[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2726943C1 - Method of reducing fuel consumption by diesel-generator units in hybrid power plant with renewable energy resources - Google Patents

Method of reducing fuel consumption by diesel-generator units in hybrid power plant with renewable energy resources Download PDF

Info

Publication number
RU2726943C1
RU2726943C1 RU2020100842A RU2020100842A RU2726943C1 RU 2726943 C1 RU2726943 C1 RU 2726943C1 RU 2020100842 A RU2020100842 A RU 2020100842A RU 2020100842 A RU2020100842 A RU 2020100842A RU 2726943 C1 RU2726943 C1 RU 2726943C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
power
diesel generator
controller
diesel
batteries
Prior art date
Application number
RU2020100842A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Юрьевич Лаврик
Юрий Леонидович Жуковский
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет"
Priority to RU2020100842A priority Critical patent/RU2726943C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2726943C1 publication Critical patent/RU2726943C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/08—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems requiring starting of a prime-mover
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.SUBSTANCE: invention relates to control of modes of operation of self-contained hybrid complexes with combined generation of electric energy, which include diesel power plant with one or several DGU, as well as one or several types of RER. Method consists in that based on obtained from external source predicted meteorological data prediction unit calculates predicted power generation RER, as well as using data from power meter in network – predicted power consumption. In case of occurrence of active power deficiency in the network, determined from deviation and rate of change of current frequency, as well as when the optimal level of loading of the operating DGU is exceeded, instead of switching on the next DGU controller based on the data coming from the prediction unit and information on the level of charge of the accumulator batteries, evaluates the expediency of connecting storage batteries.EFFECT: due to reduced number of starts and short-term intervals of DGU operation at low load, reduced fuel consumption and longer service life of DGU.1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области управления режимами работы автономных гибридных комплексов с комбинированной генерацией электроэнергии, включающих дизельную электростанцию (ДЭС) с одной или несколькими дизель-генераторными установками (ДГУ), а также один или несколько видов возобновляемых источников энергии (ВИЭ), а именно к способам управления ДГУ, осуществляемым с учетом прогнозируемой электрической нагрузки и прогнозируемой выработки электроэнергии ВИЭ.The invention relates to the field of control over the operating modes of autonomous hybrid complexes with combined power generation, including a diesel power plant (DPP) with one or more diesel generator sets (DGS), as well as one or more types of renewable energy sources (RES), namely, to methods control of DGS, carried out taking into account the projected electrical load and the projected generation of renewable energy.

Известен способ управления различными источниками генерации (Лапшин С.А., Харченко В.В. Система электроснабжения потребителей в сетях низкого напряжения с использованием различных источников энергии и управлением генерацией электроэнергии/ Вестник аграрной науки Дона, т. 4, №32, 2015, с. 52-57), относящимися к возобновляемым и невозобновляемым источникам энергии и функционирующими в составе локальной системы электроснабжения потребителей, заключающийся в том, что на основании информации от датчиков окружающей среды и информации о фактической нагрузке стационарная система управления осуществляет управление работой источников генерации таким образом, чтобы, с учетом требований к качеству электроэнергии, себестоимость вырабатываемой электроэнергии была минимальной. При этом приоритет выработки электроэнергии имеют ВИЭ, а приоритет включения в работу остальных источников определяется путем сравнения удельной стоимости топлива (газовая генерация имеет преимущество перед дизельной, дизельная генерация - перед бензиновой и т.д.).There is a known method of managing various sources of generation (Lapshin S.A., Kharchenko V.V. Power supply system for consumers in low voltage networks using various energy sources and control of electricity generation / Bulletin of Agrarian Science of the Don, vol. 4, No. 32, 2015, p. . 52-57) related to renewable and non-renewable energy sources and functioning as part of the local power supply system of consumers, which consists in the fact that, based on information from environmental sensors and information about the actual load, the stationary control system controls the operation of generation sources in such a way, so that, taking into account the requirements for the quality of electricity, the cost of the generated electricity is minimal. At the same time, renewable energy sources have a priority in generating electricity, and the priority of including other sources in the operation is determined by comparing the specific cost of fuel (gas generation has an advantage over diesel, diesel generation - over gasoline, etc.).

Недостатком способа является то, что не определен процесс выбора предпочтительного источника генерации при необходимости работы нескольких однотипных источников, например - нескольких ДГУ. Кроме того, поскольку управление работой источников генерации осуществляется по величине мощности в распределительной сети, а потребление электроэнергии и выработка электроэнергии ВИЭ имеют резкопеременный характер, возможна работа ДГУ в граничных режимах с частыми включениями и отключениями, что приводит к сокращению срока службы и увеличению расхода топлива.The disadvantage of this method is that the process of choosing a preferred source of generation is not defined if several sources of the same type are required, for example, several DGS. In addition, since the operation of generation sources is controlled by the amount of power in the distribution network, and electricity consumption and electricity generation by renewable energy sources are of a sharply variable nature, it is possible to operate DGS in boundary modes with frequent switching on and off, which leads to a reduction in the service life and an increase in fuel consumption.

Известен способ управления ДЭС (Лукутин Б.В., Шандарова Е.Б. Способы снижения расхода топлива дизельных электростанций/ Современные проблемы науки и образования, №2, 2013), обслуживающей автономные энергосистемы, имеющей ДГУ разной мощности, заключающийся в пуске или останове различных ДГУ на основе информации, поступающей от блока прогнозирования электрической нагрузки по температуре окружающей среды, к входу которого подключен датчик температуры, а к выходу - микроконтроллер.There is a known method for controlling a diesel power plant (Lukutin B.V., Shandarova E.B. Methods for reducing the fuel consumption of diesel power plants / Modern problems of science and education, No. 2, 2013), serving autonomous power systems having DGS of different power, consisting in starting or stopping various DGS based on information coming from the unit for predicting electrical load based on ambient temperature, to the input of which a temperature sensor is connected, and to the output - a microcontroller.

Недостатком данного способа является то, что включение и отключение ДГУ осуществляется по прогнозируемой по температуре величине потребляемой мощности без учета ее текущей величины, ввиду чего не может быть гарантировано включение ДГУ при резком увеличении потребляемой мощности или отключение ДГУ при ее резком уменьшении, и, как следствие, оптимальность режимов ее работы. Кроме того, не учитываются нетемпературные факторы изменения нагрузки, например, подключение новых электропотребителей.The disadvantage of this method is that the switching on and off of the diesel generator set is carried out according to the value of the power consumption predicted by the temperature without taking into account its current value, therefore, it cannot be guaranteed that the diesel generator set will be switched on with a sharp increase in the consumed power or the diesel generator set is switched off with its sharp decrease, and, as a consequence , the optimality of its operating modes. In addition, non-temperature factors of load changes are not taken into account, for example, the connection of new power consumers.

