Ученые разработали модель автономной энергосистемы с водородными накопителями для удаленных поселков и промышленных объектов. Комбинированное управление такой системы позволяет стабилизировать частоту энергосети после аварий менее чем за секунду, сообщили ТАСС в Минобрнауки РФ.

"Ученые Томского политехнического университета совместно с коллегами из Китая разработали модель автономной энергосистемы с возобновляемыми источниками энергии, в которой водородные накопители выступают инструментом для повышения устойчивости системы. Расчеты показали, что такая сеть при комбинированном управлении быстро возвращает параметры электроснабжения к норме после аварий и резких изменений нагрузки. Для распределения мощности ей требуется всего менее 0,7 секунды", - сказано в сообщении.

Автономные энергосистемы применяются в удаленных поселках и на промышленных объектах, не подключенных к единой энергосети. В них используют солнечные и ветровые установки, которые подключают к сети через силовые преобразователи. При резком увеличении нагрузки или отключении одного из источников в таких системах возникают заметные колебания частоты и напряжения.

Новая система отслеживает не только отклонение частоты, но и скорость ее изменения: если частота начинает быстро расти или падать, инвертор сразу формирует управляющее воздействие для регулирования. Ученые подготовили математическую модель, в рамках которой сравнили три стратегии управления автономной энергосистемой: классическую, обратную и комбинированную. Лучшей оказалась комбинированная схема с синтетической инерцией: один инвертор работает как ведущий, формируя параметры сети, а остальные подстраивают мощность под текущую нагрузку.

"Разработанную модель политехники испытали при разных аварийных условиях: при отклонении нагрузки в сети на 10-20%, внезапном отключении одного из инверторов, подключении нового преобразователя и изменениях характеристик электросети. Результаты исследования показали, что после подключения нового инвертора перераспределение активной мощности заняло менее 0,7 секунды (для сравнения, в классическом управлении стабилизация реактивной мощности занимала до 37,9 секунды, а в обратном управлении распределение реактивной мощности заняло до 7,17 секунды)", - отметили в министерстве.

В будущем ученые планируют создать адаптивное управление, учитывающее уровень заполнения водородного хранилища, параметры сети и состояние оборудования, а также протестировать его на лабораторных макетах. Результаты исследования опубликованы в журнале International Journal of Hydrogen Energy (Q1, IF: 9,2).