiqcha kirish kuchlanishning ko'tarilishi, kuchlanish va chastotaning beqarorligi va himoya o'rtasidagi muvofiqlashtirishning yetishmasligi kabi muammolarni keltirib chiqarishi mumkin. Bu muammolar bir nechta taqsimlangan generatsiya manbalari va yuklamalarini birlashtirish va ularga boshqaruvchini qo'llash orqali yumshatiladi va bu mikro elektr tarmog'i (Microgrid - ing) deb ataladi. Boshqa ma'noda, mikrogrid kichik energiya tizimi bo'lishi mumkin, bu erda mahalliy Taqsimlangan energiya manbalaridan mahalliy yuklarga elektr energiyasi oqimini yaratadi, taqsimlaydi va moslashtiradi, bu esa tarmoqqa ulanish yoki mustaqil ishlash imkonini beradi. Mikrogrid arxitekturasi va komponentlari ushbu bobda chuqur muhokama qilinadi. Hozirgi tizimlarning aksariyati o'zgaruvchan tokdir, ammo texnologik yutuqlar gibrid mikrogrid arxitekturasini paydo bo'lishiga imkon beradi.
Mikro elektr tarmog'i (Microgrid - ing) - bu an'anaviy kommunal tarmoqlardan uzilib, mustaqil ravishda ishlay oladigan kichik hajmdagi mahalliy energiya tizimi. Avtonom ravishda uzilish va ishlashni davom ettirish qobiliyati. Mikroelektr tarmoqni (keyingi o'rinlarda Mikrogrid deb yoziladi) ta'mirlash yoki elektr ta'minotining keng tarqalgan uzilishlariga olib keladigan boshqa favqulodda vaziyatlarda murakkab zaxira quvvat tizimi sifatida xizmat qilishi mumkinligini anglatadi. Mikrogrid shuningdek, turli xil taqsimlangan energiya manbalarini va shu jumladan toza energiya manbalarini ham birlashtirishi mumkin [2]. Ushbu ikki tomonlama funktsiyalar - zaxira va barqarorlik - mikrogridlarga ishonchli energiya bilan ta'minlash va
xalqaro ilmiy-amaliy anjumani
2022 yil 30 noyabr | scientists.uz
uglerod chiqindilarini kamaytirish zaruratini muvozanatlashda yordam beradi. Shu sababli dunyoda mikroelektr tarmoqlarni sonini oshirish va quvvatini ko'paytirish ishlari jadal bormoqda.
2 - rasmda mikroelektr tarmoq (mikrogrid)ning sodda ko'rinishi tasvirlangan bo'lib, bunda quyosh elektr stansiyasi QES va ana'anaviy tarmoqdan kelayotgan energiyani aqilli tarzda boshqarib istemolchiga berish tasvirlangan.
2 - rasm mikrogridning soda ko'rinishi [3].
3 - rasmda mikro elektr tarmoqning sxematik ko'rinishi tasvirlangan bo'lib unda asosan mikro elektr tarmoq mikrogridning manbasi konverterlar, kontrollerlar va elektron uzgichlardan tashkil topgan.
MIKROTARMOQ
Fotoelektr Konverter
Kontroller
paneli
Shamol Konver ter Kontroller
turbinasi
Elektron uzgich a
Elektron uzgich
Batareya
Elektron uzgich
Mahalliy yuklama
FTT
Ikkilamchi yuklama
Statik uzgich Transformator
tarmoq
Umumiy bog'lanish nuqtasi
3-rasm mikrogridning sxematik ko'rinishi.
Mikrogrid tizimining muhim seyflari bular; himoya, monitoring, quvvat konvertorlari, aloqa va kiber xavfsizlik hisoblanadi.
Mikrogrid arxitekturasi
Microgridning asosiy arxitekturasi 4 - rasmda tasvirlangan. Bu shuni ko'rsatadiki, mikrogrid tizimlari odatda taqsimlangan ishlab chiqarish manbalari, saqlash tizimlari, tarqatish tizimlari, aloqa tizimlari, boshqaruv va quvvat manbaalaridan iborat. Mikrogridning kommunal tarmoqni kommunal tarmoqqa ulash va o'chirish va mahalliy quvvat manbaalarini qo'llab-quvvatlash uchun kerak bo'lganda mustaqil va samarali ishlash qobiliyati. Tarmoq nuqtai nazaridan, mikrogridning asosiy xususiyati shundaki, u bitta yuklama sifatida harakat qilishi
C
xalqaro ilmiy-amaliy anjumani
2022 yil 30 noyabr j scientists.uz
mumkin bo'lgan elektr tizimida boshqariladi. Iste'molchi nuqtai nazaridan mikrogrid afzalligi ularning elektr va issiqlik energiyasiga bo'lgan ehtiyojini mahalliy darajada qondirishi, uzluksiz elektr energiyasini yetkazib berishi va elektr energiyasi sifatini yaxshilashi mumkin[4].