Известен способ управления ДЭС (Н. Shayeghi, S. Asefi, Е. Shahryari, R. Dadkhah Dolatabad. (2018). Optimal management of renewable energy sources considering split-diesel and dump energy. International Journal on "Technical and Physical Problems of Engineering", 34 (1), 34-40), функционирующей в составе автономного генерирующего комплекса с ВИЭ и состоящей из нескольких ДГУ одинаковой мощности, заключающийся в том, что при возникновении дефицита мощности в распределительной сети происходит включение в работу очередной ДГУ, а при возникновении избытка мощности - отключение очередной ДГУ, при этом не требуется смена работающей ДГУ, поскольку все ДГУ имеют одинаковую мощность.A known method for controlling diesel power plants (N. Shayeghi, S. Asefi, E. Shahryari, R. Dadkhah Dolatabad. (2018). Optimal management of renewable energy sources considering split-diesel and dump energy. International Journal on "Technical and Physical Problems of Engineering ", 34 (1), 34-40), functioning as part of an autonomous generating complex with renewable energy sources and consisting of several DGS of the same power, which consists in the fact that when a power shortage occurs in the distribution network, another DGS is put into operation, and when excess power - shutdown of the next DGS, while there is no need to change the operating DGS, since all DGS have the same power.

Недостатками способа является возможность возникновения граничных режимов работы ДГУ с частыми пусками и остановами. Кроме того, сезонное изменение электропотребления может привести к существенному увеличению времени одновременной работы двух и более ДГУ в месяцы с наибольшей потребляемой мощностью, в то время как более предпочтительным с точки зрения экономии ресурсов является использование ДГУ большой мощности.The disadvantages of this method is the possibility of the occurrence of boundary modes of operation of the diesel generator set with frequent starts and stops. In addition, a seasonal change in power consumption can lead to a significant increase in the time of simultaneous operation of two or more diesel generators in months with the highest power consumption, while it is more preferable from the point of view of saving resources to use a high-power diesel generator set.

Известен способ снижения расхода топлива в дизельных электростанциях (патент РФ 2282733, опубл. 27.08.2006), принятый за прототип, обслуживающих автономные энергосистемы, имеющих ДГУ разной мощности, в которых пуск или останов различных ДГУ осуществляется по текущему значению потребляемой мощности исходя из условия минимизации расхода топлива. Сигналы переменного тока с помощью преобразователя активной мощности трехфазного тока, подключенного к шине ДЭС, преобразуются в сигналы постоянного тока, пропорциональные нагрузке ДЭС, а затем поступают на аналоговый вход микроконтроллера. С выхода микроконтроллера преобразованные сигналы поступают на один из блоков управления ДГУ, осуществляющих пуск и останов ДГУ. С блока управления сигналы поступают на ДГУ, с выхода которой сигналы поступают на вход микроконтроллера, а с выхода микроконтроллера сигналы поступают на выключатель, соединяющий ДГУ с шиной ДЭС. При этом, если мощность нагрузки не превышает значение мощности, при котором удельные расходы топлива ДГУ равны, подключается ДГУ меньшей мощности, если мощность нагрузки превышает значение мощности, при котором удельные расходы топлива ДГУ равны, подключается ДГУ большей мощности, а ДГУ меньшей мощности отключается, если же мощность нагрузки превышает значение мощности, при котором расход топлива ДЭС одинаков при работе одной ДГУ большей мощности или двух ДГУ, то одновременно с ДГУ большей мощности подключается ДГУ меньшей мощности и нагрузка распределяется между ними.There is a known method of reducing fuel consumption in diesel power plants (RF patent 2282733, publ. 27.08.2006), taken as a prototype serving autonomous power systems with diesel generators of different power, in which the start or stop of various diesel generators is carried out according to the current value of the power consumption based on the minimization condition fuel consumption. AC signals using a three-phase current active power converter connected to the diesel power plant bus are converted into direct current signals proportional to the diesel power plant load, and then fed to the analog input of the microcontroller. From the microcontroller output, the converted signals are fed to one of the DGS control units, which start and stop the DGS. Signals from the control unit are sent to the diesel generator set, from the output of which the signals are fed to the microcontroller input, and from the microcontroller output the signals are sent to the switch connecting the diesel generator set to the diesel generator bus. At the same time, if the load power does not exceed the power value at which the specific fuel consumption of the diesel generator set is equal, the diesel generator set of lower power is connected; if the load power exceeds the power value at which the specific fuel consumption of the diesel generator set are equal, the diesel generator set of higher power is connected, and the diesel generator set of lower power is switched off, if the load power exceeds the power value at which the diesel power plant fuel consumption is the same when one diesel generator set with a higher power or two diesel generators are operating, then simultaneously with a higher power diesel generator, a lower power diesel generator is connected and the load is distributed between them.

Недостатком способа является то, что, поскольку управление работой ДЭС осуществляется по текущему значению мощности, возможен граничный режим работы ДГУ с частыми включениями и отключениями, что приводит к сокращению срока службы и увеличению расхода топлива ДГУ. Использование данного способа управления ДЭС в комплексах с ВИЭ возможно, однако вышеприведенный недостаток ввиду стохастичности выработки электроэнергии ВИЭ оказывается еще более выражен.The disadvantage of this method is that, since the operation of the diesel power plant is controlled according to the current power value, the boundary mode of operation of the diesel generator set with frequent switching on and off is possible, which leads to a reduction in the service life and an increase in the fuel consumption of the diesel generator set. The use of this method of controlling diesel power plants in complexes with renewable energy sources is possible, however, the above disadvantage due to the stochasticity of electricity generation from renewable energy sources is even more pronounced.

Техническим результатом способа является снижение расхода дизельного топлива и увеличение срока службы ДГУ.The technical result of the method is to reduce the consumption of diesel fuel and increase the service life of the diesel generator set.

