Повышение эффективности электроснабжения энергоудаленных потребителей на основе технологий «виртуальной электростанции» тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.03, кандидат наук Кечкин Александр Юрьевич

• Кечкин Александр Юрьевич
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Кечкин Александр Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 Исследование особенностей электроснабжения энергоудаленных потребителей и подхода к повышению его эффективности путем объединения децентрализованных систем электроснабжения (ДСЭ) в электротехнический комплекс (ЭТК) с использованием технологий «виртуальной электростанции». Постановка цели и задач исследования

1.1 Исследование особенностей электроснабжения энергоудаленных потребителей

1.1.1 Характеристика энергоудаленных потребителей

1.1.2 Анализ ДСЭ

1.1.3 Характеристика режимов работы ДСЭ

1.1.4 Проблемы низкой эффективности ДСЭ

1.2 Принципы и технологии «виртуальной электростанции» (ВиЭС)

1.2.1 Понятие ВиЭС

1.2.2 Примеры реализации и классификация ВиЭС

1.2.3 Отличительные особенности ВиЭС

1.3 Функционирование ДСЭ по принципу ВиЭС

1.3.1 Основные подходы

1.3.2 Эффект от использования принципа ВиЭС

1.4 Вопросы выбора оптимальной топологии электрической сети ЭТК, объединяющего ДСЭ и функционирующего по принципу ВиЭС

1.4.1 Анализ вариантов топологии электрической сети ЭТК, объединяющего ДСЭ

1.4.2 Анализ подходов к выбору оптимальной топологии электрической сети ЭТК, объединяющего ДСЭ

1.5 Описание объекта и предмета исследования

1.6 Постановка цели и задач исследования

1.7 Выводы по первой главе

Глава 2 Разработка алгоритма определения оптимальной топологии электрической сети ЭТК, объединяющего несколько ДСЭ

2.1 Ограничения при объединении ДСЭ

2.2 Разработка подхода к оценке структурных свойств электрической сети ЭТК, объединяющего несколько ДСЭ

2.2.1 Представление топологии электрической сети ЭТК с использованием теории графов

2.2.2 Структурно-топологические характеристики электрической сети

2.2.3 Интегральный показатель оценки сравниваемых вариантов топологии электрической сети ЭТК

2.3 Алгоритм выбора оптимальной топологии электрической сети ЭТК, объединяющего ДСЭ

2.4 Пример выбора оптимальной топологии электрической сети ЭТК

2.5 Выводы по второй главе

Глава 3 Отработка алгоритма определения оптимальной топологии электрической сети и исследование режимов работы ЭТК, объединяющего несколько ДСЭ

3.1 Разработка PSCAD-модели ЭТК, объединяющего ДСЭ с источниками РГ

3.2 Отработка алгоритма определения оптимальной топологии электрической сети ЭТК, объединяющего ДСЭ

3.3 Исследование режимов электрической сети ЭТК, объединяющего ДСЭ

3.3.1 Исследование параметров электрической сети ЭТК

3.3.2 Оценка потокораспределения в электрической сети ЭТК

3.4 Выводы по третьей главе

Глава 4 Экспериментальное исследование режимов работы ЭТК, функционирующего по принципу ВиЭС, и показателей качества электроэнергии при выдаче в сеть избытков мощности от объектов с энергоустановками на ВИЭ

4.1 Разработка лабораторного стенда для физического моделирования ЭТК, объединяющего ДСЭ

4.1.1 Общая характеристика лабораторного стенда

4.1.2 Конструктивное исполнение и параметры

4.1.3 Система управления

4.2 Экспериментальное исследование процесса выдачи в электрическую сеть ЭТК излишков мощности от объектов с энергоустановками на ВИЭ

4.2.1 Исследование параметров режима при выдаче излишков мощности от объектов с энергоустановками на ВИЭ

4.2.2 Исследование качества электроэнергии при выдаче излишков мощности от объектов с энергоустановками на ВИЭ

4.3 Методические рекомендации по повышению эффективности электроснабжения ДСЭ энергоудаленных потребителей путем их объединения с использованием технологий ВиЭС

4.4 Выводы по четвертой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Важной стратегической задачей России является улучшение социально-экономического и индустриального положения отдаленных территорий (Сибири, Дальнего Востока, Крайнего Севера) [80, 98]. Электроснабжение потребителей в этих районах осуществляется, как правило, децентрализовано и характеризуется низкой эффективностью.

Несмотря на повышенное внимание со стороны государства (стимулирование ввода источников малой распределенной генерации (МРГ), в том числе возобновляемых источников энергии (ВИЭ), совершенствование нормативной базы и др.), научные и инженерные разработки (улучшение технико-экономических показателей энергоустановок МРГ, совершенствование методологической базы проектирования и др.), проблема низкой эффективности электроснабжения энергоудаленных потребителей остается нерешенной.

С развитием ВИЭ, устройств силовой электроники, IT-технологий и систем управления открываются новые возможности при проектировании децентрализованных систем электроснабжения (ДСЭ). Примером нового подхода к проектированию ДСЭ являются технологии «виртуальной электростанции» (за рубежом - Virtual Power Plant).

Понятие «виртуальная электростанция» (ВиЭС) предполагает агрегацию источников распределенной генерации, накопителей и потребителей электроэнергии посредством информационных и электрических связей для их взаимодействия с крупной энергетической системой в качестве единого объекта (кластера). Технологии ВиЭС включают возможность информационного и энергетического обмена между агрегированными объектами, систему дистанционного управления, гибкое ценообразование на электроэнергию.

Объединение на основе технологий ВиЭС нескольких ДСЭ в единый электротехнический комплекс (ЭТК) позволит полезно использовать весь потенциал генерации от ВИЭ, снизить потребление органического топлива,

получить дополнительные мощности без установки новых источников, по-новому рассматривать вопросы определения тарифов.

Исследованиями технологий ВиЭС занимаются ученые в России (Воропай Н.И., Елистратов В.В., Илюшин П.В., Кучеров Ю.Н., Суслов К.В. и др.) [5, 20, 40, 45-48, 66, 71, 72, 108, 135, 142] и широкий круг ученых экономически развитых стран мира. Наибольшее внимание уделяется развитию систем управления и вопросам продажи/покупки электроэнергии. Однако, технические вопросы объединения нескольких ДСЭ с разнохарактерными источниками в единый ЭТК, обеспечивающий высокое качество электроснабжения при минимальных потерях передаваемой мощности, пока не решены. Решение этих вопросов, во многом, связано с выбором оптимальной топологии электрической сети данного комплекса.

Степень проработанности проблемы. Значительный вклад в исследование вопросов построения и оптимизации топологии сети с применением технологии ВиЭС внесли зарубежные ученые, такие как: Ьеао Я.Р^., АпШпеБ Б.Ь.Ы., 1шап А., ЬошЬаг& Р., Яиёюп К, $1ус2упБк1 7., Б^а2у У.О., АЬёе^12 А.У., 1уапеску I, Игорко D. и др. [158-165, 174, 175, 177, 178, 180, 181, 185, 188, 205-207].

Несмотря на большое количество исследований по данной тематике, вопросы определения оптимальной топологии электрической сети ЭТК, функционирующего по принципу ВиЭС, остаются открытыми. Предлагаемые методы и подходы обладают рядом недостатков (отсутствие универсальности, большой объем исходных данных, сложность адаптации оптимизационного алгоритма к конкретному объекту, сложность вычислений), что ограничивает их практическое использование при проектировании.

Объект исследования - децентрализованные системы электроснабжения с ВИЭ.

Предмет исследования - топология и режимы работы ЭТК, объединяющего децентрализованные системы электроснабжения.

Цель диссертации - повышение эффективности ДСЭ энергоудаленных потребителей путем их объединения в ЭТК, имеющий оптимальную топологию

электрической сети и функционирующий по принципу «виртуальной электростанции».

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие основные задачи:

• исследование особенностей электроснабжения энергоудаленных потребителей и подхода к повышению его эффективности на основе объединения ДСЭ в ЭТК с использованием технологий «виртуальной электростанции»;

• разработка алгоритма определения оптимальной топологии электрической сети ЭТК, объединяющего ДСЭ;

• отработка разработанного алгоритма и теоретическое исследование режимов работы ЭТК, объединяющего ДСЭ;

• экспериментальное исследование режимов работы ЭТК, функционирующего по принципу ВиЭС.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались: анализ, синтез, сравнение, классификация, методы статистической обработки эмпирических данных, положения теории графов и структурно-топологического анализа, методы компьютерного моделирования электротехнических систем, физическое моделирование.

Научная новизна работы:

1. Предложен новый подход к повышению эффективности электроснабжения энергоудаленных потребителей, отличающийся объединением ДСЭ в единый ЭТК, функционирующий по принципу «виртуальной электростанции».

2. Разработан алгоритм определения оптимальной топологии электрической сети ЭТК, объединяющего ДСЭ, отличающийся интегральной совокупной оценкой структурно-топологических характеристик сети.

3. Разработана имитационная компьютерная модель ЭТК, объединяющего три ДСЭ, позволяющая проводить теоретические исследования параметров режимов при различных сценариях работы ЭТК.

4. Разработана физическая модель ЭТК с источниками распределенной генерации (РГ), позволяющая проводить экспериментальные исследования

параметров режимов и показателей качества электроэнергии при различных сценариях работы и отличающаяся наличием имитаторов солнечной электростанции, ветроэнергетической установки, накопителей электроэнергии, двигательной и резистивной нагрузки, объединенных на общей шине переменного тока.

Практическая значимость и реализация результатов работы.

1. Результаты исследований и разработанные научно-технические решения по объединению ДСЭ в ЭТК, функционирующий по принципу «виртуальной электростанции», будут полезны при разработке пилотных проектов и создании нормативно-методической базы проектирования «виртуальных электростанций».

2. Разработанный лабораторный стенд был использован в работе НГТУ по проекту «Повышение эффективности использования малой распределенной генерации на основе технологий «виртуальной электростанции» в рамках ГЗ № 13.2078.2017/4.6 от

3. Материалы диссертационной работы внедрены в учебный процесс кафедры «Электроэнергетика, электроснабжение и силовая электроника» НГТУ им. Р.Е. Алексеева при чтении лекций, проведении практических и лабораторных (с использованием лабораторного стенда) работ по курсам «Специальные вопросы электроснабжения», «Автоматизация и управление систем электроснабжения».

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Результаты исследования особенностей электроснабжения энергоудаленных потребителей.

2. Алгоритм определения оптимальной топологии электрической сети ЭТК, объединяющего ДСЭ.

3. Результаты теоретических и экспериментальных исследований режимов работы ЭТК, объединяющего ДСЭ.

Апробация результатов работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались:

- на международных конференциях и форумах: X, XIII НТК «Энергия», ИГЭУ, Иваново, 2015 г., 2018г.; XVIII НТК «Бенардосовские чтения», ИГЭУ, Иваново, 2015 г.; XIII-XVI Молодежные НТК «Будущее технической науки», НГТУ, Н. Новгород, 2014-2017 гг.; VI, VII Молодежные НТК «Электроэнергетика глазами молодежи», ИГЭУ, Иваново, 2015 г., г. Казань, КГЭУ, 2016 г.; XLVI, XLVII НПК «Федоровские чтения», МЭИ, Москва, 2016, 2017 гг.; V Молодежный форум «Интеллектуальные энергосистемы», ТПУ, Томск, 2017 г.; XX Научно-промышленный форум «Великие реки», Н.Новгород, 2018;

- на всероссийских конференциях: I НТК «Энергосберегающие технологии в АПК», НГИЭИ, Княгинино, 2014 г.; IX, X Научные конференции и молодежные школы «Возобновляемые источники энергии», МГУ, Москва, МГУ, 2014, 2016 гг.; II, III НТК «Актуальные проблемы электроэнергетики», НГТУ, Н.Новгород, 2016, 2017 гг.;

- на региональных конференциях: XXXII НТК «Актуальные проблемы электроэнергетики» НГТУ, Н.Новгород, 2013 г.; XIX, ХХ, ХХП Нижегородские сессии молодых ученых (технические науки), Н.Новгород, 2014, 2015, 2017 гг.

Связь диссертации с научными программами. Работа выполнена в рамках государственного задания Минобрнауки России по теме «Повышение эффективности использования малой распределенной генерации на основе технологий «виртуальной электростанции» (ГЗ № 13.2078.2017/4.6 от 31.05.2017).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 24 работы, в том числе 2 статьи в журналах, входящих в Перечень рецензируемых научных изданий, рекомендованных ВАК РФ, 2 статьи в журналах, входящих в базу цитирования Scopus, свидетельство о регистрации программы для ЭВМ.

Глава 1 Исследование особенностей электроснабжения энергоудаленных потребителей и подхода к повышению его эффективности путем объединения децентрализованных систем электроснабжения (ДСЭ) в электротехнический комплекс (ЭТК) с использованием технологий «виртуальной электростанции». Постановка цели и задач исследования

Первая глава посвящена исследованию особенностей электроснабжения энергоудаленных потребителей и подхода к повышению эффективности их электроснабжения. Проведен анализ особенностей электроснабжения энергоудаленных потребителей, выделены основные проблемы и обоснована актуальность внедрения новых принципов и технологий для повышения эффективности электроснабжения. Предложен и обоснован подход к повышению эффективности электроснабжения энергоудаленных потребителей на основе объединения ДСЭ в единый ЭТК с использованием технологий «виртуальной электростанции». Выполнен анализ публикаций, посвященных ВиЭС, позволивший сформулировать принцип и выделить технологии ВиЭС, а также определить особенности и перспективы развития данного направления. Выполнен анализ подходов к определению оптимальной топологии электрической сети ЭТК, функционирующих по принципу ВиЭС. В заключение главы дано обоснование поставленных цели и задач исследования.

1.1 Исследование особенностей электроснабжения энергоудаленных потребителей

1.1.1 Характеристика энергоудаленных потребителей

Под энергоудаленными понимаются потребители, находящиеся в удалении и имеющие слабые транспортные связи с промышленно-развитыми районами, а также характеризующиеся трудностями в поставке электроэнергии или топливных ресурсов. Энергоудаленные потребители могут быть связаны с централизованной электрической сетью (связи характеризуются большой протяженностью и потерями электроэнергии, ограниченной пропускной

способностью, частыми нарушениями в работе) или являться изолированными (связь отсутствует полностью).

В России к энергоудаленным относятся, прежде всего, территории Сибири, Дальнего Востока и Крайнего Севера с низкой плотностью населения и распределенными по большой территории производственными предприятиями. Также, практически в каждом регионе страны, присутствуют отдельные объекты, которые можно считать энергоудаленными для данного региона.