4 - rasm mikrogrid arxitekturasi[4].
Mikro elektr tarmog'ining funktsional imkoniyatlari.
Mikro elektr tarmog'ining funktsional imkoniyatlari an'anaviy tarmoq bilan farq
qiladi.
1-jadval mikrogridlarning an'anaviy tarmoqdan farqi
Mikrogrid An'anaviy tarmoq
Ikki tomonlama Bir yo'nalishli
Ko'p sensorlar Bir nechta sensorlar
Raqamli Elektromexanik
Keng tarqalgan nazorat Cheklangan nazorat
Tarqalgan avlod Markazlashtirilgan avlod
O'z-o'zini davolash Qo'lda tiklash
O'z-o'zini nazorat qilish Qo'lda monitoring
Mikroelektr tarmoqlarning turlari.
Mikroelektr tarmoqlar (mikrogridlar) umumiy tarmoq va Microgridning taqsimlangan quvvati (o'zgarmas (DC), o'zgaruvchan (AC) yoki o'zgaruvchan va o'zgarmas (AC-DC) kombinatsiyasi - gibrid mikrogridlar) asosida tasniflanadi.
O'zgaruvchan (AC) Microgrid Transformatorlar, tarqatish va himoya vositalari kabi o'zgaruvchan (AC) tarmog'ining mavjud infratuzilmasidan foydalangan holda Mikrogridning o'zgaruvchan turini amalga oshirish va loyihalash osonroq bo'ladi. Dunyo bo'ylab ishlab chiqilgan ko'plab mikrogrid loyihalari ushbu
xalqaro ilmiy-amaliy anjumani
2022 yil 30 noyabr | scientists.uz
kontseptsiyaga bog'liq. Oddiy o'zgaruvchan mikrogridlar tuzilishi 5-rasmda tasvirlangan. O'zgaruvchan tarmog' odatda mikrogrid va kommunal tarmoq o'rtasida quvvat interfeysi sifatida belgilangan umimiy bog'lanish nuqtasi (UBN) yaqinida ishlatiladi. Mikrogrid operatsion ehtiyojlariga tayangan holda ikkala rejimda ham ulanishi mumkin. Ushbu turdagi mikrogridlar katta o'zgarishlarsiz taqsimlangan quvvatlarni tarmoqqa oddiy tarzda integratsiya qilish imkoniyatini taqdim etadi[6]. Bundan tashqari bozorlardagi himoya vositalarining keng assortimenti nosozliklarni boshqarishning yuqori qobiliyatini ta'minlaydi. Bundan tashqari, kuchlanish darajasini past chastotali transformatorlar yordamida osongina me'yorlash mumkin.
Shu bilan birga, o'zgaruvchan arxitekturasining ma'lum kamchiliklari bor, masalan, taqsimlangan genaratsion quvvat tomonidan sinxronizatsiya talabi, shuningdek, tarmoqda ba'zi yo'qotishlarga olib keladigan reaktiv quvvatning aylanishi mavjud ekanligi.
Boshqanluvchi manba Nimstansiya ® TUN
Gaz mikrotufbinasi
fens-
iste'molchi
1oS^
iste'molchi
O^HSHSh (KSH^H^
kondensator
iste'molchi
iste'molchi -J._
E
1
JVt/V|
pfïH—
tarmoq 2
5 - rasm o'zgaruvchan (AC) microgrid.
O'zgarmas (DC) Microgrid
6-rasmda o'zgarmas mikrogrid tuzilishi tasvirlangan. Ushbu arxitekturada o'zgarmas mikrogridning umimiy bog'lanish nuqtasi tugunidagi tarmoq bilan har ikki yo'nalishda quvvat almashinuvini ta'minlaydigan o'zaro bog'lovchi konvertor (BK) deb ataladigan ikki tomonlama elektron konvertor orqali ulanadi. Aksariyat Taqsimlangan energiya manbalari odatda doimiy tok bilan ishlaydi yoki elektron quvvat interfeysida oraliq to'g'ridan-to'g'ri bog'lanishga ega, energiyani saqlash tizimlarning so'nggi nuqtasi esa faqat to'g'ridan-to'g'ri oqim (o'zgarmas tok) dir. Bundan tashqari, ko'plab elektr iste'molchi yuklamalari o'zgarmas tok bilan ta'minlanadi. Binobarin ushbu qurilmalarni DC-DC konvertorlari orqali o'zgarmas mikro gridlariga integratsiya qilish samaradorlikni oshirish nuqtai nazaridan yaxshi tanlov hisoblanadi, chunki kamroq konvertatsiya bosqichlari talab qilinadi va reaktiv quvvat ishlab chiqarish mavjud emas. Bundan tashqari, qo'shimcha yuklama ulanishi uchun sinxronizatsiya operatsiyasi talab qilinmaydi[8].