Технический результат достигается тем, что осуществляют прием информации о скорости ветра, солнечной радиации и температуре воздуха из внешних источников в блок приема метеоданных, после чего данные передают в блок прогнозирования, где на основе данных и сигнала, который поступает в блок прогнозирования от измерителя мощности в сети, проводят расчет прогнозируемой выработки электроэнергии возобновляемыми источниками энергии и прогнозируемого электропотребления, затем осуществляют передачу прогнозной информации в контроллер, куда также поступает информация от аккумуляторных батарей об уровне их заряда, а также информация о величине дефицита активной мощности с блока вычисления дефицита активной мощности, в контроллере производят расчет индекса целесообразности включения аккумуляторных батарей, при этом, если на вход контроллера поступает сигнал с блока вычисления дефицита активной мощности о дефиците мощности, или сигнал с работающих дизель-генераторных установок о превышении рационального уровня загрузки установок, и рассчитанный индекс целесообразности включения аккумуляторов больше или равен 0,5, контроллер подает сигнал на запуск инвертора и срабатывание автоматического выключателя, происходит подключение аккумуляторных батарей к распределительной сети, при снижении индекса целесообразности включения аккумуляторных батарей ниже 0,5, или разряде аккумуляторных батарей, или неустранении дефицита мощности после их подключения, или снижении загрузки работающих дизель-генераторных установок, производят отключение аккумуляторных батарей.The technical result is achieved by receiving information about the wind speed, solar radiation and air temperature from external sources to the meteorological data receiving unit, after which the data is transmitted to the prediction unit, where, based on the data and the signal that is received by the prediction unit from the power meter, networks, calculate the predicted electricity generation by renewable energy sources and the predicted power consumption, then transmit the predictive information to the controller, which also receives information from the batteries about their charge level, as well as information about the amount of active power deficit from the active power deficit calculation unit, in the controller calculates the index of the expediency of turning on the batteries, while if the input of the controller receives a signal from the active power deficit calculating unit about the power deficit, or a signal from operating diesel generator sets about exceeding the rational load level of installations, and the calculated index of the expediency of turning on the batteries is greater than or equal to 0.5, the controller gives a signal to start the inverter and trip the circuit breaker, the batteries are connected to the distribution network, when the index of expediency of turning on the batteries is lower than 0.5, or discharge of storage batteries, or failure to eliminate the power shortage after their connection, or decrease in the load of operating diesel generator sets, disconnect the storage batteries.

Способ поясняется следующей фигурой:The method is illustrated by the following figure:

фиг. 1 - структурная схема ДЭС в составе автономной гибридной электростанции;fig. 1 - block diagram of a diesel power plant as part of an autonomous hybrid power plant;

фиг. 2 - алгоритм переключения ДГУ разной мощности и подключения аккумуляторных батарей;fig. 2 - algorithm for switching diesel generators of different power and connecting batteries;

фиг. 3 - формирование контроллером решения о подключении аккумуляторных батарей с помощью методов нечеткой логики;fig. 3 - formation by the controller of a decision on connecting storage batteries using fuzzy logic methods;

фиг. 4. - результат моделирования работы ДГУ при реализации предлагаемого способа управления, где:fig. 4. - the result of modeling the operation of the diesel generator set when implementing the proposed control method, where:

1 - измеритель мощности;1 - power meter;

2 - блок прогнозирования;2 - prediction block;

3 - контроллер;3 - controller;

4 - дизель-генераторная установка меньшей мощности (малая ДГУ);4 - diesel generator set of lower power (small diesel generator set);

5 - блок управления малой ДГУ;5 - small diesel generator set control unit;

6 - автоматический выключатель малой ДГУ;6 - small diesel generator set automatic switch;

7 - дизель-генераторная установка большей мощности (большая ДГУ);7 - diesel generator set of higher power (large diesel generator set);

8 - блок управления большой ДГУ;8 - large diesel generator set control unit;

9 - автоматический выключатель большой ДГУ;9 - automatic switch of a large diesel generator set;

10 - аккумуляторные батареи (АБ);10 - rechargeable batteries (AB);

11 - инвертор;11 - inverter;

12 - автоматический выключатель;12 - automatic switch;

13 - фотоэлектрическая электростанция;13 - photovoltaic power plant;

14 - ветряная электростанция;14 - wind power plant;

15 - блок приема метеоданных;15 - block for receiving meteorological data;

16 - блок вычисления дефицита активной мощности;16 - block for calculating active power deficit;

17 - шина переменного тока.17 - AC bus.

Способ реализуется следующим образом. В состав гибридной электростанции входит ДЭС, фотоэлектрическая электростанция 13 и ветряная электростанция 14 (фиг. 1). На ДЭС установлены малая ДГУ 4 и большая ДГУ 7, подключенные через автоматический выключатель малой ДГУ 6 и автоматический выключатель большой ДГУ 9 к шинам переменного тока 17. Также к шинам переменного тока 17 подключены через инвертор 11 и автоматический выключатель 12 аккумуляторные батареи 10. Для определения текущего электропотребления к шинам переменного тока 17 подключен трехфазный измеритель мощности 1. Для определения текущего дефицита активной мощности в сети к шинам переменного тока 17 подключен блок вычисления дефицита активной мощности 16.The method is implemented as follows. The hybrid power plant includes a diesel power plant, a photovoltaic power plant 13 and a wind power plant 14 (Fig. 1). At the diesel power plant, a small DGU 4 and a large DGU 7 are installed, connected through the circuit breaker of the small DGU 6 and the circuit breaker of the large DGU 9 to the AC buses 17. Also, the storage batteries 10 are connected to the AC buses 17 through the inverter 11 and the circuit breaker 12. a three-phase power meter 1 is connected to the AC buses 17. To determine the current active power deficit in the network, an active power deficit calculation unit 16 is connected to the AC buses 17.

Если потребляемая мощность нагрузки не превышает мощности, вырабатываемой ВИЭ, то малая ДГУ 4 и большая ДГУ 7 не работают (фиг. 2).If the power consumption of the load does not exceed the power generated by RES, then the small DGS 4 and the large DGS 7 do not work (Fig. 2).

На вход блока приема метеоданных 15 с внешних источников поступает информация о прогнозируемых скорости ветра, солнечной радиации и температуре окружающей среды. С выхода блока приема метеоданных 15 данные поступают на входы блока прогнозирования 2. На вход блока прогнозирования 2, соединенный с измерителем мощности 1, поступает информация о текущем уровне электропотребления.The input of the unit for receiving meteorological data 15 from external sources receives information about the predicted wind speed, solar radiation and ambient temperature. From the output of the meteorological data receiving unit 15, data is fed to the inputs of the prediction unit 2. The input of the prediction unit 2, connected to the power meter 1, receives information about the current level of power consumption.

В качестве блока прогнозирования 2 используется интеллектуальное устройство краткосрочного прогнозирования электропотребления на основе многослойной нейронной сети. Во время обучения нейронной сети используется выборка данных, которая содержит ретроспективную информацию: на входы блока прогнозирования 2 подаются данные об электропотреблении, а также скорости ветра, солнечной радиации и температуре окружающей среды через определенные промежутки времени, но не более 1 часа (фиг. 1). В процессе эксплуатации информация о текущем электропотреблении необходима для корреляции прогнозных данных с текущим уровнем потребления электроэнергии.As the prediction unit 2, an intelligent device for short-term prediction of power consumption based on a multilayer neural network is used. During the training of the neural network, a data sample is used, which contains retrospective information: data on power consumption, as well as wind speed, solar radiation and ambient temperature are fed to the inputs of the prediction unit 2 at certain intervals, but not more than 1 hour (Fig. 1) ... During operation, information about the current electricity consumption is necessary to correlate the forecast data with the current level of electricity consumption.