В зависимости от назначения и характера нагрузки энергоудаленных потребителей можно классифицировать на индивидуальные, групповые непромышленные и промышленные потребители [76]

К индивидуальным потребителям относятся отдельные непромышленные объекты (метеостанции, вышки сотовой связи, базы отдыха и т.д.), установленная мощность которых может изменяться от нескольких десятков до сотен кВт.

Групповые непромышленные потребители - это группа объектов, размещающихся на определенной территории и объединенных общим режимом работы. К таким потребителям, прежде всего, относятся населенные пункты (поселки, деревни). Установленная мощность групповых непромышленных потребителей может изменяться от нескольких десятков до нескольких тысяч кВт.

К энергоудаленным промышленным предприятиям относятся сельскохозяйственные предприятия, предприятия ресурсодобывающей отрасли (нефте- и газодобывающие предприятия) и предприятия обрабатывающей промышленности (деревообрабатывающие предприятия) [117]. Установленная мощность предприятий может достигать десятков тысяч кВт.

Сведения по различных категориям энергоудаленных потребителей приведены в таблице 1.1 [117,150].

Таблица 1.1 - Категории применения энергоудаленных потребителей

Сфера применения Примеры объектов Мощность объектов, кВт

Промышленность (добывающая, легкая, деревообрабатывающая, пищевая) Установки добычи полезных ископаемых; поисково-разведочные комплексы; прядильные, ткацкие фабрики, деревообрабатывающие комбинаты, рыбные заводы. от

Сельское хозяйство Птицефабрики, объекты животноводства, фермерские хозяйства от

Малые населенные пункты Деревни, села, дачные и коттеджные поселки, военные объекты, туристические лагеря от

Передвижные и мобильные объекты Подразделения спасателей; мобильные госпитали от

Маломощные удаленные отдельностоящие объекты Ретрансляционные вышки, метеостанции, железнодорожные станции, автономное освещение, индивидуальные поселения от

Характерной особенностью большинства энергоудаленных потребителей является неравномерный суточный график нагрузки.

На основе анализа систем электроснабжения энергоудаленных потребителей (территории Сибири и Дальнего Востока) разработана их классификация (рисунок

1.1).

Рисунок 1.1 - Классификация систем электроснабжения энергоудаленных

потребителей

В работе исследуются энергоудаленные потребители, электроснабжение которых осуществляется на основе ДСЭ.

1.1.2 Анализ ДСЭ

Под ДСЭ понимаются изолированные системы электроснабжения, содержащие автономные генерирующие установки, расположенные в непосредственной близости от потребителей, и распределительные электрические сети ограниченной протяженности [23].

Около 60-70 % территорий Российской Федерации составляют зоны децентрализованного электроснабжения [117,135]. На данных территориях проживает более 20 млн. человек [148]. Большая часть ДСЭ расположена на территориях Сибири, Дальнего Востока, зонах Крайнего Севера, а также приравненных к нему территориях: отдельные районы Республик Саха (Якутия) и Карелия, Мурманской, Архангельской, Магаданской, Амурской и Сахалинской областей, Камчатского края, Чукотского, Ханты-Мансийского и Ямало-Ненецкого автономных округов.

Выполнен анализ существующих ДСЭ энергоудаленных потребителей. В таблице 1.2 представлены примеры ДСЭ.

Таблица 1.2 - Примеры ДСЭ

№ Месторасположе ние Потребители Тип источника Установленная мощность Напряжение сети Суммарная протяженность

источника сети

1 пос. Батагай, Поселок Дизельная 12 МВт

Якутия (4000 чел.) электростанция 0,4/6 кВ 5-7 км

Солнечная 1 МВт

электростанция

2 с. Новиково, Поселок Дизельная 5 МВт

Сахалин (500 чел.) электростанция 0,4 кВ 3-4 км

Ветровая эл.ст. 450 кВт

3 с. Никольское, Поселок Дизельная 870 кВт

Камчатский край (700 чел.) электростанция 0,4 кВ 3-4 км

Ветродизельный 2 ВЭУ по 275 кВт

комплекс и ДЭС 292 кВт

4 пос. Батамай, Поселок Дизельная 230 кВт

Якутия (250 чел.) электростанция 0,4 кВ 2-3 км

Солнечная 60 кВт

электростанция

5 пос. Пялица, Поселок Дизель-ветро- 2 ДЭС по 30 кВт;

Мурманская обл. (20 чел.) солнечная электростанция 4 ВЭУ по 5 кВт; СЭС 60 кВт 0,4 кВ 1-2 км

По результатам анализа установлены следующие особенности ДСЭ.

1. Электроснабжение потребителей осуществляется по радиальной схеме [24], как правило, от одного источника питания.

2. В ДСЭ в качестве источников питания могут применяться энергоустановки на органическом топливе (дизельные электростанции (ДЭС), газопоршневые установки и др.), энергоустановки на ВИЭ (ветроэнергетические установки, солнечные фотоэлектрические установки и др.) и сочетание энергоустановок (ветро-дизельные электростанции).

Наиболее распространенными источниками питания являются дизельные электростанции, которых по России насчитывается более пяти тысяч, и которыми вырабатывается порядка 1,8 млрд кВт-ч электроэнергии при ежегодном расходе топлива - 6 млн тонн [116, 134]. На территории России в зонах децентрализованного энергоснабжения работает примерно 900 ДЭС, которые требуют потребления более 1 млн тонн дизельного топлива в год [76]. Масштабы генерации электроэнергии на базе ДЭС приведены на рисунке

Х.14'ы-V..IM( ИЙ( *ИЙ 301.округ Ям,1 по Ненецкий лят.окрут Красноярский «рай

Республика Слил |Якутия)

XJ&apOBC кий крой

Магаданская область

ТОМСКОМ 0б>1 LH Тh

Камчатский край

(лхалинсмн облзоь ■Ш

И ркутскан область

Чукотский jar.округ шш

АрнэнгельскаяобллсЫбвэ НАС)

Тюметкгка« область 4 кроме ХМДО и ЯНАО) ■

Немецкий лет.окру!

Забайкалье кий край

Республика Коми

Республика Карелин

My рманехан область

0 100 200 iGO 400 S00

млн. кбт-ч

Рисунок 1.2 - Выработанная электроэнергия на ДЭС общего пользования в регионах с большой долей изолированных систем электроснабжения в 2015 году [14]

Согласно таблице 1.3 из общего количества вырабатываемой энергии электростанциями малой мощности лишь менее 10 % приходится на долю возобновляемой энергетики.

Таблица 1.3 - Данные по установленным мощностям и количестве вырабатываемой электроэнергии электростанциями малой мощности [117]

Тип электростанции Установленная мощность, % Выработка электроэнергии,%

ДЭС 55,35 31,28

ГПУ 17,41 23,40

ГТУ 0,54 0,74

ПТУ/ в т.ч. на биомассе 23,13/0,99 36,93/2,05

Мини-ГЭС 2,72 5,57

ВЭС 0,09 0,03

ГеоТЭС 0,77 2,05

2. Установлено, что в ДСЭ ежегодно увеличивается генерация от ВИЭ. Как правило, ВИЭ используются совместно с дизельными генераторами. При комбинированном использовании энергоустановки на органическом топливе и ВИЭ могут быть не синхронизированы (пос. Батагай - по причине использования устаревших дизельных установок) или работать синхронно (с. Новиково -синхронизация осуществляется за счет автоматизированной системы управления).

3. Во многих случаях внедрение энергоустановок на ВИЭ является следствием развития ДСЭ, так как мощности действующих источников не достаточно для покрытия нагрузки новых потребителей.

4. В большинстве ДСЭ используется один уровень напряжения - 0,4 кВ. Однако в крупных ДСЭ, представляющих собой энергорайоны, распределение электроэнергии от одного источника мощностью несколько МВт может осуществляться на напряжении 6-10 кВ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности электроснабжения энергоудаленных потребителей на основе технологий «виртуальной электростанции»»

1.1.3 Характеристика режимов работы ДСЭ

Для системы электроснабжения (СЭС), в том числе ДСЭ, можно выделить следующие возможные режимы работы [149] - нормальный, ненормальный, утяжеленный, аварийный, послеаварийный.

Нормальный режим - установившийся режим работы системы, при котором обеспечивается бесперебойное снабжение потребителей электроэнергией в необходимом количестве и установленного качества. Показатели качества электроэнергии должны находиться в пределах, установленных ГОСТ 321442013.

Ненормальный режим - режим, при котором значение одного из рабочих параметров СЭС (ток, напряжение, частота) выходит за пределы допустимых значений. Ненормальные режимы могут быть опасны для электрооборудования или устойчивости СЭС.

Утяжеленный режим СЭС - режим, характеризующийся перегрузкой отдельных элементов, ухудшением качества электроснабжения. Длительная работа СЭС в утяжеленном режиме не желательна из-за опасности возникновения аварийных ситуаций.

Аварийный режим СЭС - кратковременный переходный режим, связанный с нарушением нормального режима. Для аварийного режима характерно резкое отклонение рабочих параметров СЭС от допустимых значений. Причинами аварийного режима являются короткие замыкания и разрывы цепи передачи электроэнергии. Режим характеризуется повреждением элементов СЭС и электроприемников, перерывом электроснабжения, поэтому длительное существование аварийного режима недопустимо.

Послеаварийный режим СЭС - режим, в котором находится система в результате нарушения, и длящийся до восстановления нормального режима. Режим не удовлетворяет требованиям по экономичности (эффективности) и может не соответствовать требованиям по качеству электроснабжения.

1.1.4 Проблемы низкой эффективности ДСЭ

Основными проблемами электроснабжения энергоудаленных потребителей ДСЭ являются [44, 55, 81, 107, 117, 147, 148]:

1) низкая надежность электроснабжения (период отключения электроэнергии может достигать 12-15 часов в сутки), в том числе вследствие большого износа энергетического оборудования и сетей (более 75 %);

2) неудовлетворительное качество поставляемой электроэнергии;

3) высокая себестоимость электроэнергии (до 70 руб./кВт-ч), вследствие большой транспортной составляющей в стоимости органического топлива.

По этим причинам за последние десятилетия было официально упразднено более 11 тысяч поселений [134].

В настоящее время ключевая роль в решение данных проблем отводится МРГ, в том числе на основе ВИЭ. Согласно статистическим данным [39, 100, 183, 193, 194] объем МРГ за последние пять лет увеличивался в среднем на 12,5-14 % в год только за счет ВИЭ. На январь 2018 года согласно [183] доля ВИЭ в суммарном производстве электроэнергии составила 10,3% (без гидроэнергетики). Необходимость развития технологий МРГ в России отражена во многих нормативных и методических документах [78, 82-89, 96, 97, 101-103, 105, 137].

Однако, несмотря на повышенное внимание со стороны государства (стимулирование ввода МРГ, совершенствование нормативной базы и др.), разработки научных коллективов и инженерных компаний (улучшение технико-экономических показателей энергоустановок МРГ, совершенствование методологической базы проектирования ДСЭ и др.), проблема низкой эффективности ДСЭ остается актуальной.

Для решения проблем электроснабжения энергоудаленных потребителей на качественно новом уровне актуальным является изучение новых принципов функционирования ДСЭ, позволяющих реализовать ранее не рассматривающиеся возможности ДСЭ. В качестве такого принципа, основанного на последних достижениях в электротехнике, электронике, IT-технологиях и системах управления, может рассматриваться так называемая «виртуальная электростанция».

1.2 Принципы и технологии «виртуальной электростанции» (ВиЭС)

1.2.1 Понятие ВиЭС

Понятие «виртуальной электростанции» появилось за рубежом [58]. Широкий круг исследовательских групп и представителей энергетических компаний по всему миру предлагают несколько отличающиеся определения ВиЭС (Virtual Power Plant).

Одним из первых случаев использования термина был проект Европейского союза «Virtual Fuel Cell Power Plant» в 2002 году. Здесь ВиЭС рассматривалась,

как группа, объединенных между собой, децентрализованных когенерационных установок, использующих технологию топливных элементов, установленных в жилых домах, на малых предприятиях и общественных объектах, для индивидуального отопления, охлаждения и производства электроэнергии [171]. В [176] ВиЭС описали как управляемую агрегацию ресурсов РГ по месту, а при необходимости, и в распределительных сетях различных сетевых операторов. Группа немецких исследователей университета Зигена определила ВиЭС, как единое на энергетическом уровне и уровне управления большое количество объединенных пространственно удаленных распределенных энергетических производителей [196]. В отчете [179] говорится, что ВиЭС комбинирует различные типы возобновляемых и не возобновляемых генераторов и устройств накопления с целью появления на рынке в качестве единой электростанции с определенным почасовым выводом электроэнергии. Определение ВиЭС согласно исследованию [197] может быть сформулировано, как управление агрегацией множества объектов РГ, подключенных к сети и установленных около нагрузок. Управление агрегацией, поддерживаемое логическим алгоритмом управления и коммуникационной инфраструктурой, может осуществляться в централизованной или децентрализованной системе и далее рассматриваться как единая крупная электростанция. В [192] ВиЭС рассматривается как «гибкое представление портфеля распределенных энергоресурсов», который может использоваться для заключения контрактов на оптовом рынке и предоставления услуг системному оператору.

В работах [159, 203, 204] ВиЭС определяется как информационно-коммуникационная система с централизованным управлением агрегацией РГ, управляемых нагрузок и устройств хранения. В [177] ВиЭС выступает в качестве технологии агрегирования различных типов распределенных ресурсов, которые могут быть распределены в разных точках сети среднего напряжения. Исследованием [180] ВиЭС определяется как группа распределенных генерирующих установок, управляемых нагрузок и систем хранения, объединенных для работы в качестве уникальной электростанции. Предполагает

использование как традиционных, так и возобновляемых источников энергии, и имеет в наличие систему управления EMS, которая координирует потоки электроэнергии.

В работе [187] ВиЭС определяется как общность диспетчеризируемых и не диспетчеризируемых распределенных генераторов, элементов аккумулирования энергии и управляемых нагрузок, связанных посредством информационно-коммуникационных технологий для формирования единой воображаемой электростанции, которая осуществляет функции планирования, контролирует работу и координирует потоки энергии между ее компонентами.