Ushbu turning minuslari tarmoqqa ulanish nuqtasida o'zgarmasni o'zgaruvchanga o'tkazish talabidir. Yana bir muammo - o'zgarmas mikrogrid tarmog'ining himoya qismi.
xalqaro ilmiy-amaliy anjumani
2022 yil 30 noyabr | scientists.uz
6-rasm. O'zgarmas (DC) microgrid.
Gibrid (AC-DC) Microgrid
Gibrid mirogrid strukturasi namunasi 7 - rasmda ko'rsatilgan. U doimiy va o'zgaruvchan tok tarmoqlaridan iborat bo'lib, ular ikki tomonlama asosiy AC-DC asosiy konvertor orqali o'zaro bog'langan. Ushbu tuzilma o'zgaruvcha AC iste'molchiga o'rnatilgan yuklar bilan birga o'zgarmas DC iste'molchiga yuklarni o'rnatish imkonini beradi. Gibrid mikrogrid o'zgaruvchan va o'zgaras mikrogridlarning afzalliklarini to'playdi va har bir tur uchun eksklyuziv tarmoqqa ega. Ushbu turdagi mikrogridnng kamchiliklari o'zgarmas mikrogridning himoya tomonida muammo tug'dirishidir. Bundan tashqari, ushbu tuzilmani boshqarish ham murakkabroq, chunki o'zgaruvchan va o'zgarmas mikrogrid bilan bog'liq apparat nazorati talablari bir biridan farq qiladi[9].
7- rasm gibrid microgrid.
Xulosa. Maqolada mikroelektr tarmoq (mikrogrid) larning mintaqalar miqiyosidagi ulushi, mikrogridlar o'zi nima ekanligi va ularning vazifalari nimalardan iborat ekanligini o'rganib chiqdik. Mikrogridlar qanday tuzilganligi, nimalarni o'z ichiga olishi kabi savollarga javob topishga harakat qildik va yana mikroelektr tarmoqlarning qanday turlari mavjud ekanligi va bir biridan qanday afzallik va kamchilik tomonlari borligi kabi savollar o'rganildi va ularga yechim topishga harakat qilindi.
xalqaro ilmiy-amaliy anjumani
2022 yil 30 noyabr | scientists.uz
REFERENCES
1. Innovative Business Cases for the Deployment of Microgrids. Presented at the State Energy Conference held in North Carolina. https://d3n8a8pro7vhmx.cloudfront.net/rtcc/pages/44/attachments/ original/1493135223/Microgrids_Panel_Combined_Presentations.pdf? 1493135223.
2. F. Sioshansi. 2018. Microgrids: From niche to $100 billion market. Energy Post. 5 February. https://energypost.eu/ microgrids-from-niche-to-mainstream.
3. Elizondo, L.R., ed. 2018. Solar Energy: Integration of Photovoltaic Systems in Microgrids. Delft: Delft University of Technology (TU Delft). https://ocw.tudelft.nl/courses/solar-energy-integration-photovoltaic-systems-microgrids.
4. Lawrence Berkeley National Laboratory as cited by Samad, T., E. Koch, and S. Petr. 2016. Automated Demand Response for Smart Buildings and Microgrids: The State of the Practice and Research Challenges. Proceedings of the IEEE. 104(4). pp. 726-744. doi:10.1109/ JPR0C.2016.2520639.
5. Daniel E. Olivares, Amir H. Etemadi, Mehrdad Kazerani: Trends in Microgrid Control.
6. B. Lasseter, "Microgrids [distributed power generation]," in Proc. IEEE Power Engineer. Soc. Winter Meet., Jan. 2001, vol. 1, pp. 146-149.
7. M. Barnes, J. Kondoh, H. Asano, J. Oyarzabal, G. Ventakaramanan, R. Lasseter, N. Hatziargyriou, and T. Green, "Real-world microgrids-an overview," in Proc. IEEE Internat. Conf. on System of Syst. Engin.
8. A. Nourai, V. I. Kogan, and C. M. Schafer, "Load leveling reduces T&D line losses," IEEE Trans. Power Del., vol. 23, no. 4, pp. 2168-2173, Oct. 2008
9. Shahab Ahmad Khan, Reshadat Ali, and SharibHussain, "Introduction to microgrid",
2010
10. Wilsun Xu, Konrad Mauch, and Sylvain Martel, "An Assessment of Distributed Generation Islanding Detection Methods and Issues for Canada", CETC-Varennes 2004-074.