С выходов блока прогнозирования 2, соединенных с входами контроллера 3, на контроллер 3 поступает информация о прогнозируемых электропотреблении и выработке электроэнергии ВИЭ. На вход контроллера 3, соединенный с выходом аккумуляторных батарей 10, поступает информация о текущем заряде аккумуляторных батарей 10. На основе информации, поступающей по данным каналам связи, контроллер 3 вычисляет индекс целесообразности включения аккумуляторов (ИЦВА), находящийся в диапазоне [0…1], причем возможны два условия:From the outputs of the prediction unit 2, connected to the inputs of the controller 3, the controller 3 receives information about the predicted power consumption and electricity generation by RES. The input of the controller 3, connected to the output of the storage batteries 10, receives information about the current charge of the storage batteries 10. Based on the information received via these communication channels, the controller 3 calculates the index of the expediency of turning on the batteries (ICVA), which is in the range [0 ... 1] , and two conditions are possible:

0 ≤ ИЦВА < 0,5 - использование аккумуляторных батарей 10 вместо включения ДГУ не целесообразно;0 ≤ ICVA <0.5 - the use of storage batteries 10 instead of switching on the diesel generator set is not advisable;

0,5 ≤ ИЦВА ≤ 1 - использование аккумуляторных батарей 10 вместо включения ДГУ целесообразно.0.5 ≤ ICVA ≤ 1 - the use of storage batteries 10 instead of switching on the diesel generator set is advisable.

При превышении потребляемой мощности нагрузки мощности, вырабатываемой ВИЭ, происходит снижение частоты в сети переменного тока. По величине отклонения и скорости изменения частоты от 50 Гц блок вычисления дефицита активной мощности 16 определяет величину возникшего дефицита, и передает пропорциональный сигнал постоянного тока на вход контроллера 3.When the power consumption of the power load generated by RES is exceeded, the frequency in the AC network decreases. By the magnitude of the deviation and the rate of change of frequency from 50 Hz, the active power deficit calculating unit 16 determines the magnitude of the deficit that has arisen, and transmits a proportional direct current signal to the controller 3 input.

Если выполняется условие 0≤ИЦВА<0,5 и величина дефицита активной мощности не превышает значения мощности, при котором удельные расходы топлива при работе малой ДГУ 4 или большой ДГУ 7 равны, то контроллер 3 вырабатывает сигнал на выход, соединенный со входом блока управления малой ДГУ 5, после чего малая ДГУ 4 запускается. После запуска малой ДГУ 4 сигнал с нее подается на вход контроллера 3, который подает сигнал на включение автоматического выключателя малой ДГУ 6.If the condition 0≤ICVA <0.5 is satisfied and the value of the active power deficit does not exceed the power value at which the specific fuel consumption during the operation of a small diesel generator set 4 or a large diesel generator set 7 are equal, then controller 3 generates a signal to the output connected to the input of the control unit DGS 5, after which the small DGS 4 starts up. After starting the small DGS 4, the signal from it is fed to the controller input 3, which gives a signal to turn on the circuit breaker of the small DGS 6.

Если выполняется условие 0≤ИЦВА<0,5 и величина дефицита активной мощности превышает значение мощности, при котором удельные расходы топлива при работе малой ДГУ 4 или большой ДГУ 7 равны, но не превышает значение мощности, при котором расход топлива ДЭС одинаков при работе большой ДГУ 7 или работе большой ДГУ 7 и малой ДГУ 4 одновременно, то контроллер 3 вырабатывает сигнал на выход, соединенный со входом блока управления большой ДГУ 8, после чего большая ДГУ 7 запускается. После запуска большой ДГУ 7 сигнал с нее подается на вход контроллера 3, который подает сигнал на включение автоматического выключателя большой ДГУ 9.If the condition 0≤ICVA <0.5 is satisfied and the amount of active power deficit exceeds the power value at which the specific fuel consumption during operation of a small DGS 4 or a large DGS 7 are equal, but does not exceed the power value at which the fuel consumption of a diesel power plant is the same when operating a large DGS 7 or the operation of large DGS 7 and small DGS 4 at the same time, then controller 3 generates a signal to the output connected to the input of the control unit of the large DGS 8, after which the large DGS 7 starts up. After starting the large diesel generator set 7, the signal from it is fed to the controller input 3, which gives a signal to turn on the circuit breaker of the large diesel generator set 9.

Если выполняется условие 0≤ИЦВА<0,5 и величина дефицита активной мощности превышает значение мощности, при котором расход топлива ДЭС одинаков при работе большой ДГУ 7 или работе большой ДГУ 7 и малой ДГУ 4 одновременно, то контроллер 3 вырабатывает сигнал на выходы, соединенные со входами блоков управления ДГУ 5 и 8, после чего малая ДГУ 4 и большая ДГУ 7 запускаются для одновременной работы. После запуска обеих ДГУ контроллер 3 аналогичным образом вырабатывает сигналы на включение автоматического выключателя малой ДГУ 6 и автоматического выключателя большой ДГУ 9.If the condition 0≤ICVA <0.5 is satisfied and the amount of active power deficit exceeds the power value at which the diesel power plant fuel consumption is the same when the large diesel generator set 7 or the large diesel generator set 7 and the small diesel generator set 4 are operated simultaneously, then controller 3 generates a signal to the outputs connected with inputs of DGS 5 and 8 control units, after which small DGS 4 and large DGS 7 are started for simultaneous operation. After starting both diesel generators, controller 3 similarly generates signals to turn on the circuit breaker for small diesel generator set 6 and the circuit breaker for large diesel generator set 9.