Таким образом, рассмотренные исследования объединяет тот факт, что ВиЭС представляет собой агрегацию объектов РГ на основе различных технологий для функционирования в качестве единой электростанции, которая может управлять данными объектами и потоками электроэнергии между ними с целью получения наиболее эффективной работы системы [62]. Различия в понятийном аппарате связаны, в большинстве случаев, с разнообразием компонентного состава ВиЭС, природой используемых установок РГ, возможностью параллельной работы с сетью, а также коммерческим или техническим назначением ВиЭС.

Одним из последних является определение, закрепленное в «дорожной карте» НТИ «Энерджинет»: «ВиЭС - система, обеспечивающая интеграцию (агрегирование) объектов РГ, потребителей с управляемой нагрузкой и накопителей электроэнергии для их совместного участия в рынках электроэнергии, оказания системных услуг и взаимного резервирования» [92].

Таким образом, на основе анализа публикаций можно сформулировать наиболее общее определение ВиЭС. Под ВиЭС понимается агрегация источников РГ, накопителей электроэнергии, потребителей и потребителей-регуляторов (активных потребителей [70]) посредством информационных, энергетических и финансовых потоков для их взаимодействия с крупной энергетической системой (централизованной системой электроснабжения) в качестве единого объекта (кластера).

l.2.2 Примеры реализации и классификация ВиЭС

Пилотные проекты в области создания ВиЭС ведутся за рубежом начиная с 2003 года [118]. Среди крупнейших по мощности можно выделить ВиЭС в южном сценарии проекта FENIX (Испания) с суммарной генерируемой мощностью объектов малой распределенной энергетики (МРЭ) 150 МВт, а также запуск в 2011 ВиЭС Elektro Ljubljana в Словении генерируемой мощностью 63 МВт [143]. Составляющие мощности собраны по 1-2 МВт от каждого клиента, которыми выступили энергоемкие потребители (сталелитейные заводы, бумажные комбинаты, торговые центры, химическая промышленность).

В России пилотные проекты ВиЭС отсутствуют. Однако ВиЭС, как перспективное направление инновационного развития РГ в составе энергосистемы России, включено в концепцию интеллектуальной электроэнергетической системы с активно-адаптивной сетью (ИЭС ААС), план мероприятий «Энерджинет» национальной технологической инициативы и ряд других документов [8, 65, 92, 95, 138]. В качестве экспериментальной площадки для отработки технологий ВиЭС, рассматривается остров Русский в Приморье [111]. Демонстрационная модель ВиЭС исследуется в лаборатории ИрГТУ [18, 77].

Сдерживающим фактором на пути создания ВиЭС в России является низкий уровень технологий и отсутствие разработок отечественных компаний в данной области как в аппаратной, так и в программной части. Рынок технологий ВиЭС представлен лишь зарубежными компаниями.

Разработкой решений, связанных с ВиЭС, в основном занимаются страны Европейского Союза (Германия, Нидерланды, Австрия, Франция, Испания, Великобритания, Словения, Польша, Португалия), США, Австралия, а также немногочисленные представители Бразилии, Ирака и Индии. Среди наиболее крупных компаний, деятельность которых связана с разработкой интеллектуальных решений для ВиЭС можно выделить такие как: PSI Energy Markets GmbH, Cyber Grid GmbH, Telvent, TEDOM, Schneider Electric, GE,

Siemens, Alstom, Korona, IT Energy, Encorp Intelligence, Next Kraftwerke GmbH, Cbb software GmbH, ABB [7, 22, 56, 93].

Сведения о пилотных проектах по реализации ВиЭС приведены в [15, 53, 112, 133, 155, 156, 166, 170, 171, 172, 191, 195, 198, 199]. В таблице 1.4 представлены примеры наиболее крупных пилотных проектов.

Таблица 1.4 - Примеры реализованных пилотных проектов ВиЭС

№ Год Место размещения Наименование проекта Мощность, генерируемая объектами МРЭ

1 2003 Германия, Нидерланды Virtual Fuel Cell Power Plant 142,6 кВт

2 2007 Нидерланды GasUnie Micro-CHP VPP 10 кВт

3 2009 Испания, Великобритания Flexible Electricity Networks to Integrate the eXpected Energy Evolution (FENIX) 150 МВт 4,3 МВт

4 2011 Словения Elektro Ljubljana 63 МВт

5 2012 Германия RWE Energy/Siemens VPP 80 МВт

6 2015 Австралия ARENA/Ergon Energy Queensland VPP 161,7 кВт

Рассмотренные примеры реализации показали существенные отличия в проектах ВиЭС. Входе анализа структурных особенностей и функциональных возможностей ВиЭС, разработана классификация ВиЭС по отношению к энергоситеме и агрегируемым объектам (рисунок 1.3).

Рисунок 1.3 - Классификация ВиЭС

ВиЭС могут быть классифицированы по ряду направлений.

1. По назначению [110, 184, 186]: технические, для оперативного технологического управления режимами объектов РГ в составе систем электроснабжения; коммерческие, для обеспечения совместного участия агрегированных объектов на электроэнергетическом рынке.

2. По характеру взаимодействия с ЦЭС [119]: только передача электроэнергии из ЦЭС; только выдача электроэнергии в ЦЭС; двунаправленная передача электроэнергии.

3. По типу агрегируемых объектов [68, 110, 157, 139, 140, 169, 173]: только с источниками РГ и накопителями; только с активными потребителями и комбинированного типа.

4. По уровню напряжения сети можно выделить ВиЭС [119, 172, 182, 186]: низкого напряжения (0,4 кВ); иерархической структуры (0,4-10-110 кВ).

5. По принципу управления [173, 205]:

- централизованная управляемая ВиЭС, имеет единый центр управления, располагающий всей информацией о распределенных энергоресурсах (РГ, накопители ЭЭ, управляемая нагрузка) и управляющий каждым из них;

- децентрализованная управляемая ВиЭС, имеет множество распределенных локальных контроллеров, представляющих иерархическую архитектуру во главе с центральным контроллером. Управление ограниченным количеством распределенных энергоресурсов осуществляется на местном уровне посредством локальных контроллеров при делегировании ряда управляющих решений на контроллеры более высокого уровня.

- полностью децентрализованная управляемая ВиЭС, является расширением предыдущего варианта, в которой центральные контроллеры заменяются агентами обмена информацией, которые предоставляют только услуги, например, рыночные цены, прогнозирование погоды и протоколирование данных для своих участников. Каждый распределенный энергоресурс выступает как независимый интеллектуальный агент, участвующий и реагирующий на состояние энергосистемы и рынка.

Таким образом, ВиЭС могут отличаться по составу агрегируемых объектов, уровню напряжения, мощности агрегируемых объектов, системе управления, полезному эффекту для энергосистемы и т.д.

Далее в работе будут рассматриваться принципы и технологии, применительно к ВиЭС в составе с источниками РГ низкого и среднего напряжения и суммарной мощностью менее 1 МВт.

1.2.3 Отличительные особенности ВиЭС

Понятие ВиЭС является очень близким к понятию микро-грид. Под микро-грид тоже понимают объединение энергоустановок, потребителей и других компонентов электрической сети в единую автоматизированную систему.

Принципиальное отличие ВиЭС от микро-грид заключается в цели агрегации объектов. Цель микро-грид - это оптимизация энергозатрат внутри самой микросети за счет автоматического отслеживания, контроля и управления режимами производства, распределения и потребления электроэнергии (то есть, микро-грид создает экономическую выгоду только для своих объединенных объектов) [1, 36, 37]. Цель ВиЭС - это получение максимальной выгоды не только для объединяемых объектов (владельцев источников РГ и других агрегируемых в ВиЭС объектов), но и для крупной энергетической системы, с которой взаимодействует ВиЭС (в качестве такой системы, как правило, выступает централизованная электрическая сеть).

Таким образом, основным отличием ВиЭС от микро-грид является необходимость взаимодействия агрегируемых в ВиЭС объектов с более мощной («большой») энергосистемой. Это взаимодействие может выражаться в решении технических проблем централизованной электрической сети (ЦЭС) - балансовом регулировании, снижении пиков нагрузки и т. д. (технические ВиЭС -сопоставимы с электростанциями, используемыми для ведения режима в энергосистеме) или в передаче (продаже) излишков энергии из ВиЭС в энергосистему (коммерческие ВиЭС - сопоставимы с электростанциями, используемыми для выработки электроэнергии) [56, 57].

С технической точки зрения, отличие ВиЭС от микро-грид выражается в необходимости электрического подключения агрегируемых объектов к более крупной сети [11].

С точки зрения режимов работы, отличительная особенность ВиЭС с агрегируемыми источниками РГ - работа источников РГ на максимальную выдачу мощности (вне зависимости от уровня нагрузки, для покрытия которой они предназначены в первую очередь). Вырабатываемая источниками РГ мощность может быть перераспределена между соседними потребителями и полностью использована в самой ВиЭС (при этом снижается потребление мощности от ЦЭС), или излишки мощности могут быть переданы (проданы) в ЦЭС. Положительный эффект для владельцев РГ заключается в возможности продажи излишков мощности, для других агрегируемых объектов - в возможности покупки электроэнергии по более дешевому тарифу, для ЦЭС - в возможности полезно использовать мощность, которая была зарезервирована для потребителей ВиЭС (ВиЭС «виртуально» предоставляет мощность ЦЭС) или даже получать мощность из ВиЭС (объединенные источники РГ передают мощность в ЦЭС как одна электростанция) [58, 145]. Источники РГ взаимодействуют с ЦЭС в качестве единого объекта, что упрощает ведение режима.

1.3 Функционирование ДСЭ по принципу ВиЭС

1.3.1 Основные подходы

Важной особенностью ДСЭ является жесткая зависимость величины генерируемой источниками мощности от величины нагрузки. Режим работы энергоустановок в ДСЭ определяется только графиком нагрузки потребителей. Отклонение (превышение или снижение) величины генерации от потребляемой мощности может возникать в ДСЭ с ВИЭ со стохастическим характером генерации. В таких системах для «сглаживания» небаланса мощностей используются системы накопления [19].

Исходя из этого, для ДСЭ с несколькими источниками РГ (особенно различных типов) являются актуальными задачи микро-грид по оптимизации режимов работы источников и их взаимодействия с потребителями с целью снижения удельного расхода органического топлива и общих энергозатрат в системе [113, 114].

Однако, можно выделить несколько вариантов развития ДСЭ, когда актуальным становится рассмотрение ДСЭ на основе принципа ВиЭС. К таким вариантам можно отнести расширение ДСЭ и объединение нескольких ДСЭ в один энергорайон (или сочетание расширения и объединения).

Под расширением ДСЭ понимается подключение к уже существующей ДСЭ вновь появившихся объектов - потребителей с собственными источниками генерации. Примером является строительство в ДСЭ новых зданий или мини-предприятий с собственными источниками РГ. Особенностями расширения ДСЭ являются небольшие расстояния между объектами существующей ДСЭ и присоединяемыми объектами и один уровень напряжения объектов.

Под объединением понимается создание на основе нескольких ДСЭ, расположенных на одной территории, единого энергорайона. Примером может служить объединение в один энергорайон ранее не связанных линиями электропередачи объектов с собственными источниками РГ - населенный пункт, мини-предприятие, туристическая база и т.д. Изначальное отсутствие электрических связей между объектами может быть обосновано «не заинтересованностью» различных собственников источников РГ в обмене мощностью (каждый источник решал задачу энергообеспечения только своего объекта). Особенностями объединения ДСЭ в единый энергорайон являются возможные существенные расстояния между объектами, значительные отличия объединяемых ДСЭ по мощности нагрузки и источников, различные уровни напряжения объединяемых объектов. При этом важным становится определение целесообразности создания электрической связи между ранее изолированными друг от друга объектами.

Возможно сочетание случаев расширения и объединения ДСЭ. Например, к расширяющейся ДСЭ (крупный населенный пункт или целый энергорайон) могут присоединиться (в результате сокращения расстояния) находящиеся рядом объекты с собственными источниками РГ (мини-предприятия, отдельно-стоящие объекты добывающей, перерабатывающей промышленности и т.д.).

1.3.2 Эффект от использования принципа ВиЭС

Можно выделить несколько направлений использования принципа ВиЭС в ДСЭ.

Первое направление связано с задачами оптимизации тарифов в системе с несколькими собственниками источников энергии. ВиЭС и ДСЭ (при расширении и объединении) похожи тем, что в одной электрической сети могут присутствовать объекты (источники РГ, электроприемники), принадлежащие различным собственникам. Принимая во внимание возможность передачи (продажи) излишков электроэнергии от источников РГ другим потребителям (собственникам), актуальными становятся задачи определения оптимальных тарифов на электроэнергию. При решении данных задач могут быть использованы технологии, развивающиеся в ВиЭС.

Второе направление связано с режимами выработки мощности от источников РГ. Если в микро-грид режимы генерации оптимизируются (генерация даже от ВИЭ не всегда максимальна) в зависимости от графика нагрузки, вида источника РГ и т.д., то принцип ВиЭС направлен на получение максимальных излишков вырабатываемой мощности, чтобы снизить энергопотребление от ЦЭС или даже передать излишки мощности в ЦЭС. Данный принцип (работа источников в режиме максимальной генерации) может рассматриваться и в ДСЭ (при расширении и объединении). При этом в режиме выдачи наибольшей мощности должны работать энергоустановки ВИЭ. Излишки мощности от объектов (или ДСЭ) с энергоустановками ВИЭ могут быть переданы:

- в ДСЭ с источником на органическом топливе (ДСЭ с источником на органическом топливе выступает в качестве ЦЭС, а объекты (или ДСЭ) с энергоустановками ВИЭ являются аналогом ВиЭС);

- в ДСЭ существенно большей мощности (ДСЭ существенно большей мощности выступает в качестве ЦЭС, а объекты (или ДСЭ) с энергоустановками ВИЭ являются аналогом ВиЭС).

ДСЭ существенно большей мощности может характеризоваться несколькими уровнями напряжения (как следствие, наличием понизительных подстанций), разделением на несколько связанных подсистем и т.д. Поступившие излишки мощности могут быть использованы активными потребителями [70] (например, если тариф на электроэнергию от ВИЭ будет меньше, чем существующий тариф на электроэнергию) или для снижения расхода органического топлива (если источником энергии в более мощной ДСЭ является энергоустановка на органическом топливе).

При объединении объектов с ДСЭ значительно большей мощности (энергорайоном) возможно рассматривать передачу излишков мощности не только от энергоустановок ВИЭ, но и от энергоустановок на органическом топливе. В этом случае, эффект для владельцев энергоустановок будет заключаться в продаже электроэнергии, а эффект для более мощной ДСЭ (энергорайона) будет связан с возможностью получения дополнительных мощностей без строительства новых электростанций.

