Analysis of Problems of the Power System with a High Proportion of Solar Generation

Abstract

Стремительное развитие солнечной энергетики привело к созданию качественно новых энергосистем с высокой долей солнечной генерации. Поведение систем подобного рода в определенных случаях существенно отличается от поведения традиционных энергетических систем, содержащих преимущественную долю тепловых электростанций. Так, значительная доля генерации солнечных электростанций (СЭС) в составе энергосистемы, отсутствие регулировочного диапазона реактивной мощности и общепринятой концепции моделирования солнечной электрической станции приводят к проблеме ввода излишних ограничений для сохранения устойчивости и надежности энергосистемы. Вместе с тем задачи устойчивости и надежности необходимо решать одновременно с задачами экономии энергоресурсов – именно в этом заключается проблема оптимизации. Баланс между надежностью и экономией заключается в соблюдении требуемых ограничений по сечениям энергосистемы.Проделанный анализ позволил определить приоритетные направления в исследовании работы солнечных электростанций в составе единой энергосистемы. Произведен расчет суточного графика генерации активной мощности для совокупности солнечных электростанций, находящихся в одинаковых метеорологических условиях, для двух характерных сезонов года (зимний и летний). Определен реальный регулировочный диапазон реактивной мощности и проведен анализ участия СЭС в обеспечении устойчивости и надежности энергосистемы. Данные результаты получены в ходе исследования энергосистемы Республики Крым и города Севастополя.Одним из главных выводов данной статьи является отсутствие общего подхода в описании СЭС совместно с системой регулирования в математических моделях для расчета установившихся и переходных электроэнергетических режимов. С учетом нарастающей тенденции цифровизации в настоящее время данный вопрос встает более остро. Сделанные выводы позволят задать вектор развития проработки вопросов присоединения  солнечных электростанций к единой энергетической системе.