Если при появлении на входе контроллера 3, соединенном с выходом блока вычисления дефицита активной мощности 16, сигнала выполняется условие 0,5≤ИЦВА≤1, контроллер 3 формирует на выходе, соединенном со входом инвертора 11, сигнал для включения инвертора 11. После запуска инвертора 11 сигнал с него поступает на вход контроллера 3, который формирует на выходе, соединенном со входом автоматического выключателя 12, сигнал для включения автоматического выключателя 12, подключающего аккумуляторные батареи 10 к шинам переменного тока 17. Происходит разряд аккумуляторных батарей 10 и увеличение мощности в сети переменного тока. При этом контроллер 3 не формирует сигнал на включение малой ДГУ 4 и большой ДГУ 7 с момента поступления сигнала на вход контроллера 3, соединенный с выходом блока вычисления дефицита активной мощности 16, в течение времени, необходимого для подключения аккумуляторных батарей 10 к сети переменного тока. По прошествии этого времени, при неустраненном дефиците мощности в сети переменного тока, сигнал формируется, в зависимости от величины сигнала, поступающего на вход контроллера 3 с выхода блока вычисления дефицита активной мощности 16, либо на выход контроллера 3, соединенный с блоком управления малой ДГУ 5, либо на выход контроллера 3, соединенный с блоком управления большой ДГУ 8, либо на оба этих выхода одновременно, что обеспечивает включение либо малой ДГУ 4, либо большой ДГУ 7, либо обеих ДГУ одновременно, в том числе при подключенных аккумуляторных батареях 10, которые в этом случае отключаются.If, when a signal appears at the input of controller 3, connected to the output of the active power deficit 16, the condition 0.5≤ICVA≤1 is satisfied, controller 3 generates at the output connected to the input of inverter 11, a signal to turn on inverter 11. After starting the inverter 11, the signal from it goes to the input of the controller 3, which forms at the output connected to the input of the circuit breaker 12, a signal to turn on the circuit breaker 12, which connects the batteries 10 to the AC buses 17. The batteries 10 are discharged and the power in the AC network increases. current. In this case, the controller 3 does not generate a signal to turn on the small DGS 4 and the large DGS 7 from the moment the signal arrives at the input of the controller 3, connected to the output of the active power deficit calculating unit 16, during the time required to connect the batteries 10 to the AC network. After this time, with an unrepaired power deficit in the AC network, a signal is formed, depending on the value of the signal arriving at the input of controller 3 from the output of the unit for calculating the deficit of active power 16, or to the output of controller 3, connected to the control unit of a small diesel generator set 5 , either to the output of the controller 3, connected to the control unit of the large diesel generator set 8, or to both of these outputs simultaneously, which ensures that either the small diesel generator set 4 or the large diesel generator set 7 is turned on, or both diesel generators at the same time, including when batteries 10 are connected, which in this case they are disabled.

При малой нагрузке ДЭС в работе находится малая ДГУ 4, большая ДГУ 7 не работает. При увеличении мощности нагрузки, а также при снижении выработки электроэнергии ВИЭ, величина мощности нагрузки малой ДГУ 4 может превысить значение мощности, при котором удельные расходы топлива при работе малой ДГУ 4 или большой ДГУ 7 равны. Сигнал постоянного тока, пропорциональный мощности нагрузки малой ДГУ 4, поступает с выхода малой ДГУ 4 на вход контроллера 3.At a low load of the diesel power plant, a small diesel generator set 4 is in operation, a large diesel generator set 7 does not work. With an increase in the load power, as well as with a decrease in the generation of electricity from renewable energy sources, the value of the load power of a small DGS 4 may exceed the power value at which the specific fuel consumption during operation of a small DGS 4 or a large DGS 7 are equal. A DC signal proportional to the load power of the small DGS 4 is fed from the output of the small DGS 4 to the input of the controller 3.

Если сумма сигнала с выхода малой ДГУ 4, соединенного со входом контроллера 3, пропорционального мощности нагрузки малой ДГУ 4, и сигнала с выхода блока вычисления дефицита активной мощности 16, соединенного со входом контроллера 3, пропорционального дефициту активной мощности, больше значения, при котором удельные расходы топлива при работе малой ДГУ 4 или большой ДГУ 7 равны, но не превышает значения мощности, при котором расход топлива ДЭС одинаков при работе большой ДГУ 7 или работе большой ДГУ 7 и малой ДГУ 4 одновременно, и выполняется условие 0≤ИЦВА<0,5, то контроллер 3 формирует на выходе, соединенном с блоком управления большой ДГУ 8, сигнал на включение большой ДГУ 7, после чего большая ДГУ 7 запускается. После запуска большой ДГУ 7 сигнал с нее подается на вход контроллера 3, который подает сигнал на включение автоматического выключателя большой ДГУ 9 и отключение автоматического выключателя малой ДГУ 6 и малой ДГУ 4. При этом на нагрузку работает большая ДГУ 7.If the sum of the signal from the output of the small DGS 4 connected to the input of the controller 3, proportional to the load power of the small DGS 4, and the signal from the output of the active power deficit calculating unit 16 connected to the input of the controller 3, proportional to the active power deficit, is greater than the value at which the specific fuel consumption during operation of a small DGS 4 or large DGS 7 are equal, but does not exceed the power value at which the fuel consumption of a diesel power plant is the same when a large DGS 7 or a large DGS 7 and a small DGS 4 are operating simultaneously, and the condition 0≤ICVA <0 is satisfied, 5, then the controller 3 generates at the output connected to the control unit of the large diesel generator set 8, a signal to turn on the large diesel generator set 7, after which the large diesel generator set 7 starts up. After starting the large DGS 7, the signal from it is fed to the controller input 3, which gives a signal to turn on the circuit breaker of the large DGS 9 and turn off the circuit breaker of the small DGS 6 and the small DGS 4. At the same time, the large DGS 7 operates on the load.

Если сумма сигнала с выхода малой ДГУ 4, соединенного со входом контроллера 3, пропорционального мощности нагрузки малой ДГУ 4, и сигнала с выхода блока вычисления дефицита активной мощности 16, соединенного со входом контроллера 3, пропорционального дефициту активной мощности больше значения, при котором расход топлива ДЭС одинаков при работе большой ДГУ 7 или работе большой ДГУ 7 и малой ДГУ 4 одновременно, и выполняется условие 0≤ИЦВА<0,5, то контроллер 3 формирует на выходе, соединенном с блоком управления большой ДГУ 8, сигнал на включение большой ДГУ 7, после чего большая ДГУ 7 аналогичным образом запускается. При этом на нагрузку работают обе ДГУ.If the sum of the signal from the output of the small diesel generator set 4, connected to the input of the controller 3, proportional to the load power of the small diesel generator set 4, and the signal from the output of the active power deficit calculating unit 16 connected to the input of the controller 3, proportional to the active power deficit, is greater than the value at which the fuel consumption The diesel power plant is the same when the large diesel generator set 7 or the large diesel generator set 7 and the small diesel generator set 4 operate at the same time, and the condition 0≤ICVA <0.5 is satisfied, then controller 3 generates at the output connected to the control unit of the large diesel generator set 8 a signal to turn on the large diesel generator 7 , after which the large diesel generator set 7 is started in the same way. In this case, both diesel generators are working on the load.