1.4 Вопросы выбора оптимальной топологии электрической сети ЭТК, объединяющего ДСЭ и функционирующего по принципу ВиЭС

1.4.1 Анализ вариантов топологии электрической сети ЭТК, объединяющего ДСЭ

Под топологией электрической сети ЭТК, объединяющего несколько ДСЭ, следует понимать конфигурацию электрической сети, учитывающую схемы расположения и соединения объектов в своем составе, а также отражающую распределение потоков мощности между ними.

Возможные варианты топологии ВиЭС показаны на рисунке 1.4.

а)

б)

в)

г)

д)

Рисунок 1.4 - Варианты топологии электрической сети ВиЭС: а - древовидная; б - кольцевая; в - звезда; г - полносвязная; д - смешанная

Выделить единый вариант построения сети такого ЭТК нельзя, так как ее топология во многом зависит от назначения, уровня питающего напряжения и месторасположения ВиЭС в энергосистеме, а также от количества, типа и параметров источников РГ [74, 123, 127].

Поэтому актуальной, еще на стадии проектирования, является задача выбора оптимальной топологии электрической сети ЭТК, которая будет обеспечивать высокую надежность электроснабжения и качество электрической энергии при минимальных потерях передаваемой мощности.

1.4.2 Анализ подходов к выбору оптимальной топологии электрической сети ЭТК, объединяющего ДСЭ

Выполнен анализ подходов к определению оптимальной топологии электрической сети ЭТК, функционирующего по принципу ВиЭС [129]. Полученные результаты приведены в таблице 1.5

Таблица 1.5 - Подходы к оптимизации топологии сети ЭТК, функционирующего

по принципу ВиЭС

Научный коллектив Предлагаемый подход к оптимизации Достоинства Недостатки

1 2 3 4

J.A. Barbosa, R.P. Leao, F.L.M. Antunes (Бразилия) Метод, основанный на определении глобального индекс производительности - небольшое количество требуемых исходных данных; - учет фактора экологического загрязнения - оптимально решение только для задач малой размерности; - отсутствие разнородных источников РГ

A. Imari (Иран) Метод бинарной оптимизации роя частиц - масштабируемость - углубленный учет экономических аспектов с учетом расширения сети - возможность применения для любых вариантов структур - сложность расчетов; - большое количество требуемых исходных данных

N.S. Gopiya, D.K. Khatod, M.P. Sharma (Индия) Метод, основанный на определении индекса чувствительности по напряжению - простота реализации - небольшое количество требуемых исходных данных - оптимально решение только для задач малой размерности; - отсутствие многокритериальности оптимизации; - отсутствие разнородных источников РГ; - отсутствие экономического фактора при оптимизации.

D. Hropko, J. Ivanecky, (Словакия) Оптимизационный алгоритм роя ускоренных частиц - масштабируемость; - адаптируемость к изменениям в условиях задачи - сложность расчетов; - сложность адаптации алгоритма к конкретному объекту; - большое количество требуемых исходных данных;

Y.G. Hegazy, A.Y. Abdelaziz (Египет) Оптимизационные алгоритмы на основе The Big Bang-Big Crunch метода - адаптируемость к изменениям в условиях задачи; - масштабируемость; - возможность применения для любых вариантов структур - сложность расчетов; - сложность адаптации алгоритма к конкретному объекту; - большое количество требуемых исходных данных

Проведенный анализ показал, что существующие методы оптимизации отличаются отсутствием универсальности, сложностью расчетов и адаптации алгоритмов оптимизации к конкретному объекту, требуют большого количества исходных данных.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кечкин Александр Юрьевич, 2018 год

Источники МРГ - и II Рм = Р / К ам=а / К

ЛЭП 0,4 кВ Км = К ' К Хм = X ' К ёЦм = ¿Ц),4 дРм = ¿Р / К йа,м=¿а / к

Стенд выполнен в однофазном исполнении на напряжение питания 220 В 50 Гц, суммарная установленная мощность регулируемой нагрузки - 1,9 кВт, двигательной нагрузки - 0,55 кВт, мощность инверторов в составе имитаторов ветроустановки и солнечной электростанции составляет 2 кВт. Технические характеристики стенда приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Технические характеристики стенда

Потребляемая мощность из сети, кВА, не более 3

Номинальная установленная мощность, кВт 8,5

Электропитание: - от однофазной сети переменного тока с рабочим нулевым и защитным проводниками напряжением, В - частота, Гц 220 ± 22 50 ± 0,4

Однолинейная схема представлена на рисунке 4.1 [129]. На ЛС собрана физическая модель ЭТК, объединяющего систему электроснабжения с питанием через ТП 10/0,4 кВ (моделирует ДСЭ №1), с двумя объектами с собственными

энергоустановками на ВИЭ (ветровая энергоустановка и солнечная фотоэлектрическая станция). Объекты с ВИЭ подключены к системе электроснабжения при помощи гибридных инверторов (рисунок 4.2).

Рисунок 4.1 - Однолинейная схема лабораторного стенда

Рисунок 4.2 - Структурная схема физической модели электрической сети ЭТК,

объединяющего ДСЭ: 1 - ВИЭ; 2 - контроллер заряда; 3 - аккумуляторная батарея; 4 - гибридный инвертор; 5 - потребитель электрической энергии; 6 -

Разработанный стенд характеризуется: модульностью конструкции, возможностью простой реконфигурации структуры, возможностью исследования различных сценариев работы, масштабируемостью, использованием серийного отечественного оборудования, наличием системы управления БСЛОЛ.

Лабораторный стенд позволяет проводить исследования двух сценариев работы сети исследуемого ЭТК: выдача мощности в сеть ЭТК от единичного объекта с РГ; выдача мощности в сеть ЭТК от нескольких объектов с РГ.

4.1.2 Конструктивное исполнение и параметры

Лабораторный стенд построен по модульному принципу, что позволяет оперативно переходить от одной конфигурации схемы сети к другой и изменять состав модулей для проведения экспериментов. Стенд состоит из 4 основных частей (рисунок 4.3): панели оператора; шкафа с преобразовательной аппаратурой; шкафа с электрической нагрузкой; фотоэлектрической панели.

Представленные составляющие ЛС включают 9 функциональных блоков (рисунок 4.3): источник питания (1); регулировочный трансформатор (2); распределительное устройство (3); активная нагрузка (4); имитатор ветрогенератора (5); аккумуляторная нагрузка (6); двигательная нагрузка (7); имитатор солнечной электростанции (8); система управления (9).

Таблица 4.3 - Перечень модулей лабораторного стенда

Код модуля Наименование

Функциональный блок источника питания (Б1)

М1 Источник бесперебойного питания

М2 Блок аккумуляторной батареи

Функциональный блок регулировочного трансформатора (Б2)

М3 Физическая модель линии электропередач

М4 Модель силового выключателя

М5 Лабораторный автотрансформатор

М6 Многофункциональный измеритель

М7 Счетчик электрической энергии

Функциональный блок шины распределительного устройства (Б3)

М8 Распределительная шина

Функциональный блок активной нагрузки (Б4)

М3 Физическая модель линии электропередач

М4 Модель силового выключателя

М6 Многофункциональный измеритель

М9 Физическая модель активной нагрузки

Функциональный блок имитатора ветрогенератора (Б5)

М3 Физическая модель линии электропередач

М4 Модель силового выключателя

М6 Многофункциональный измеритель

М10 Силовой инвертор

М2 Блок аккумуляторной батареи

М11 Контроллер заряда энергии ветра

М12 Электрогенератор

М13 Электродвигатель энергии ветра

М14 Преобразователь частоты

Функциональный блок аккумуляторной нагрузки (Б6)

М3 Физическая модель линии электропередач

М4 Модель силового выключателя

М6 Многофункциональный измеритель

М10 Силовой инвертор

М2 Блок аккумуляторной батареи

Функциональный блок двигательной нагрузки (Б7)

М3 Физическая модель линии электропередач

М4 Модель силового выключателя

М6 Многофункциональный измеритель

М15 Электродвигатель нагрузки

Функциональный блок имитатора солнечной электростанции (Б8)

М3 Физическая модель линии электропередач

М4 Модель силового выключателя

М6 Многофункциональный измеритель

М10 Силовой инвертор

М2 Блок аккумуляторной батареи

М16 Контроллер заряда энергии солнца

М17 Фотоэлектрическая панель

М18 Источник светового потока

М19 Регулятор светового потока

М20 Сенсорный панельный контроллер

М21 Устройство ввода

М22 Устройство вывода

М23 Преобразователь интерфейсов

Исгпсчшк

_ оигишш 1

1 № 1

1

йтарби

|

М

I Алжпмя? ¿л^е.«

Лабораторию

иг

ЭН^ЕСШ

гя® ягц дофшю Зс/Т&а

чо о

Рисунок 4.4 - Структурная схема лабораторного стенда [93]

Описание и технические характеристики оборудования в составе функциональных блоков лабораторного стенда приведены в приложении В.

Панель оператора является центральным пультом, используемым при проведении исследований и лабораторных работ. Все органы управления стендом размещены на лицевой панели с учетом того, чтобы оператор имел возможность беспрепятственно производить действия по коммутации функциональных блоков, снимать показания измерений электрических параметров.

В состав панели оператора входят: функциональный блок источника питания (Б1), функциональный блок регулировочного трансформатора (Б2), функциональный блок распределительного устройства (Б3), функциональный блок двигательной нагрузки (Б7), функциональный блок системы управления (Б9). Элементы системы управления связаны кабелем типа «витая пара» с интерфейсом Я8-485.

Внешний вид лицевой стороны панели оператора приведен на рисунке 4.5.

Рисунок 4.5 - Внешний вид лицевой стороны панели оператора

На первом ярусе монтажного основания расположены электрические машины (электродвигатель нагрузки и функциональный блок имитатора ветрогенератора) и источник бесперебойного питания лабораторного стенда. Монтаж силового электрооборудования выполнялся в соответствии с [131].

Шкаф с преобразовательной техникой предназначен для размещения силовых инверторов и контроллеров заряда, необходимых для преобразования электроэнергии от ВИЭ.

На верхней крышке шкафа расположены галогенные прожекторы, ориентированные на фотоэлектрические панели. В нижней части шкафа на диэлектрической пластине размещены аккумуляторные батареи силовых инверторов.

Электрическая схема функционального блока имитатора солнечной электростанции изображена на рисунке 4.6.

Рисунок 4.6 - Электрическая схема функционального блока имитатора

солнечной электростанции

Электрическая схема функционального блока имитатора ветрогенератора изображена на рисунке 4.7.

Регулирование частоты вращения ветрогенератора происходит либо с помощью сенсорного панельного контроллера (М20), либо с помощью выносной панели оператора.

Шкаф с электрической нагрузкой предназначен для размещения функциональных блоков электрической нагрузки. Электрическая схема функционального блока электрической нагрузки изображена на рисунке 4.8.

Рисунок 4.8 - Электрическая схема функционального блока активной

нагрузки

В качестве рабочих элементов нагрузки применены постоянные металлодиэлектрические резисторы. Коммутация нагрузки происходит либо ручным способом с помощью тумблеров управления, либо дистанционным через персональный компьютер или сенсорный панельный контроллер.

4.1.3 Система управления

Структурная схема системы управления лабораторным стендом показана на рисунке 4.9.

Лабораторный стенд имеет комбинированную систему управления: ручную и дистанционную. Элементы управления ручного режима представляют собой кнопки и тумблеры, размещенные на лицевой панели оператора. Кнопки управления связаны с катушками контакторов, входящих в состав модуля силового выключателя. Тумблеры предназначены для коммутации блоков электрической нагрузки.

Рисунок 4.9 - Структурная схема системы управления лабораторным стендом

Дистанционный режим представляет собой управление функциональными блоками стенда посредством сенсорного панельного контроллера. На лицевой панели контроллера располагается мнемосхема, на которую выводится состояние модулей силового выключателя.

На мнемосхеме отображаются показания измерителей электрических параметров. По умолчанию на экран сенсорного контроллера выводятся параметры напряжения и активной мощности (рисунок 4.10).

Рисунок 4.10 - Внешний вид контроллера с мнемосхемой

Программирование контроллера происходит с помощью программы CODESYS v.3. Передача данных осуществляется через интерфейс RS-485 по протоколу обмена Modbus RTU. На экране контроллера отображается мнемосхема с возможностью коммутации моделей силового выключателя и вывода электрических параметров с многофункциональных измерителей.

4.2 Экспериментальное исследование процесса выдачи в электрическую сеть ЭТК излишков мощности от объектов с энергоустановками на ВИЭ

С целью определения причин возникновения отличных от нормального режимов работы ЭТК, объединяющего несколько ДСЭ, с помощью лабораторного стенда были проведены исследования параметров при выдаче в сеть исследуемого ЭТК излишков мощности от источников РГ на ВИЭ.

Исследуемые сценарии работы и моделируемые в них возмущения, влияющие на параметры режимов, поясняет таблица 4.4.

Таблица 4.4 - Исследуемые сценарии работы и возмущения

№ Сценарий Условия возникновения Исследуемые возмущения

1 Выдача мощности в сеть от одного объекта с ВИЭ В сеть выдаются излишки генерации от одного из объектов с ВИЭ 1. Динамическое изменение мощности нагрузки. 2.Изменение напряжения на шинах 0,4 кВ ТП

2 Выдача мощности в сеть от нескольких объектов с ВИЭ В сеть выдаются излишки генерации от нескольких объектов с ВИЭ

С помощью анализаторов качества электрической энергии АКИП АКЭ-824 снимались осциллограммы тока и напряжения, а также производился контроль показателей качества электрической энергии согласно ГОСТ 32144-2013 [25]. Измерения производились в контрольных точках сети (рисунок 4.2): шины низшего напряжения ТП; точки подключения объектов с ВИЭ к сети ЭТК (на

выходе инверторов); точки подключения нагрузки (потребителей) к сети ЭТК. Такое расположение приборов позволило фиксировать перетоки мощности в системе, а также оценить параметры режимов и показатели качества электроэнергии (ПКЭ) при различных сценариях работы.

На исходном этапе исследования, с целью проверки соответствия масштабной модели реальной системе, на базе основных законов электротехники (закон Ома, законы Кирхгофа [10]) проведен расчет токов и напряжений для режима питания нагрузки только от основного источника (ТП). Результаты расчета приведены в таблице 4.5.

