Regulacija napetosti v distribucijskem omrežju z baterijskimi hranilnikiZAHARIEVSKA, NIKOLINKA (Avtor) Blažič, Boštjan (Mentor) omrežjeenergijanapetostbaterijaEna izmed najpomembnejših oblik energije v današnjem času je električna energija. Poraba električne energije čedalje bolj narašča, naloga distribucijskega omrežja je zagotavljati kakovostno, konstantno ter zanesljivo električno energijo porabnikom, kar terja tudi večjo proizvodnjo energije oziroma povečanje zmogljivosti omrežja. Dandanes zaradi naraščanja števila bremen, kot so toplotne črpalke in vse bolj aktualna električna vozila, opažamo znatno povečanje porabe električne energije, zlasti v zimskem času. Omrežje se mora tako nenehno prilagajati in nadgrajevati, da lahko porabnikom priskrbi zanesljivo dobavo električne energije in s tem zagotovi nemoteno delovanje naprav. Trendi proizvodnje energije se prav tako spreminjajo, kar potrjujejo čedalje večja števila razpršenih, okolju prijaznih obnovljivih virov električne energije, ki so praviloma priključeni na distribucijsko omrežje (izjema so vetrne elektrarne, ki so načeloma priklopljene na prenosnem omrežju) in posledično močno vplivajo na delovanje. Razpršeni viri kot takšni imajo majhne moči, prispevek k deležu električne energije pa ni konstanten, saj so močno odvisni od zunanjih dejavnikov (sončno obsevanje, veter, vodostaj...). Tako bremena, kot tudi razpršeni viri pripomorejo k nihanju električne energije oz. neskladju med proizvodnjo in porabo, kar je ključna težava pri delovanju omrežja. Omrežje mora kljub tem vplivom tudi v prihodnosti zagotavljati kakovostno oskrbo z električno energijo zaradi česar mora biti primerno vodeno in imeti možnosti prilagajanja novonastalim razmeram. Aktualnost današnjega časa so baterijski hranilniki, ki so alternativa ojačenju že obstoječega omrežja, kar optimizira delovanje naprav, pripomore h kakovosti napetosti ter podaljša čas vlaganja v novo močnejšo mrežo. Namen diplomske naloge je raziskati možne prilagoditve napetosti, ki omogočajo optimalno delovanje distribucijskega omrežja, da bi zagotovilo varno, nemoteno in kvalitetno oskrbo z električno energijo. Poleg tega morajo biti prilagoditve ustrezne in sprejemljive tudi z ekonomsko-socialnega vidika. Omenjenih je več možnosti regulacije napetosti v omrežju, kot so: vgradnja preklopnikov, zamenjava elementov omrežja, prilagajanje moči obnovljivih virov (zmanjšanje le te, takrat ko je omrežje ne potrebuje) ali uporaba baterijskih sistemov. V praksi so vsi uveljavljeni, vendar se zaradi omejitev oz. pomanjkljivosti prvih treh se kot najbolj optimalna rešitev ponuja prav baterijski sistem, kar je tudi tema diplomske naloge. Baterijski sistem zagotavlja več storitev (kakovostna električna energija, nadzor napetosti, glajenje obremenitve, frekvenčni nadzor), zaradi česar se izkaže kot učinkovit, saj takojšno vlaganje v novo mrežo ni potrebno, kar nekoliko odloži investicijo in omogoča optimalno rabo že obstoječih elementov omrežja. Predstavljene so komponente baterijskega sistema oz. glavne tehnologije baterij in njihove značilnosti (življenjska doba, izkoristek, okvirne moči) ter zasnova in delovanje pretvornika. V drugem delu diplomske naloge je podrobneje predstavljena regulacija napetosti s pomočjo baterijskega hranilnika. S pomočjo programskega okolja Matlab je prikazan primer delovanja distribucijskega omrežja pred in po vgradnji baterijskega sistema. Pri vgradnji baterije je potrebno določiti njeno priključno moč, kapaciteto in čas polnjenja/praznjenja glede na kapacitete ter zahteve omrežja (odvečna proizvodnja/povečano povpraševanje po energiji). Za ustrezne lastnosti baterije je treba zagotoviti močnostne elemente, ki bodo omogočali učinkovito pretvorbo in zanesljivo shranjevanje napetosti. Pri tem je potrebno upoštevati tudi varnostne zahteve ter prisotnost harmonskih komponent in vnaprej določene omejitve v skladu z določenimi standardi. Baterija pomaga pri regulaciji napetosti omrežja in tako podaljšuje življenjsko dobo že obstoječega omrežja, saj s dodajanjem aktualnih obnovljivih virov električne energije, kot so sončne celice omrežje ni več zmožno optimalnega delovanja.20222022-09-14 11:15:00Diplomsko delo/naloga140390VisID: 58541COBISS_ID: 121322499sl