Если на вход контроллера 3, соединенный с выходом малой ДГУ 4, поступает сигнал о превышении мощности нагрузки малой ДГУ 4 значения, при котором удельные расходы топлива при работе малой ДГУ 4 или большой ДГУ 7 равны, и выполняется условие 0,5≤ИЦВА≤1, то контроллер 3 аналогичным образом формирует команду на подключение аккумуляторных батарей 10, а подключение большой ДГУ 7 не осуществляется.If the input of the controller 3, connected to the output of the small diesel generator set 4, receives a signal that the load power of the small diesel generator set 4 exceeds the value at which the specific fuel consumption during operation of the small diesel generator set 4 or the large diesel generator set 7 is equal, and the condition 0.5≤ICVA≤1 , then controller 3 similarly generates a command to connect storage batteries 10, and the large DGS 7 is not connected.

При средней нагрузке ДЭС в работе находится большая ДГУ 7, малая ДГУ 4 не работает. Аналогично при дальнейшем увеличении нагрузки с учетом ИЦВА контроллером 3 принимается решение о подключении аккумуляторных батарей 10 вместо включения малой ДГУ 4, либо включение малой ДГУ 4. В последнем случае на нагрузку начинают работать обе ДГУ.At an average load of the diesel power plant, a large diesel generator set 7 is in operation, a small diesel generator set 4 does not work. Similarly, with a further increase in the load, taking into account the ICVA, the controller 3 decides to connect the storage batteries 10 instead of turning on the small DGS 4, or turn on the small DGS 4. In the latter case, both DGSs start to work for the load.

При большой нагрузке ДЭС в работе находятся малая ДГУ 4 и большая ДГУ 7. При снижении электропотребления в сети переменного тока, а также при увеличении выработки электроэнергии ВИЭ, суммарная величина мощности нагрузки малой ДГУ 4 и большой ДГУ 7, информация о которых поступает с малой ДГУ 4 и большой ДГУ 7 на входы контроллера 3, может стать меньше значения мощности, при котором расход топлива ДЭС одинаков при работе большой ДГУ 7 или работе большой ДГУ 7 и малой ДГУ 4 одновременно, но больше значения, при котором удельные расходы топлива при работе малой ДГУ 4 или большой ДГУ 7 равны. В таком случае контроллер 3 вырабатывает на выход, соединенный с автоматическим выключателем малой ДГУ 6, сигнал для отключения автоматического выключателя малой ДГУ 6, после чего вырабатывает на выход, соединенный с блоком управления малой ДГУ 5, сигнал на отключение малой ДГУ 4. На нагрузку продолжает работать только большая ДГУ 7.With a large diesel power plant load, a small DGS 4 and a large DGS 7 are in operation. With a decrease in power consumption in the AC network, as well as an increase in the generation of renewable energy, the total value of the load power of a small DGS 4 and a large DGS 7, information about which comes from a small DGS 4 and large diesel generator set 7 to the inputs of controller 3, it may become less than the power value at which the diesel power plant fuel consumption is the same when the large diesel generator set 7 is operating or the large diesel generator set 7 and the small diesel generator set 4 are operated simultaneously, but more than the value at which the specific fuel consumption during DGS 4 or large DGS 7 are equal. In this case, controller 3 generates to the output connected to the small diesel generator set 6, a signal to turn off the small diesel generator 6 circuit breaker, after which it generates a signal to turn off the small diesel generator 4 to the output connected to the control unit of the small diesel generator. work only large diesel generator set 7.

Если при одновременной работе двух ДГУ суммарная величина мощности нагрузки малой ДГУ 4 и большой ДГУ 7 становится меньше значения, при котором удельные расходы топлива при работе малой ДГУ 4 или большой ДГУ 7 равны, то аналогичным образом осуществляют отключение большой ДГУ 7. При этом на нагрузку продолжает работать только малая ДГУ 4.If, with the simultaneous operation of two DGS, the total value of the load power of the small DGS 4 and the large DGS 7 becomes less than the value at which the specific fuel consumption during the operation of the small DGS 4 or the large DGS 7 are equal, then the large DGS 7 is disconnected in the same way. only small diesel generator set continues to operate 4.

Если при работе только большой ДГУ 7 величина мощности нагрузки большой ДГУ 7 становится меньше значения, при котором удельные расходы топлива при работе малой ДГУ 4 или большой ДГУ 7 равны, то аналогичным образом осуществляют последовательное включение малой ДГУ 4 и отключение большой ДГУ 7. На всю нагрузку продолжает работать только малая ДГУ 4.If, when operating only a large DGS 7, the value of the load power of a large DGS 7 becomes less than the value at which the specific fuel consumption during operation of a small DGS 4 or a large DGS 7 is equal, then in the same way, the small DGS 4 is switched on sequentially and the large DGS 7 is turned off. the load continues to operate only a small diesel generator set 4.

При уменьшении электропотребления в сети переменного тока, а также при увеличении выработки электроэнергии ВИЭ, суммарная величина мощности нагрузки находящихся в работе ДГУ может стать равной нулю. В таком случае происходит отключение находящихся в работе ДГУ.With a decrease in power consumption in the alternating current network, as well as with an increase in the generation of electricity from renewable energy sources, the total value of the load power of the DGS in operation can become equal to zero. In this case, the DGU is disconnected.

Отключение аккумуляторных батарей 10 осуществляется при снижении ИЦВА меньше 0,5, при разряде аккумуляторных батарей 10, при неустранении дефицита мощности после подключения аккумуляторных батарей 10, а также при снижении загрузки работающих ДГУ на величину, позволяющую произвести отключение аккумуляторных батарей 10 без возникновения дефицита мощности в сети. Заряд аккумуляторных батарей 10 осуществляется от сети переменного тока через двунаправленный инвертор 11 в моменты времени, когда не осуществляется разряд аккумуляторных батарей 10, при этом реализуемо два способа: может использоваться электроэнергия, полученная при неработающей ДЭС и избытке мощности от фотоэлектрической электростанции 13 и ветряной электростанции 14, либо электроэнергия, вырабатываемая работающими ДГУ при условии наличия резерва по мощности их нагрузки.Disconnection of storage batteries 10 is carried out when the ICVA is less than 0.5, when the storage batteries 10 are discharged, when the power shortage is not eliminated after connecting the storage batteries 10, as well as when the load of operating diesel generators is reduced by an amount that allows disconnecting the storage batteries 10 without causing a power shortage in networks. The rechargeable batteries 10 are charged from the alternating current network through a bi-directional inverter 11 at times when the batteries 10 are not discharged, while two ways are realizable: the electricity obtained when the diesel power plant is not in operation and the excess power from the photovoltaic power plant 13 and the wind power plant 14 , or electricity generated by operating DGS, provided there is a reserve for the power of their load.