Таблица 4.5 - Результаты расчета параметров ЛС

Рн, Вт 1ру 10, А иру 10, В 1н, Вт ин, Вт

Теор. знач Экспер. знач. Теор. знач Экспер. знач. Теор. знач Экспер. знач. Теор. знач Экспер. знач.

50 0,21 0,20 220 220 0,23 0,20 219,8 220

150 0,63 0,60 219 0,68 0,60 219,3 219

300 1,4 1,30 218 1,36 1,30 218,7 217

500 2,2 2,10 217 2,3 2,10 217,8 215

300 1,4 1,30 218 1,36 1,30 218,7 217

150 0,63 0,60 219 0,68 0,60 219,3 219

50 0,21 0,20 220 0,23 0,20 219,8 220

На основании теоретических расчетов и физического моделирования установлено, что расхождения между расчетными и экспериментальными значениями тока и напряжения не превышают 10 %, что свидетельствует о корректной работе лабораторного стенда и его соответствии реальному ЭТК.

4.2.1 Исследование параметров режима при выдаче излишков мощности от объектов с энергоустановками на ВИЭ

На лабораторном стенде проведено исследование параметров режима при выдаче излишков мощности от объектов с энергоустановками на ВИЭ.

Для проведения экспериментального исследования начальное напряжение на моделируемой шине 10 кВ равно 230 В, на шине 0,4 кВ - 220 В. Порядок проведения экспериментального исследования заключался в следующем. 1. Включение «Сеть»

2. Включение инверторов и настройка их на выдачу в «Сеть»

В начале значение резистивной нагрузки (Р, Вт) равно нулю, значение двигательной нагрузки (£, ВА) равно 0.

3. Производится ступенчатое регулирование резистивной нагрузки (0/50/150/300/500/300/150/50/0 Вт)

4. Включается двигательная нагрузка £ = 550 + ] 233 ВА

5. При включенной двигательной нагрузке производится ступенчатое регулирование резистивной нагрузки (50/150/300/500/300/150/50 Вт)

6. Отключение нагрузки

7. Отключение инверторов

8. Отключение «Сеть»

Результаты экспериментальных исследований, в виде снятых осциллограмм тока и напряжения, приведены в приложении Г.

На рисунке 4.11 приведены снятые осциллограммы тока и напряжения при выдаче излишков генерации от двух объектов с ВИЭ.

Результаты исследований показали, что при функционировании ЭТК по принципу ВиЭС (при выдаче излишков мощности от энергоустановок ВИЭ) параметры сети, в целом, соответствуют нормальному режиму.

Установлены причины перехода сети в ненормальный режим и ухудшения ПКЭ. В начальный момент работы инвертора в режиме выдачи мощности от ВИЭ в общую сеть наблюдались кратковременные изменения тока (до 70% от номинального тока инвертора) и напряжения сети (до 11,5% от номинального значения), как показано на рисунке 4.11, б.

Зависимость величины тока от номинальных параметров инвертора следует учитывать при выборе проводников, соединяющих объект с ВИЭ и электрическую сеть ЭТК. В качестве расчетной мощности следует использовать мощность инвертора.

в)

Рисунок 4.11 - Осциллограммы тока и напряжения при выдаче излишков мощности от объектов с ВИЭ: а - на шинах НН ТП; б - на выходе инверторов (точка подключения объектов с РГ к сети ЭТК); в - в точке подключения

нагрузки к сети ЭТК.

Возможность изменения направления и величины тока необходимо учитывать при проектировании системы защиты ЭТК. В зависимости от сценария работы (потребление или выдача мощности) должны переопределяться значения уставок защит и обеспечиваться локализация генерирующих мощностей (отключение энергоустановок ВИЭ от сети) в режиме короткого замыкания.

4.2.2 Исследование качества электроэнергии при выдаче излишков мощности от объектов с энергоустановками на ВИЭ

На лабораторном стенде проведено исследование качества электрической энергии для двух сценариев работы электрической сети исследуемого ЭТК (таблица 4.4). На рисунке 4.12 приведены значения суммарного коэффициента гармонических составляющих при выдаче излишков мощности в сеть ЭТК от одного и двух объектов с ВИЭ.

ВДТЕЩИ* Норма

2 РГ

1 РГ

Рисунок 4.12 - Исследование суммарного коэффициента гармонических

составляющих

Установлено, что подключение к электрической сети энергоустановок на ВИЭ отрицательно сказывается на несинусоидальности напряжения в сети ЭТК. Так, при подключении второго источника РГ суммарный коэффициент гармонических составляющих напряжения (Кц) увеличился почти в 3 раза (до 5,5 %), но остался в допустимых пределах согласно ГОСТ 32144-2013.

На рисунке 4.13 представлены результаты исследования гармонического состава напряжения при выдаче излишков мощности в сеть ЭТК от одного и двух объектов с ВИЭ.

1

. 1 , 1

1 1 . 1 .1 .... ..1 1 .

ТНС> 2 3 4 5 6 7 В 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1£ 19 20

1 РГ «2 РГ ■ Норма

Рисунок 4.13 - Гармонический состав напряжения в сети ЭТК (усредненные значения), %

Исследование гармонических составляющих при двух источниках РГ показало превышение норм по 3, 9 и 15 гармоникам.

Возможной мерой снижения отрицательного эффекта является использование фильтрокомпенсирующих устройств.

4.3 Методические рекомендации по повышению эффективности электроснабжения ДСЭ энергоудаленных потребителей путем их объединения с использованием технологий ВиЭС

Результаты компьютерного моделирования показали, что при функционировании ЭТК по принципу «виртуальной электростанции» параметры, в целом, соответствуют нормальному режиму.

Однако по результатам физического моделирования установлено, что при выдаче излишков мощности в общую сеть от объектов с энергоустановками на ВИЭ возможно появление ненормальных режимов. В связи с этим, при построении ЭТК, объединяющего несколько ДСЭ, необходимо учитывать ряд особенностей. В таблице 4.6 приведены установленные причины появления ненормальных режимов работы ЭТК, а также возможные пути решения.

технологий ВиЭС

№ Особенность Причина Возможные пути решения

1 Возрастание уровней тока и напряжения в системе, отражающаяся на работе систем РЗиА Включение инвертора в режим выдачи мощности в сеть Обеспечение направленности защит элементов. Обеспечение защит элементов возможностью изменения уставок, в зависимости от режима питания объекта (оптимально автоматически). Контроль снижения напряжения (актуально для отключения ВИЭ от микросети в режиме КЗ)

2 Увеличение несинусоидальност и напряжения в сети ЭТК Увеличение доли преобразовател ьного оборудования в системе Схемные решения: - группирование преобразователей по схеме умножения фаз. Использование фильтровых устройств: - включение параллельно нагрузке узкополосных резонансных фильтров; - включение фильтрокомпенсирующих устройств (ФКУ); - применение быстродействующих статических источников реактивной мощности (ИРМ), содержащих ФКУ

3 Увеличение тока в линии, соединяющей источник РГ и сеть Подключение источника РГ Выбор сечения линии с учетом мощности инвертора

4.4 Выводы по четвертой главе

1. Разработана физическая модель ЭТК, функционирующего по принципу «виртуальной электростанции». Физическая модель реализована в виде лабораторного стенда, в котором на шине переменного тока объединены имитаторы солнечной и ветровой электростанций, накопители электроэнергии, двигательная и резистивная нагрузки. На физической модели проведены исследования режимов работы и качества электроэнергии в сети ЭТК, объединяющего несколько ДСЭ, при выдаче в сеть ЭТК излишков мощности от источников РГ.

2. Установлены причины перехода сети в ненормальный режим. В начальный момент работы инвертора в режиме выдачи мощности от ВИЭ в общую сеть наблюдались кратковременные возрастания тока (до 70% от номинального тока инвертора) и напряжения сети (до 11,5% от номинального значения). Проведенные исследования показали, что необходимо учитывать зависимость величины тока от номинальных параметров инвертора при выборе проводников, соединяющих объект с ВИЭ и электрическую сеть ЭТК, а также учитывать возможность изменения направления и величины тока при проектировании системы защиты ЭТК.

3. Установлено, что ПКЭ в моделируемой электрической сети в целом удовлетворяют требованиям ГОСТ 32144-2013. Увеличение числа, подключенных к электрической сети энергоустановок ВИЭ приводит к росту несинусоидальности напряжения. При подключении второго источника РГ суммарный коэффициент гармонических составляющих напряжения увеличился в 3 раза (до 5,5 %), но остался в допустимых пределах. Исследование гармонических составляющих напряжения показало превышение норм по 3, 9 и 15 гармоникам.

4. По результатам исследований предложены рекомендации по повышению эффективности электроснабжения энергоудаленных потребителей путем использования технологий «виртуальных электростанций», направленные на устранения причин появления ненормальных режимов работы и ухудшения качества электроэнергии.

5. Разработанный стенд может быть использован для изучения закономерностей и процессов, происходящих в электрической сети ЭТК, объединяющей ДСЭ, демонстрации возможности технологий «виртуальных электростанций», а также сопровождения развертывания в России пилотных проектов по созданию ВиЭС.

103

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе получены следующие основные результаты.

1. Проведено исследование особенностей электроснабжения энергоудаленных потребителей, выделены основные проблемы (высокий расход органического топлива, низкое качество электроэнергии, высокий уровень потерь электроэнергии при ее передаче от источника к потребителям) и обоснована актуальность внедрения новых принципов и технологий для повышения эффективности электроснабжения.

2. Предложен и обоснован подход к повышению эффективности электроснабжения энергоудаленных потребителей на основе объединения децентрализованных систем электроснабжения в единый электротехнический комплекс (ЭТК) с использованием технологий «виртуальной электростанции».

3. Разработан алгоритм определения оптимальной топологии электрической сети ЭТК, объединяющего децентрализованные системы электроснабжения. Алгоритм отличается интегральной совокупной оценкой структурно-топологических характеристик сети и позволяет на этапе проектирования определить вариант топологии с минимальными потерями мощности.

4. На РБСАО-модели проведена отработка алгоритма и исследованы параметры режимов электрической сети при различных сценариях работы ЭТК. Установлено, что объединение децентрализованных систем электроснабжения с использованием технологий «виртуальной электростанции» позволяет:

- снизить величину потерь мощности в системе, часть потребителей в которой удалены от источника питания, за счет обеспечения питания этих потребителей (часть времени) от более близких источников соседних систем (для рассматриваемого в работе случая величина потерь мощности может быть снижена на 41%);

- для системы, в которую поступают излишки мощности от соседних систем, повысить уровень напряжения на шинах удаленных потребителей (для

рассматриваемого в работе случая уровень напряжения на шинах удаленных потребителей может быть повышен на 19,1 В).

Результаты исследования РБСЛО-модели показали, что использование разработанного алгоритма при выборе топологии электрической сети ЭТК позволяет достичь наименьшей величины потерь мощности при питании потребителей ЭТК от входящих в его состав источников (для рассматриваемого случая величина потерь мощности между наилучшей топологией и наихудшей отличается на 27,6%).

Выделены сценарии функционирования электротехнического комплекса, при которых нарушается нормальный режим работы.

5. Разработана физическая модель ЭТК, функционирующего по принципу «виртуальной электростанции». Физическая модель реализована в виде лабораторного стенда, в котором на шине переменного тока объединены имитаторы солнечной и ветровой электростанций, накопители электроэнергии, двигательная и резистивная нагрузки.

6. Экспериментальное исследование физической модели ЭТК, функционирующего по принципу «виртуальной электростанции», позволило установить причины появления ненормальных режимов работы и ухудшения качества электроэнергии. Разработаны рекомендации по устранению данных причин.

1. Адомавичюс, В.Б. Особенности и проблемы построения микросетей / В.Б. Адомавичюс, В.В. Харченко // Энергоснабжение и энергосбережение в сельском хозяйстве: труды VIII междунар. науч.-техн. конф. Ч.5. - М: ГНУ ВИЭСХ, 2012. - С. 50-56.

2. Ананичева, С.С. Проектирование электрических сетей: учебное пособие / С.С. Ананичева, Е.Н. Котова. - Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2017. - 164 с.

3. Архив погоды в Воейково. Метеостанция ^МО ГО) 26002. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://rp5.ru/Архив_погоды_в_Воейково (дата обращения: 21.07.2018).

4. Басакер, Р. Конечные графы и сети / Р. Басакер, Т. Саати; пер. с англ. В.Н. Буркова, С.Е. Ловецкого, В.Б. Соколова; под ред. А.И. Теймана. - М: Главная редакция физико-математической литературы изд-ва "Наука". - 1974. -368 с.

5. Батенин, В.М. Инновационная электроэнергетика - 21: монография /

B.М. Батенин [и др.]; под ред.: В.М. Батенина, В.В. Бушуева, Н.И. Воропая. - М: ИЦ «Энергия», 2017. - 584 с.

6. Батищев, Д.И. Многокритериальный выбор с учетом индивидуальных предпочтений / Д.И. Батищев, Д.Е. Шапошников. - Нижний Новгород: ИПФ РАН, 1994. - 92 с.

7. Бедретдинов, Р.Ш. Современные системы управления интеллектуальными электрическими сетями / Р.Ш. Бедретдинов, А.Ю. Кечкин // Актуальные проблемы электроэнергетики: сб. науч. статей XXXII региональной науч.-техн. конф. - Н.Новгород: НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2013. - С. 94-98.

8. Бердников, Р.Н. Концепция интеллектуальной электроэнергетической системы России с активно-адаптивной сетью / Р. Н. Бердников, В. В. Бушуев,

C. Н. Васильев и др. - М.: ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС», 2012. - 235 с.

9. Берж, К. Теория графов и ее применение/ К. Берж. - M: Изд-во Иностранной литературы, 1962. - 320 с.

10. Бессонов, Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: учебник для бакалавров / Л. А. Бессонов. -12-е изд., исправ. и доп. - М.: Издательство Юрайт, 2016. - 701 с.

11. Борцов, И.А. Технологии виртуальных электростанций (Virtual power plant) / И.А. Борцов, А.В. Шалухо // Будущее технической науки: сборник материалов XIV междунар. молодеж. науч.-техн. конф. - Н.Новгород: НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2015. - С. 87.

12. Будзко, И.А. Электроснабжение сельского хозяйства / И.А. Будзко, Т.Б. Лещинская, В.И. Сукманов - М.: Колос, 2000. - 536 с.

13. Бурков, В.Н. Прикладные задачи теории графов/ В.Н. Бурков, И.А. Горгидзе, С.Е. Ловецкий. - Тбилиси: Мецниереба, 1974. - 234 с.

