Авторы: П.В. Илюшин, д.т.н. — Институт энергетических исследований Российской академии наук, В.С. Вольный — Национальный исследовательский университет «МЭИ»
Ключевые слова: микросеть; распределительная сеть; распределенные источники энергии; система автоматического управления; система защиты; информационно-коммуникационная инфраструктура; силовой электронный преобразователь.
Аннотация: Процесс создания микросетей на базе существующей пассивной распределительной сети требует проведения многокритериального анализа. Он включает, помимо расчета инвестиций в модернизацию распределительной сети, оценку технико-экономических эффектов от создания микросетей. Получаемые эффекты зависят от топологии и конфигурации распределительной сети, особенностей микросетей, выбора вида тока для всей микросети или отдельных ее частей, способов подключения распределенных источников энергии, наличия и состояния информационно-коммуникационной инфраструктуры и других факторов. Полные исходные данные позволяют разработать оптимальную конфигурацию микросетей, однако основные технико-экономические эффекты определяются алгоритмами работы и параметрами настройки системы автоматического управления (САУ) и системы защиты. Известные подходы к созданию микросетей сосредоточены на решении основных задач при минимизации инвестиций в их реализацию. Это полностью оправдано при новом строительстве микросетей, однако создание микросетей на базе существующей распределительной сети с учетом уникальности топологии и конфигурации не позволяет использовать унифицированные решения. Разработка подходов к созданию микросетей при наличии указанных ограничений, с минимизацией инвестиций в модернизацию существующей распределительной сети, является актуальной задачей. Применение различных видов тока для фрагментов микросети определяет выбор САУ и системы защиты, зависящий от наличия информационно-коммуникационной инфраструктуры. В статье приведен обзор подходов к созданию микросетей переменного и переменно-постоянного тока для получения максимальных технико-экономических эффектов, а также обзор методик анализа существующей распределительной сети для выбора вида тока для всей микросети или отдельных ее частей, оптимальных точек подключения микросетей к распределительной сети,структуры и мощности распределенных источников энергии с учетом информации о состоянии коммутационных аппаратов и информационно-коммуникационной инфраструктуры. Представлены результаты анализа подходов к выбору оптимальной конфигурации микросетей, САУ микросетей и системы защиты с оценкой технико-экономических эффектов при минимизации инвестиций в модернизацию существующей распределительной сети.
Approaches to building AC and AC-DC microgrids on top of existing passive distribution network
Authors: P.V. Ilyushin — Energy Research Institute of the Russian Academy of Sciences, V.S. Volnyi — National Research University “Moscow Power Engineering Institute”
Keywords: microgrid; distribution network; distributed energy resources; automatic control system; protection system; information and communications technology infrastructure; power electronic converter.
Abstract: The process of building microgrids on top of existing passivedistribution network warrants a multi-criteria analysis. Besides the calculation of investment outlays needed for the modernization of distribution network, such an analysis covers an assessment of the technological and economic effects of building microgrids. The resulting effects depend on the topology and configuration of distribution network, specific microgrids features, the choice of current type for the entire microgrid or its individual parts, the ways of connecting distributed energy resources (DER), the availability and condition of information and communications technology (ICT) infrastructure, and other factors. Complete input data allow one to design an optimal microgrids configuration, but the main technological and economic effects are determined by the algorithms of operation and the parameters setting of the automatic control system (ACS) and the protection system. Known approaches to designing microgrids focus on addressing basic tasks while minimizing investment required for their implementation. The above is fully justified when constructing new microgrids, but building microgrids on top of existing distribution network, given the uniqueness of their topology and configuration, does not allow the use of standardized solutions. The development of approaches to the design of microgrids under such constraints, with minimized investment for the modernization of existing distribution network, is an urgent task. The use of different types of current for microgrid segments determines the choice of particular ACS and protection system, whichdepends on the availability of information and communications technology infrastructure.