Способ поясняется следующим примером. В программном пакете MATLAB Simulink построена модель автономной комбинированной электростанции, содержащей ДЭС, ветряную и фотоэлектрическую электростанции, накопители электроэнергии, а также аккумуляторные батареи для уменьшения числа пусков и остановов ДГУ с устройством управления. Принятие контроллером 3 решения о включении аккумуляторных батарей 10 основано на методах нечеткой логики. Для функционирования нечеткого регулятора были составлены правила в формате:The method is illustrated by the following example. In the MATLAB Simulink software package, a model of an autonomous combined power plant is built, containing a diesel power plant, a wind and photovoltaic power plant, energy storage units, as well as batteries to reduce the number of starts and stops of a diesel generator set with a control device. The decision by the controller 3 to turn on the batteries 10 is based on fuzzy logic methods. For the functioning of the fuzzy regulator, rules were drawn up in the format:

ЕСЛИ прогноз потребления (НЕ) очень негативный / негативный / позитивный / очень позитивныйIF consumption forecast (NOT) is very negative / negative / positive / very positive

И/ИЛИ прогнозная скорость ветра (НЕ) очень низкая / низкая / высокая / очень высокаяAND / OR forecast wind speed (NOT) very low / low / high / very high

И/ИЛИ прогнозная солнечная радиация (НЕ) низкая / средняя / высокаяAND / OR predicted solar radiation (NOT) low / medium / high

ТОГДА решение = отрицательное / положительное.THEN decision = negative / positive.

Работа базы правил нечеткого регулятора показана на фиг. 3. При прогнозируемом снижении потребления на 2 кВт (первый столбец), скорости ветра 6,2 м/с (второй столбец) и солнечной радиации 0 кВт/м2 (третий столбец), расчетное значение ИЦВА составило 0,586 (четвертый столбец), что соответствует решению о подключении блока аккумуляторных батарей к сети переменного тока для устранения возникшего дефицита мощности. Погрешность прогнозирования электропотребления в модели задана равной 15%.The operation of the fuzzy controller rule base is shown in FIG. 3. When the predicted decrease consumption of 2 kW (first column), the wind speed of 6.2 m / s (second column) and the solar radiation is 0 kW / m 2 (third column), the calculated value was 0.586 ITSVA (fourth column) that complies with the decision to connect the battery pack to AC power to correct the resulting power shortage. The error in predicting power consumption in the model is set equal to 15%.

Результат моделирования работы одной из ДГУ в автономном комплексе с ветро-солнечно-дизельной электростанцией с предлагаемым способом управления приведен на фиг.4. На верхней диаграмме показан статус работы ДГУ большей мощности при отсутствии реализации предлагаемого способа, причем 0 соответствует выключенному состоянию ДГУ, а 1 - включенному. На средней диаграмме показан статус работы ДГУ большей мощности, но с реализованным алгоритмом, основанным на прогнозировании электропотребления и выработки ветряной и фотоэлектрической электростанции. На нижней диаграмме показаны вычисляемые регулятором значения ИЦВА.The result of modeling the operation of one of the diesel generators in an autonomous complex with a wind-solar-diesel power plant with the proposed control method is shown in Fig. 4. The upper diagram shows the operating status of a diesel generator set with a higher power in the absence of the proposed method, with 0 corresponding to the off state of the diesel generator set, and 1 - on. The middle diagram shows the operation status of a diesel generator set with a higher power, but with an implemented algorithm based on forecasting power consumption and production of a wind and photovoltaic power plant. The lower diagram shows the ICVA values calculated by the controller.

Из фиг. 4 видно, что в период между 3750-ым и 3760-ым часом ДГУ большей мощности осуществляла не менее двух включений и двух отключений с продолжительностью не более 1 часа. В результате реализация предлагаемого способа позволила исключить данные пуски и остановы, уменьшив расход дизельного топлива и продлив срок службы ДГУ.From FIG. 4 it can be seen that in the period between the 3750th and 3760th hours, the diesel generator set of higher power carried out at least two turn-ons and two outages with a duration of no more than 1 hour. As a result, the implementation of the proposed method made it possible to exclude these starts and stops, reducing the consumption of diesel fuel and extending the service life of the diesel generator set.

Claims (1)

Способ увеличения ресурса дизель-генераторных установок в гибридной электростанции с возобновляемыми источниками энергии, включающий преобразование сигналов переменного тока с помощью преобразователя активной мощности трехфазного тока, подключенного к шине электростанции, в сигналы постоянного тока, которые поступают на аналоговый вход контроллера, с выхода которого преобразованные сигналы поступают на один или несколько блоков управления дизель-генераторными установками, осуществляющих пуск и останов дизель-генераторных установок, с блоков управления сигналы поступают на вход контроллера, а с выхода контроллера сигналы поступают на автоматические выключатели, соединяющие дизель-генераторные установки с шиной электростанции, при этом останов или пуск конкретной дизель-генераторной установки производится по текущему значению потребляемой мощности исходя из условия минимизации расхода топлива, при этом, если разность потребляемой мощности и мощности, вырабатываемой возобновляемыми источниками энергии не превышает значение мощности, при котором удельные расходы топлива дизель-генераторных установок равны, подключается дизель-генераторная установка меньшей мощности, если разность потребляемой мощности и мощности, вырабатываемой возобновляемыми источниками энергии превышает значение мощности, при котором удельные расходы топлива дизель-генераторных установок равны, подключается дизель-генераторная установка большей мощности, если же разность потребляемой мощности и мощности, вырабатываемой возобновляемыми источниками энергии превышает значение мощности, при котором расход топлива одинаков при работе дизель-генераторной установки большей мощности или одновременной работе дизель-генераторных установок, то подключаются обе дизель-генераторные установки, отличающийся тем, что осуществляют прием информации о скорости ветра, солнечной радиации и температуре воздуха из внешних источников в блок приема метеоданных, после чего данные передают в блок прогнозирования, где на основе данных и сигнала, который поступает в блок прогнозирования от измерителя мощности в сети, проводят расчет прогнозируемой выработки электроэнергии возобновляемыми источниками энергии и прогнозируемого электропотребления, затем осуществляют передачу прогнозной информации в контроллер, куда также поступает информация от аккумуляторных батарей об уровне их заряда, а также информация о величине дефицита активной мощности с блока вычисления дефицита активной мощности, в контроллере производят расчет индекса целесообразности включения аккумуляторных батарей, при этом, если на вход контроллера поступает сигнал с блока вычисления дефицита активной мощности о дефиците мощности, или сигнал с работающих дизель-генераторных установок о превышении рационального уровня загрузки установок, и рассчитанный индекс целесообразности включения аккумуляторов больше или равен 0,5, контроллер подает сигнал на запуск инвертора и срабатывание автоматического выключателя, происходит подключение аккумуляторных батарей к распределительной сети, при снижении индекса целесообразности включения аккумуляторных батарей ниже 0,5, или разряде аккумуляторных батарей, или неустранении дефицита мощности после их подключения, или снижении загрузки работающих дизель-генераторных установок, производят отключение аккумуляторных батарей.A method for increasing the service life of diesel generator sets in a hybrid power plant with renewable energy sources, including the conversion of AC signals using a three-phase active power converter connected to the power plant bus into DC signals that are fed to the analog input of the controller, from the output of which the converted signals are sent to one or several control units of diesel generator sets that start and stop diesel generator sets, signals from the control units are sent to the controller input, and from the controller output signals are sent to circuit breakers connecting the diesel generator sets to the power plant bus, when the shutdown or start-up of a specific diesel generator set is carried out at the current value of the power consumption based on the condition of minimizing fuel consumption, while if the difference between the power consumption and the power generated by renewable sources If the difference between power consumption and power generated by renewable energy sources exceeds the power value at which the specific fuel consumption of diesel generator sets is are equal, a diesel generator set of higher power is connected, if the difference between the power consumption and the power generated by renewable energy sources exceeds the power value at which the fuel consumption is the same when a diesel generator set of higher power is operating or the simultaneous operation of diesel generator sets, then both are connected diesel generator sets, characterized in that they receive information on wind speed, solar radiation and air temperature from external sources to the meteorological data receiving unit, after which the data is transmitted to the forecasting unit, where, based on data and a signal that enters the prediction unit from the power meter in the network, calculate the predicted electricity generation by renewable energy sources and the predicted power consumption, then transmit the predictive information to the controller, which also receives information from the batteries about their charge level, as well as information about the value of the active power deficit from the active power deficit calculating unit, the controller calculates the index of the expediency of turning on the batteries, while if the input of the controller receives a signal from the active power deficit calculating unit about the power deficit, or a signal from operating diesel generator sets about exceeding the rational level of loading of installations, and the calculated index of the expediency of turning on the batteries is greater than or equal to 0.5, the controller gives a signal to start the inverter and trip the circuit breaker, the batteries are connected to the distribution network, when the index of the expediency of turning on the batteries below 0.5, or discharging the batteries, or failing to eliminate the power shortage after connecting them, or reducing the load of the operating diesel generator sets, disconnect the batteries.
RU2020100842A 2020-01-09 2020-01-09 Method of reducing fuel consumption by diesel-generator units in hybrid power plant with renewable energy resources RU2726943C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020100842A RU2726943C1 (en) 2020-01-09 2020-01-09 Method of reducing fuel consumption by diesel-generator units in hybrid power plant with renewable energy resources