14. Бурман, А.П. Управление потоками электроэнергии и повышение эффективности электроэнергетических систем : учебное пособие / А.П. Бурман, Ю.К. Розанов, Ю.Г. Шакарян. - М.: Издательский дом МЭИ, 2012. - 336 с.

15. В Германии создали виртуальную электростанцию: [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.vsp.ru/economic/2012/04/20/ 521238 (дата обращения 10.10.2015).

16. Веников, В.А. Теория подобия и моделирования (применительно к задачам электроэнергетики): учебное пособие для вузов / В.А. Веников, Г.В. Веников. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1984. - 439 с.

17. Ветрогенератор WH20.8-100kW // сайт «WESWEN» [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://weswen.ru/windgenerators/wh-series/ветрогенератор-wh20-8-100kw/ (дата обращения 22.07.2017).

18. Виртуальная электростанция действует в лаборатории Smart Grid ИрГТУ // сайт ФГБОУ ВО «ИРНИТУ»: [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.istu.edu/news/13778/ (дата обращения: 21.07.2018).

19. Возобновляемые источники энергии: теоретические основы, технологии, технические характеристики, экономика: учебное пособие / Под общ. ред.

20. Воропай, Н.И. Интеллектуальная энергосистема для энергетически эффективной электроэнергетики будущего / Н.И. Воропай, З.А. Стычинский // Вестник ИрГТУ. - 2011. - № 12 (59). - С. 216-219.

21. Воропай, Н.И. Теория систем для электроэнергетиков: учебное пособие / Н.И. Воропай. - Новосибирск: Наука, 2010. - 271 с.

22. Ворошилов, А.А. К вопросу об оценке оптимального распределения электроэнергии в активно-адаптивных электрических сетях с распределенной генерацией / А.А. Ворошилов, А.Ю. Кечкин, А.В. Шалухо // Проблемы и перспективы развития энергетики, электротехники и энергоэффективности: материалы I междунар. науч.-техн. конф. - Чебоксары: ЧГУ им. И.Н. Ульянова, 2017. - С. 89-93.

23. ГОСТ 19431-84. Энергетика и электрификация. Термины и определения.

- Введ. 1986-01-01. - М.: Стандартинформ, 2005. - 8 с.

24. ГОСТ 24291-90. Электрическая часть электростанции и электрической сети. Термины и определения. - Введ. 1992-01-01. - М.: Стандартинформ, 2005. -13 с.

25. ГОСТ 32144-2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. - Введ. 2014-07-01. - М.: Стандартинформ, 2014. - 16 с.

26. ГОСТ Р 51237-98. Нетрадиционная энергетика. Ветроэнергетика. Термины и определения. - Введ. 1999-07-01. - М.: Госстандарт России, 1999 -16 с.

27. ГОСТ Р 51990-2002. Нетрадиционная энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэнергетические. Классификация. - Введ. 2003-07-01. М.: Стандартинформ, 2003. - 12 с.

28. ГОСТ Р 51991-2002. Нетрадиционная энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэнергетические. Общие технические требования. - Введ. 2003-0701. - М.: Стандартинформ, 2003. - 12 с.

29. ГОСТ Р 54418.1-2012 (МЭК 61400-1:2005). Возобновляемая энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэнергетические. Часть 1. Технические требования. - Введ. 2014-01-01. - М.: Стандартинформ, 2016. - 91 с.

30. ГОСТ Р 54418.2-2014 (МЭК 61400-2:2006). Возобновляемая энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэнергетические. Часть 2. Технические требования к малым ветроэнергетическим установкам. - Введ. 2016-07-01. - М.: Стандартинформ, 2015. - 72 с.

31. ГОСТ Р 56124.1-2014 (1БС/Т8 62257-1:2003). Возобновляемая энергетика. Гибридные электростанции на основе возобновляемых источников энергии, предназначенные для сельской электрификации. Рекомендации. Часть 1. Общее введение для сельской электрификации. - Введ. 2016-07-01. - М.: Стандартинформ, 2015. - 12 с.

32. ГОСТ Р 56124.2-2014 (1БС/Т8 62257-2:2004). Возобновляемая энергетика. Гибридные электростанции на основе возобновляемых источников энергии, предназначенные для сельской электрификации. Рекомендации. Часть 2. Из требований по классификации систем электроснабжения. - Введ. 2016-07-01. -М.: Стандартинформ, 2016. - 54 с.

33. ГОСТ Р 56124.5-2014 (1БС/Т8 62257-5:2005) Возобновляемая энергетика. Гибридные электростанции на основе возобновляемых источников энергии, предназначенные для сельской электрификации. Рекомендации. Часть 5. Электробезопасность. - Введ. 2016-07-01. - М.: Стандартинформ, 2015. - 28 с.

34. ГОСТ Р 56124.6-2014 (1БС/Т8 62257-6:2005). Возобновляемая энергетика. Гибридные электростанции на основе возобновляемых источников энергии, предназначенные для сельской электрификации. Рекомендации. Часть 6. Приемка, эксплуатация, техническое обслуживание и замена оборудования. -Введ. 2016-07-01. - М.: Стандартинформ, 2015. - 20 с.

35. Гудков, П.А. Методы сравнительного анализа: учебное пособие/ П.А. Гудков. - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2008. - 81 с.

36. Гусаров, В.А. Энергоснабжение сельских территорий с помощью микросетей на основе возобновляемых источников энергии / В.А. Гусаров, Д. С. Стребков, В.В. Харченко // Енергетика i автоматика. - 2013. - № 3. - С. 7276.

37. Гусаров, В.А. Перспективы распределённой энергетики / В.А. Гусаров, В.В. Харченко // Инновации в сельском хозяйстве. - 2014. - № 1(6). - С. 4-11.

38. Денисов, А.А. Теория больших систем управления / А.А. Денисов, Д.Н. Колесников. - Л: Энергоиздат, Ленинград. отд-ние, 1982. - 288 с.

39. Единая энергетическая система России: промежуточные итоги. Информационный обзор (оперативные данные), июнь 2018 года // сайт АО «СО ЕЭС»: Москва, 2018. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://so-ups.ru/fileadmin/files/company/reports/ups-review/2018/ups_review_0618 .pdf (дата обращения: 24.07.2018).

40. Елистратов, В.В. Повышение надежности работы ВЭС на оптовом рынке созданием виртуальных ветропарков и энергокомплексов с гидроаккумулированием // материалы IV Международного конгресса REENCON-XXI. 2018: [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://reencon.hse.ru/data/ 2018/06/10/1149858889/Елистратов%20В.В..pdf (дата обращения: 20.07.2018).

41. Елистратов, В.В. Возобновляемая энергетика / В.В. Елистратов. - 3-е изд., доп. - Санкт-Петербург: Изд-во Политехнического ун-та, 2016. - 421 с.

42. Заявка 036332 РФ. Лабораторный стенд электротехнического комплекса виртуальной электростанции с возобновляемыми источниками энергии / Е.Н. Соснина, А.В. Шалухо, И. А. Липужин и др.; заявитель Нижегород. гос. техн. ун-т им. Р.Е. Алексеева. - № 2018122974; заявл. 25.06.2018.

43. Иванов, И.Е. Методы подобия физических процессов: учеб. пособие / И.Е. Иванов, В.Е. Ерещенко. - М.: МАДИ, 2015. - 144 с.

44. Иванова, И.Ю. Системная оценка эффективности вариантов энерго,-топливоснабжения децентрализованных потребителей: методические подходы и

результаты исследований / И.Ю. Иванова, Т.Ф. Тугузова, Н.А. Петров // VII Мелентьевские чтения: сб. науч. трудов - М: Институт энергетических исследований РАН , 2013. - С. 196-205.

45. Илюшин, П.В. Подходы к оценке возможности обеспечения надежного электроснабжения потребителей за счет строительства объектов распределенной генерации / П.В. Илюшин, Ю.Н. Кучеров // Электро. - 2014. - № 5. - С. 2-7.

46. Илюшин, П.В. Анализ зарубежного и отечественного опыта интеграции объектов возобновляемой и малой энергетики в энергосистему // сайт «РНК СИГРЭ»: [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.cigre.ru/ research_commitets/ik_rus/c6_rus/base/09-06-2015/Analisis_IlyshinPV_09062015.pdf (дата обращения: 20.07.2018).

47. Илюшин, П.В. Проблемные технические вопросы работы объектов распределенной генерации в составе энергосистемы и подходы к их решению / П.В. Илюшин // Энергоэксперт. - 2015. - № 1. - С. 58-62.

48. Илюшин, П.В. Проблемные технические вопросы работы объектов распределенной генерации в составе энергосистемы и подходы к их решению (продолжение) / П.В. Илюшин // Энергоэксперт. - 2015. - № 2. - С. 72-76.

49. Каталог «Трансформаторы измерительные тока и напряжения. Датчики тока» / сайт ЗАО ГК «Электрощит»-ТМ «Самара»: [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://electroshield.ru/upload/iblock/a5a/Katalog-transformatory-izmeritelnye.pdf (дата обращения: 27.08.2018).

50. Каталог «Трансформаторы силовые с масляной и сухой изоляцией» / сайт ЗАО ГК «Электрощит»-ТМ «Самара»: [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://electroshield.ru/catalog/transformatory-silovie-raspredelitelnie/tm-g-f-seshch-25-2-500-kva-6-10-15-20-35-kv/ (дата обращения: 28.08.2018).

51. Каталог «Электроаппараты» / сайт ЗАО ГК «Электрощит»-ТМ «Самара»: [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://electroshield.ru/upload/iblock/2e2/catalog_ea_electroshield.ru.pdf (дата обращения: 27.08.2018).

52. Каталог «Compact NSX. Автоматические выключатели и выключатели-разъединители низкого напряжения. Измерение и передача данных» / сайт «Schneider Electric»; [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.schneider-electric.ru/ru/download/document/MKP-CAT-NSX-17/ (дата обращения: 01.09.2018).

53. Кеннеди, Д. Виртуальная электростанция - «умный контроль» распределенной генерации / Д. Кеннеди // Энергетика и промышленность России.

- 2014. - № 8 (244). - URL: http://www.eprussia.ru/epr/244/15964.htm.

54. Кечкин, А.Ю. Разработка автоматизированной базы данных по современным энергоустановкам ВИЭ / А.Ю. Кечкин, Д.А. Филатов // XVIII Нижегородская сессия молодых ученых. Технические науки: материалы докладов.

- Н.Новгород: НИУ РАНХиГС, 2013. - С. 174-175.

55. Кечкин, А.Ю. Проблемы и основные направления развития локальных систем электроснабжения / А.Ю. Кечкин, Е.Н. Соснина // Будущее технической науки: сборник материалов XIII междунар. молодеж. науч.-техн. конф. -Н.Новгород: НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2014. - С. 72-73.

56. Кечкин, А.Ю. Вопросы создания виртуальных электростанций в масштабе micro-grid / А.Ю. Кечкин, Е.Н. Соснина, А.В. Шалухо // Вестник НГИЭИ. - 2015. - № 4(47). - С. 50-55.

57. Кечкин, А.Ю. К вопросу о виртуальных электростанциях / А.Ю. Кечкин, Е.Н. Соснина, А.В. Шалухо // XX Нижегородская сессия молодых ученых. Технические науки: материалы докладов. - Н.Новгород: Гладкова О.В., 2015. - С. 190-193.

58. Кечкин, А.Ю. Вопросы подключения виртуальных электростанций / А.Ю. Кечкин, А.В. Шалухо, Е.Н. Соснина // Энергия-2015: материалы X междунар. науч.-техн. конф. В 7 т. Т.3. - Иваново: ФГБОУВПО ИГЭУ им. В.И. Ленина, 2015. - С. 51-53.

59. Кечкин, А.Ю. Оценка потерь электроэнергии при создании виртуальных электростанций / А.Ю. Кечкин, А.В. Шалухо, Е.Н. Соснина // Будущее технической науки: сборник материалов XIV междунар. молодеж. науч.-техн. конф. - Н.Новгород: НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2015. - С. 93-94.

60. Кечкин, А.Ю. Оптимизация структуры виртуальной электростанции с использованием теории графов / А.Ю. Кечкин, Е.Н. Соснина, А.В. Шалухо // Будущее технической науки: сборник материалов XV междунар. молодеж. науч.-техн. конф. - Н.Новгород: НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2016. - С. 141-142.

61. Кечкин, А.Ю. Разработка алгоритма оптимизации структуры виртуальной электростанции / А.Ю. Кечкин, Е.Н. Соснина, А.В. Шалухо // Будущее технической науки: сборник материалов XVI междунар. молодеж. науч.-техн. конф. - Н.Новгород: НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2017. - С. 147.

62. Кечкин, А.Ю. К вопросу об определении «виртуальной электростанции» / А.Ю. Кечкин, Н.И. Эрдили, А.В. Шалухо // Энергия-2018: материалы XIII междунар. науч.-техн. конф. В 6 т. Т.3. - Иваново: ФГБОУВПО ИГЭУ им. В.И. Ленина, 2018. - С. 41.

63. Кирпичникова, И.М. Ветроэнергетические установки. Расчет параметров компонентов: учебное пособие / И.М. Кирпичникова, Е.В. Соломин. -Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2013. - 71 с.

64. Клочкова, Н.Н. Расчет электропитающих сетей: учебное пособие / Н.Н. Клочкова, А.В. Обухова. - Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2013. - 146 с.

65. Кобец, Б.Б. Инновационное развитие электроэнергетики на базе концепции Smart Grid / Б.Б. Кобец, И.О. Волкова. - М.: ИАЦ Энергия, 2010. -208 с.

66. Колобов, П.В. Режим изолированной работы энергорайона с генераторами малой мощности / П.В. Колобов, С.А. Ерошенко, В.О. Самойленко // Электроэнергетика глазами молодежи: труды V междунар. науч.-техн. конф. В 2 т. Т. 2. - Томск: Томский политехнический университет, 2014. - С. 545-549.

67. Костин, В.Н. Передача и распределение электроэнергии: учеб. пособие / В.Н. Костин, Е.В. Распопов, Е.А. Родченко. - СПб.: СЗТУ, 2003. - 147 с.

68. Корзитцке, Р. Управление спросом, распределенная генерация и виртуальные электростанции: экономические сигналы / Р. Корзитцке // Управление энергоэффективностью и результативностью: материалы науч.

семинара. - РЭУ им. Г. В. Плеханова, Финансовый университет при Правительстве РФ, 2013. - Вып. 11. - С. 9-20.

69. Кудрин, Б.И. Системы электроснабжения / Б.И. Кудрин. - М.: Издательский центр «Академия», 2011. - 352 с.

70. Куликов, А.Л. О формировании активных промышленных потребителей электроэнергии и исследовании возможностей их производственных систем / А.Л. Куликов, М.В. Шарыгин // Промышленная энергетика. - 2017. - №10. - С. 2-10.

71. Кучеров, Ю.Н. Круглый стол «Интеграция в электроэнергетическую систему объектов малой генерации». Анализ зарубежного опыта развития распределенной генерации и условий ее работы в составе энергосистемы. Итоги работы исследовательского комитета С6 (СИГРЭ) - «Системы распределения электроэнергии и распределенная генерация» в 2009-2013 годах. Russian Power. 2014 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.eriras.ru/files/kuchjerov _ju.n._RussiaPower2014.pdf (дата обращения 20.07.2018).

72. Кучеров, Ю.Н. Анализ общих технических требований к распределенным источникам энергии при их интеграции в энергосистему / Ю.Н. Кучеров, П.К. Березовский, Ф.В. Веселов, П.В. Илюшин // Электрические станции. - 2016. - №3. - С. 2-10.

73. Лоскутов, А.Б. Сравнительный анализ параметров разных топологий распределительных сетей / А. Б. Лоскутов, А. А. Лоскутов, Д. В. Зырин // Состояние и перспективы развития электро- и теплотехнологии (XVIII Бенардосовские чтения): материалы междунар. науч.-техн. конф. В 4 т. Т.1. - Иваново: ФГБОУВПО ИГЭУ им. В.И. Ленина, 2015. - С. 167-170.

74. Лоскутов, А.Б. Управление распределительными сетями в условиях формирования новых источников, способов транспортировки и хранения энергии / А.Б. Лоскутов, А.А. Лоскутов, Д.В. Зырин // Будущее технической науки: сборник материалов XVI междунар. молодеж. науч.-техн. конф. - Н.Новгород: НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2017. - С. 146.

75. Лоскутов, А. Б. Моделирование режимов работы распределительной сети c различными источниками распределенной генерации / А.Б. Лоскутов, А. А. Лоскутов, Д.В. Зырин, А.С. Демидова // Актуальные проблемы электроэнергетики: сб. статей. - Н.Новгород: НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2017. - С. 128-131.

76. Лукутин, Б.В. Системы электроснабжения с ветровыми и солнечными электростанциями: учебное пособие / Б.В. Лукутин, И.О. Муравлев, И.А. Плотников. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2015. -128 с.

77. Международный проект ИрГТУ «Smart Grid» - «Байкал» получил на продолжение научных исследований 43 млн. рублей //// сайт ФГБОУ ВО «ИРНИТУ»: [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.istu.edu/news/ 14750/?params=color:1(дата обращения: 21.07.2018).

78. Меморандум о создании и деятельности технологической платформы «Малая распределенная энергетика», утвержденный на совещании организаций-участников платформы, 03 февраля 2011 г. : [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.e-apbe.ru/distributed_energy/memo_TP_SDE.php.html (дата обращения: 17.11.2017).

79. Обухов, С.Г. Системы генерирования электрической энергии с использованием возобновляемых энергоресурсов: учебное пособие / С.Г. Обухов - Томск: Изд-во Томского политехнического института, 2008. - 140 с.

80. О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года: [указ Президента РФ от 7 мая 2018 года №204].

81. О проблемах развития малой распределенной энергетики в России, Форум ENES 2014, Москва: [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://enes-expo.ru/docs/Kozhuhovskii-I.S.FGBU-Rossiiskoe-energeticheskoe-agentstvo. Problemy-razvitiia-maloi-raspredelennoi-energetiki-v-Rossii.pdf / (дата обращения: 10.11.2017).

82. О схемах и программах перспективного развития электроэнергетики: постановление Правительства РФ от 17 октября 2009 г. № 823 (ред. от 16.02.2015) // Собрание законодательства РФ. - 2009. - № 43. - Ст. 5073.

83. Об утверждении Генеральной схемы размещения объектов электроэнергетики до 2035 года: распоряжение Правительства РФ от 9 июня 2017 года № 1209-р // Собрание законодательства РФ. - 2009. - № 26 (часть II). -Ст. 3859.

84. Об утверждении государственная программа Российской Федерации «Энергоэффективность и развитие энергетики»: постановление Правительства РФ от 15 апреля 2014 г. № 321 (ред. от 30.03.2018) // Собрание законодательства РФ. - 2014. - № 18 (часть III). - Ст. 2167.

85. Об утверждении перечня технологий, имеющих важное социально-экономическое значение или важное значение для обороны страны и безопасности государства (критических технологий): распоряжение Правительства РФ от 03 июля 2012 г. № 1273-р (ред. от 24.06.2013) // Собрание законодательства РФ. - 2012. - № 31. - Ст. 4403.

86. Об утверждении приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации и перечня критических технологий Российской Федерации: Указ Президента РФ от 7 июля 2011 г. № 899 (ред. от 16.12.2015) // Собрание законодательства РФ. - 2011. - № 28. - Ст. 4168.

87. Об утверждении Стратегии развития электросетевого комплекса Российской Федерации: распоряжение Правительства РФ от 03 апреля 2013 г. № 511-р (ред. от 18.07.2015) // Собрание законодательства РФ. - 2013. - № 14. -Ст. 1738.

88. Об электроэнергетике. - № 35-ФЗ от 26.03.2003 г. [Текст] : [федер. закон: принят Гос. Думой 22 фев. 2003 г. : одобр. Советом Федерации 12 мар. 2003 г. : ред. от 29 июн. 2018 г.].

89. Об Энергетической стратегии России на период до 2030 года: распоряжение Правительства РФ от 13 ноября 2009 года № 1715-р // Интернет-портал «КонсультантПлюс». - 2015. - 103 с.

90. Папков, Б.В. Теория систем и системный анализ для электроэнергетиков: учебник и практикум для бакалавриата и магистратуры / Б. В. Папков, А. Л. Куликов. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: Издательство Юрайт, 2018. - 470 с.

91. Папков, Б.В. Основы теории систем для электроэнергетиков / Б. В. Папков, А. Л. Куликов; под ред. Н.И. Воропая. - Нижний Новгород: Изд-во Волго-Вятской акад. гос. службы, 2011. - 451 с.

92. План мероприятий («дорожная карта») «Энерджинет» Национальной технологической инициативы // Сайт АО «РВК»: [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.rvc.ru/nti/roadmaps/ dk_energynet_new.pdf (дата обращения: 05.02.2017).

93. Повышение эффективности использования малой распределенной генерации на основе технологии «виртуальной электростанции»: отчет о научно-исследовательской работе (ГЗ от 31.05.2017 № 13.2078.2017/4.6) / рук. Е.Н. Соснина. - Н.Новгород: НГТУ, 2017. № гос. рег. 117022050051-8.

94. Подиновский, В.В. Метод взвешенной суммы критериев в анализе многокритериальных решений: PRO ET CONTRA / В.В. Подиновский, М.А. Потапов // Бизнес-информатика. - 2013. - №3. - С. 41-48.

95. Политика инновационного развития энергосбережения и повышения энергетической эффективности ОАО «Россети»: [утверждено Советом директоров ОАО «Россети»: протокол № 150 от 23 апр. 2014г.]. - М., 2014. - 39 с.

96. Положение о единой технической политике ОАО «Холдинг МРСК» в распределительном сетевом комплексе : [утверждено Советом директоров ОАО «Холдинг МРСК»: протокол № 64 от 07 окт. 2011г.]. - М., 2011. - 102 с.

97. Положение ОАО «Россети» о единой технической политике в электросетевом комплексе: [утверждено Советом директоров ПАО «Россети» : протокол № 252 от 22 фев. 2017 г.]. - М., 2017. - 195 с.

98. Послание Президента РФ Федеральному Собранию от 01.03.2018 // Официальное интернет-представительство Президента России в сети Интернет:

[Электронный ресурс]. Режим доступа: http://kremlin.ru/events/president/news/ 56957 (дата обращения 01.04.2018).

99. Правила устройства электроустановок: [ПУЭ 6 и 7 издания, все действующие разделы]. - М.: КНОРУС, 2016. - 488 с.

100. Прогноз развития энергетики мира и России 2016 / под ред. А.А. Макарова, Л.М. Григорьева, Т.А. Митровой; ИНЭИ РАН, АЦ при Правительстве РФ. - М, 2016. - 196 с.

101. Программа инновационного развития ПАО «ФСК ЕЭС» на 2016-2020 годы с перспективой до 2025 года: [утверждена Советом директоров ПАО «ФСК ЕЭС»: протокол № 370 от 07 июн. 2017 г.].

102. Программа инновационного развития Холдинга ОАО «РАО Энергетические системы Востока» до 2015 года с перспективой до 2020 года: [утверждена решением Совета директоров «РАО Энергетические системы Востока» № 92 от 30 апр. 2013 г.]. - 2012. - 112 с.

103. Программа инновационного развития ПАО «Россети» на 2016-2020 гг. с перспективой до 2025 года // сайт ПАО «Россети»: [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.rosseti.ru/investment/policy_innovation_development/doc/ innovation_program.pdf (дата обращения: 23.07.2018).

104. Программный комплекс для моделирования энергосистем PSCAD // сайт ЗАО «ЭнЛАБ: [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://ennlab.ru/products/prezentacija-programmnogo-kompleksa-dlja-modelirovanija-jenergosistem-pscad/ (дата обращения: 23.07.2018).

105. Проект Энергетической стратегии России на период до 2035 года // Сайт Министерства энергетики РФ: [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://minenergo.gov.ru/node/1920 (дата обращения 18.07.2018).

106. РД 34.20.178. Методические указания по расчету электрических нагрузок в сетях 0,38-110 кВ сельскохозяйственного назначения. - Введ. 1982-0101. - М.: Госстрой СССР, 1981. - 109 с.

107. Рожков, П.В. Состояние электроэнергетики России и проблемы электроснабжения потребителей в удаленных и децентрализованных районах /

П.В. Рожков, В.М. Иванов, С.Г. Пчелинцев, Т.Ю. Иванова // Вестник СевероКавказского государственного технического университета. - 2012. - №22(31). -С. 54-57.

108. Самойленко, В.О. Анализ мировых стандартов на подключение малой генерации к электрическим сетям / В.О. Самойленко, С.А. Ерошенко // Электроэнергетика глазами молодежи: труды V междунар. науч.-техн. конф. В 2 т. Т. 2. - Томск: Томский политехнический университет, 2014. - С. 471-475.

109. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2018614043. Имитационная модель микросети низкого напряжения с источниками малой распределенной генерации / Е.Н. Соснина, А.В. Шалухо, Р.Ш. Бедретдинов и др. -заявл. 06.02.2018; опубл. 27.03.2018.

110. Селляхова, О. Виртуальная электростанция / О. Селляхова, О. Тарновская, Е. Фатеева, О. Юрчук // ЭнергоРынок. - 2016. - №2 (137). - С. 4350.

111. Сеть электроснабжения острова Русский как экспериментальная площадка для отработки технологий Virtual Power Plant, MicroGrid, и MultiAgent: [Электронный ресурс]. URL: http://gridology.ru/projects/82 (дата обращения 5.03.2015).

112. Сидорович, В.А. Поселок в Баварии. 500% ВИЭ. Организация энергоснабжения населенного пункта на основе исключительно возобновляемых источников энергии // сайт «НИИ ЭТС»: [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.e-institut.ru/wildpoldsried (дата обращения: 22.07.2018).

113. Соснина, Е.Н. Вопросы эффективного использования возобновляемых источников энергии в локальной системе электроснабжения / Е.Н. Соснина, А.В. Шалухо // Электрические станции. - 2012. - № 9. - С. 13-16.

114. Соснина, Е.Н. Вопросы эффективного использования возобновляемых источников энергии в локальной системе электроснабжения потребителей / Е.Н. Соснина, А.В. Шалухо // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Технические науки. - 2012. - № 3. - С. 214218.

115. Соснина, Е.Н. Автоматизированная информационная база данных по энергоустановкам на возобновляемых источниках энергии / Е.Н. Соснина, Д.А. Филатов // Труды Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева. - 2014. - № 1(103). - С. 194-200.

116. Соснина, Е.Н. Вопросы электроснабжения удаленных малонаселенных потребителей России / Е.Н. Соснина, А.Ю. Кечкин // XIX Нижегородская сессия молодых ученых. Технические науки: материалы докладов. - Н.Новгород: НИУ РАНХиГС, 2014. - С. 225-229.

117. Соснина, Е.Н. Вопросы электроснабжения потребителей, удаленных от сетевой инфраструктуры / Е.Н. Соснина, А.Ю. Кечкин, Д.А. Филатов // Труды Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева. - 2014. - № 5(107), спец. выпуск. - С. 100-105.

118. Соснина, Е.Н. Виртуальные электростанции / Е.Н. Соснина, А.В. Шалухо, А.Ю. Кечкин // Состояние и перспективы развития электро- и теплотехнологии (XVIII Бенардосовские чтения): материалы междунар. науч.-техн. конф. В 4 т. Т.1. - Иваново: ФГБОУВПО ИГЭУ им. В.И. Ленина, 2015. - С. 188-192.

119. Соснина, Е.Н. Вопросы создания виртуальных электростанций на основе объектов распределенной генерации / Е.Н. Соснина, А.В. Шалухо, А.Ю. Кечкин // Электроэнергетика глазами молодежи: труды VI междунар. науч.-техн. конф. В 2 т. Т.1. - Иваново: ФГБОУВПО ИГЭУ им. В.И. Ленина, 2015. - С. 360365.

120. Соснина, Е.Н. Критерии эффективности в задаче структурной оптимизации виртуальной электростанции / Е.Н. Соснина, А.В. Шалухо, Н.В. Шумский // Будущее технической науки: сборник материалов XV междунар. молодеж. науч.-техн. конф. - Н.Новгород: НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2016. -С. 141-142.

121. Соснина, Е.Н. Оптимизация структуры виртуальной электростанции с большой долей распределенной генерации / Е.Н. Соснина, А.В. Шалухо, А.Ю. Кечкин, Н.В. Шумский // Электроэнергетика глазами молодежи 2016:

материалы VII междунар. науч.-техн. конф. В 3 т. Т.3. - Казань: КГЭУ, 2016. - С. 305-308.