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020100842A RU2726943C1 (en) 2020-01-09 2020-01-09 Method of reducing fuel consumption by diesel-generator units in hybrid power plant with renewable energy resources

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2726943C1 true RU2726943C1 (en) 2020-07-17

Family

ID=71616702

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020100842A RU2726943C1 (en) 2020-01-09 2020-01-09 Method of reducing fuel consumption by diesel-generator units in hybrid power plant with renewable energy resources

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2726943C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2773234C1 (en) * 2021-10-19 2022-06-01 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) Hybrid power plant control method
WO2023128827A1 (en) * 2021-12-29 2023-07-06 Публичное акционерное общество "Газпром нефть" Predicting the temperature of a gas-feedstock mixture when hydrotreating diesel fuel

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040139943A1 (en) * 2003-01-17 2004-07-22 Kern Robert D. Method of controlling a bi-fuel generator set
RU2262790C1 (en) * 2004-05-11 2005-10-20 Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) Off-line no-break power supply system using renewable energy source
RU2282733C1 (en) * 2005-03-10 2006-08-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ГОУВПО "КнАГТУ") Method to decrease fuel consumption in diesel power-generating stations

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040139943A1 (en) * 2003-01-17 2004-07-22 Kern Robert D. Method of controlling a bi-fuel generator set
RU2262790C1 (en) * 2004-05-11 2005-10-20 Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) Off-line no-break power supply system using renewable energy source
RU2282733C1 (en) * 2005-03-10 2006-08-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ГОУВПО "КнАГТУ") Method to decrease fuel consumption in diesel power-generating stations

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2779822C2 (en) * 2021-02-09 2022-09-13 Сергей Александрович Логвинов Diesel generator set control system
RU2773234C1 (en) * 2021-10-19 2022-06-01 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) Hybrid power plant control method
RU2796210C1 (en) * 2021-12-29 2023-05-17 Публичное акционерное общество "Газпром нефть" Method, system and computer-readable medium with a software product for predicting the optimal temperature of the combined feed at the inlet to the reactor of a diesel fuel hydrotreatment unit
WO2023128827A1 (en) * 2021-12-29 2023-07-06 Публичное акционерное общество "Газпром нефть" Predicting the temperature of a gas-feedstock mixture when hydrotreating diesel fuel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3206276B1 (en) Energy storage system and management method thereof
US11233398B2 (en) Distributed power supply system
EP2490312B1 (en) Solar generation method and system
KR20140060401A (en) Stand-alone microgrid control system and method
US12040617B2 (en) Electric power system, server, charge-and-discharge controller, and power demand-and-supply adjustment method
KR102299604B1 (en) An energy storage system
CN115102153B (en) Electro-optical hydrogen storage micro-grid for transformer substation and control method thereof
CN114336678B (en) PMU-based primary frequency modulation control method for wind-solar energy storage station
CN108599252B (en) Microgrid planned grid-connected to off-grid control method based on off-grid capability estimation
KR20190000992A (en) Energy storage system battery enable module management and control of battery
CN105978008A (en) Flow battery energy storage system with wind field black-start function and work method thereof
CN112510756A (en) Micro-grid optical storage and charging coordinated operation method and system based on power level
JP2019146358A (en) Renewable energy power generation system with battery, and redox flow battery unit used in the same
RU2726943C1 (en) Method of reducing fuel consumption by diesel-generator units in hybrid power plant with renewable energy resources
KR20190062812A (en) An energy storage system
KR102324325B1 (en) Energy storage system hierarchical management system
CN118017601A (en) Method for increasing load capacity of power grid incoming line breaker
KR102257906B1 (en) An energy storage system
CN104716655A (en) Control system for improving grid connection point power factor of photovoltaic storage battery grid-connected inverter
KR102323937B1 (en) An energy storage system
CN115693744B (en) Liquid flow energy storage control system and method
CN221995133U (en) Back-up power supply system applied to wind generating set and wind generating set
CN113364053B (en) Operation decision method for realizing energy hub comprehensive energy
CN116505580A (en) Micro-grid control system and method
US20230369889A1 (en) Power control device, power control method, and power control program