122. Соснина, Е.Н. Вопросы оптимизации электротехнических комплексов виртуальных электростанций с возобновляемыми источниками энергии / Е.Н. Соснина, А.В. Шалухо, А.Ю. Кечкин, Н.В. Шумский // Возобновляемые источники энергии: материалы всерос. науч. конф. с междунар. участием и X науч. школы. - М: Университетская книга, 2016. - С. 306-312.

123. Соснина, Е.Н. Разработка программы для структурной оптимизации электротехнического комплекса виртуальной электростанции / Е.Н. Соснина, А.В. Шалухо, А.Ю. Кечкин, Н.В. Шумский // Федоровские чтения 2016: материалы XLVI междунар. науч.-практ. конф.: под общей ред. Б.И. Кудрина, Ю.В. Матюниной. - М: Изд. дом МЭИ, 2016. - С. 297-298.

124. Соснина, Е.Н. Оптимизация топологии виртуальных электростанций / Е.Н. Соснина, А.В. Шалухо, А.Ю. Кечкин // XXII Нижегородская сессия молодых ученых. Технические науки: материалы докладов. - Княгинино: НГИЭУ, 2017. -С. 63-64.

125. Соснина, Е.Н. Оптимизация структуры виртуальной электростанции с большой долей распределенной генерации / Е.Н. Соснина, А.В. Шалухо, А.Ю. Кечкин, Н.В. Шумский // Оперативное управление в электроэнергетике. -2017. - №4 (67). - С. 48-53.

126. Соснина, Е.Н. Исследование статической устойчивости электротехнических комплексов виртуальных электростанций / Е.Н. Соснина, А.В. Шалухо, И.А. Липужин, А.Ю. Кечкин // Вест. Самар. гос. техн. ун-та Сер. технические науки. - 2017. - №2 (54). - С. 121-129.

127. Соснина, Е.Н. Оптимизация электротехнического комплекса виртуальной электростанции с источниками распределенной генерации / Е.Н. Соснина, А.В. Шалухо, А.Ю. Кечкин // Фёдоровские чтения 2017: материалы XLVII междунар. науч.-практ. конф.: под общей ред. Б.И. Кудрина, Ю.В. Матюниной. - М: Изд. дом МЭИ, 2017. - С. 312-320.

128. Соснина, Е.Н. Разработка лабораторного стенда для изучения режимов функционирования виртуальной электростанции / Е.Н. Соснина, А.В. Шалухо, А.Ю. Кечкин, Н.В. Шумский // Актуальные проблемы электроэнергетики: сб. статей. - Н.Новгород: НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2017. - С. 137-143.

129. Соснина, Е.Н. Повышение эффективности децентрализованных систем электроснабжения / Е.Н. Соснина, А.В. Шалухо, И.А. Липужин, А.Ю. Кечкин, А.А. Ворошилов // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2018. - №3(122). - С. 81-91.

130. СП 31-110-2003. Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий. - Введ.2004-01-01. - М.: Госстрой России, ФГУП ЦПП, 2004. - 138 с.

131. СП 76.13330.2016. Электротехнические устройства. Актуализированная редакция СНиП 3.05.06-85. - Введ. 2017-06-17. - М.: Стандартинформ, 2016. -90 с.

132. Спутниковая карта с улицами и домами д. Аннолово, Ленинградская область: [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.google.ru/maps/place/ Аннолово,+Ленинградская+обл.,+187021/@59.6318176,30.5326517,15z/data=!3m1! 4b1!4m5!3m4!1s0x46bd8adf5b36d881:0x51b4b9a47dc0d2ee!8m2!3d59.6337238!4d30 .5359791 (дата обращения: 22.07.2017).

133. Станкевич, Д.О. Исследование №2 «Новые энергетические технологии» / Д.О. Станкевич, А.Г. Николаев, Е.В. Андреева и др. // Ассоциация «НП Совет рынка», 2017: [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.np-sr.ru/sites/default/files/sr_pages/SR_0V055968/i2_novye_energeticheskie_tehnologii.p df (дата обращения: 24.08.2018).

134. Суржикова, О.А. Проблемы и основные направления развития электроснабжения удаленных и малонаселенных потребителей России/ О.А. Суржикова // Вестник науки Сибири. - 2012. - №3(4). - С. 103-108

135. Суслов, К.В. Развитие систем электроснабжения изолированных территорий России с использованием возобновляемых источников энергии / К.В. Суслов // Вестник ИрГТУ. - 2017. - Т. 21, № 5. - С. 131-142.

136. Схематическая карта д. Аннолово, Фёдоровское сельское поселение, Тосненский район, Ленинградская область, Россия: [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://yandex.ru/maps/?source=serp_navig&mode=search&ll=30.542818%2 C59.632121&text=аннолово%20ленинградская%20область&sll=30.542818%2C59.6 32121 (дата обращения: 22.07.2017).

137. Сценарные условия развития электроэнергетики на период до 2030 года, разработанные Агентством по прогнозированию балансов в электроэнергетике. 2011: [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.e-apbe.ru/5years/pb_2011_2030/scenary_2010_2030.pdf (дата обращения: 15.03.2017).

138. Технологическая платформа «Интеллектуальная электроэнергетическая система России»: [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://rosenergo.gov.ru/regulations_and_methodologies/tehnologicheskaya_platforma_t p_ies (дата обращения: 26.11.2017).

139. Тимофеев, Д.И. Виртуальную электростанцию рассмотрели с разных точек зрения. Семинар «Управление энергоэффективностью и результативностью» // Эффективное антикризисное управление. - 2013. - №1 (76). - С. 51-61.

140. Тимофеев, Д.И. Риски виртуальных электростанций. 1Х-ая ежегодная конференция «Риск-менеджмент в энергетике. Новый виток реформы», Москва, 2013: [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://docplayer.ru/32411954-Riski-virtualnyh-elektrostanciy.html (дата обращения 10.10.2016).

141. Тихонов, А.И. Основы теории подобия и моделирования (электрические машины): учеб. пособие / А.И. Тихонов // ФГБОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина». - Иваново, 2011. - 132 с.

142. Уколова, Е.В. Центральная система управления виртуальными электростанциями / Е.В. Уколова, К.В. Суслов // Энергия-2016: материалы XI междунар. науч.-техн. конф. - Иваново: ФГБОУВПО ИГЭУ им. В.И. Ленина, 2016. - С. 75-76.

143. Ухов, С.С. Виртуальные электростанции как перспективная составляющая национальной энергосистемы России / С.С. Ухов, К.Ю. Корнилов, А.Ю. Кечкин // Будущее технической науки: сборник материалов XIV междунар. молодеж. науч.-техн. конф. - Н.Новгород: НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2015. -С. 111-112.

144. Фадеева, Г. А. Проектирование распределительных электрических сетей / Г.А. Фадеева, В.Т. Федин; под общ. ред. В.Т. Федина. - Минск: Выш. шк., 2009. - 365 с.

145. Федоров, В.Н. Virtual Power Plant (VPP), как механизм повышения эффективности использования сетевой мощности. Москва, ОАО "Россети". [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.energyland.info/library-show-3706 (дата обращения: 21.01.2018).

146. Харари, Ф. Теория графов / Ф. Харари. - М: Изд-во «Мир», 1973 г. -301 с.

147. Хохлов, А. Распределенная энергетика в России: потенциал развития / А. Хохлов, Ю. Мельников, Ф. Веселов, Д. Холкин, К. Дацко // Энергетический центр Московской школы управления СКОЛКОВО. - М., 2018. - 87 с.

148. Четошникова, Л.М. Использование локальных источников в умных сетях с требованиями качества электроэнергии / Л.М. Четошникова // Ползуновский вестник. - 2013. - №4-2. - С. 199-204.

149. Чукреев, Ю.Я. Электрические подстанции, сети и системы: учебное пособие / Ю. Я. Чукреев. - Сыктывкар: СЛИ, 2013. - 128 с.

150. Шалухо, А.В. Повышение эффективности локальных систем электроснабжения с возобновляемыми источниками энергии: дис. ... канд. техн. наук: 05.09.03 / Шалухо Андрей Владимирович. - Нижний Новгород, 2013. -165 с.

151. Шамис, М. А. Использование современных симуляторов энергосистем для изучения электротехники и энергетики / М.А. Шамис // ЭнергоStyle. - 2013. -№3 (39). - С. 34-35.

152. Шевченко, В.В. Анализ возможности использования разных типов генераторов для ветроэнергетических установок с учетом диапазона мощности / Шевченко В.В., Кулиш Я.Р. // Вюник НТУ «ХП1». Серiя: Проблеми удосконалення електричних машин i апара^в. Теорiя i практика. - 2013. -№ 65(1038). - С. 107-117.

153. Шумский, Н.В. Вопросы проектирования виртуальных электростанций с использованием теории графов / Н.В. Шумский, А.В. Шалухо, Е.Н. Соснина // XXI Нижегородская сессия молодых ученых. Технические науки: материалы докладов. - Княгинино: НГИЭУ, 2016. - С. 210-213.

154. Электротехнический справочник: В 4 т. Т.З. Производство, передача и распределение электрической энергии / Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. - М.: Издательство МЭИ, 2002. - 964 с.

155. Advanced Mechanical, Electrical and Smart Grid Power Systems (Utilities) [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.edibon.com/en/equipment/ advanced-mechanical-electrical-and-smart-grid-power-systems-utilities (дата обращения 15.04.2018).

156. ARENA Funds Virtual Power Plant Trial [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.energymatters.com.au/renewable-news/arena-solar-storage-em 4975 (дата обращения 10.12.2015).

157. Asmus, P., Executive summary: virtual power plants. Demand response, supply-side, mixed asset, and wholesale suction Smart Grid aggregation and optimization networks / P. Asmus, M. Lawrence // Research Report Navigant Consulting. - Boulder, USA. - 2013. - 99 p.

158. Bahrami, S. Optimal placement of distributed generation units for constructing virtual power plant using binary particle swarm optimization algorithm / S. Bahrami, A. Imari // Journal of Electrical & Electronic Systems. - 2014. - Vol. 3, Issue 2. - DOI: 10.4172/2332-0796.1000127.

159. Bakari, K.El. Virtual power plants: an answer to increasing distributed generation / K.El. Bakari, W.L. Kling // Proc. of Innovative Smart Grids Technologies Conf. - 2010. - pp. 1-6

160. Bakari, K.El. Planning and design of smart grids with virtual power plants / K.El. Bakari, W.L. Kling // Proc. 21st International Conference on Electricity Distribution. - Frankfurt, Germany. - 2011. - paper № 0635.

161. Bakari, K.El. Prospects of a virtual power plant to control a cluster of distributed generation and renewable energy sources / K.El. Bakari, J.M.A. Myrzik, W.L. Kling // Proc. of the 44th International Universities Power Engineering Conference. - Glasgow, Scotland. - 2009. - pp. 1-5.

162. Balatbat, K.M.G. Scheduling of virtual power plant with high penetration of distributed generation / K.M.G. Balatbat, М.А.А. Pedrasa // Proc. 2015 IEEE Innovative Smart Grid Technologies Asia Conference. - Thailand, Bangkok. - 2015. -DOI: 10.1109/ISGT-Asia.2015.7386961.

163. Barbosa, J.A. Decentralised energy management system to virtual power plants / J.A. Barbosa, R.P.S. Leao, C.F.P. Lima, M.C.O Rego, F.L.M. Antunes // Renewable Energies & Power Quality Journal. - 2010. - Vol. 1, No.8. - pp. 1079-1085.

164. Bourbour, S. Impact of the weightings of different criteria in selecting the suitable microgrids when forming a system of coupled microgrids / S. Bourbour, F. Shahnia // Proc. IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies 2016 Asian Conference. - 2016. - DOI: 10.1109/ISGT-Asia.2016.7796548.

165. Braun, M. Virtual Power Plants in Real Applications: Pilot Demonstrations in Spain and England as part of the European project FENIX: [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.researchgate.net/ publication/43248789_Virtual_power_plants_in_real_applications_Pilot_demonstration s_in_Spain_and_England_as_part_of_the_european_project_FENIX (дата обращения: 27.11.2017).

166. Bühler, R. Integration of renewable energy sources using microgrids, virtual power plants and the energy hub approach / R. Bühler // Semester thesis. Swiss Federal Institute of Technology Zurich. - Zurich, Switzerland. - 2010. - 34 p.

167. Chen, W.K. Graph theory and its engineering applications/ W.K. Chen. -World Scientific Publishing Company. - Singapore. - 1997. - 698 p.

168. Cummins 100. Газовая электростанция 100 кВт c двигателем Cummins // сайт «GazEcos» [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.gazecos.ru/ cummins100.html (дата обращения 10.05.2017).

169. Demand response in Europe today 2015. Отчет SEDC, 2015: [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.smartenergydemand.eu/wp-content/uploads/2015/10/Mapping-Demand-Response-in-Europe-Today-2015.pdf (дата обращения: 28.11.2017).

170. Elektro Ljubljana. On the Network. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.elektro-ljubljana.com/1/On-the-Network.aspx (дата обращения: 10.12.2015).

171. European Virtual Fuel Cell Power Plant. System development, build, field installation and European demonstration of a virtual fuel cell power plant consisting of residential micro-CHP's // Management Summary Report. - Remscheid, Germany. -2007. - 19 р.

172. Flexible electricity networks to integrate the expected energy evolution (FENIX) // Final Report. - Bilbao, Spain. - 2009. - 91 p.

173. Ghavidel, S. A Review on the Virtual Power Plant: Components and Operation Systems / S. Ghavidel, L. Li, J. Aghaei, T. Yu, J. Zhu // 201б IEEE International Conference on Power System Technology (POWERCON). - Wollongong, Australia. - 201б. - DOI: 10.1109/POWERCON.2016.7754037.

174. Gong, J. Multiple objective compromised method for power management in virtual power plants / J. Gong, D. Xie, C. Jiang, Y. Zhang // Energies. - 2011. - Vol. 4.

- pp. 700-716.

175. Gopiya, N.S. Optimal allocation of distributed generation in distribution system for loss reduction / N.S. Gopiya, D.K. Khatod, M.P. Sharma // IPCSIT. - 2012.

- Vol. 28. - pp. 42-46.

176. Hennig, Е. Die Idee des virtuellen Kraftwerks / Seminar Virtuelle Kraftwerke technische Voraussetzungen und Chancen, Unna. - 2004. - pp. 2-3.

177. Hropko, D. Optimal dispatch of renewable energy sources included in virtual power plant using accelerated particle swarm optimization / D. Hropko, J. Ivanecky, J.

Turcek // Proc. 9th International conf. «2012 ELEKTRO». - Rajecke Teplice, Slovak Republic. - 2012. - pp. 196-200.