Ученые Томского политехнического университета совместно с коллегами из Каршинского государственного технического университета (Узбекистан) разработали инновационный подход к интеграции водородных систем хранения энергии (HESS) в энергосети. Технология позволяет повысить малосигнальную устойчивость сети до 24,8% по сравнению с конфигурацией без HESS.
Исследование, результаты которого опубликованы в журнале International Journal of Hydrogen Energy (Q1, IF: 8,3), направлено на решение ключевой проблемы современной «зеленой» энергетики – непостоянства генерации энергии от возобновляемых источников.
Особенность разработанного подхода заключается в применении продвинутого алгоритма синхронизации с предварительным каскадом фильтрации (PMAF-PLL). Как отмечает один из авторов исследования, магистрант Инженерной школы энергетики ТПУ Игорь Уманский, компьютерное моделирование показало, что новый алгоритм быстрее синхронизируется с сетью, снижает амплитуду колебаний напряжения и устойчивее работает в аварийных ситуациях.
«По сравнению с традиционным решением – расчетом в синхронной системе координат с обратной связью (SRF-PLL) – наш подход демонстрирует лучшие показатели при просадках напряжения или скачках частоты», – поясняет исследователь.
Результаты моделирования показали, что подход томских политехников позволяет эффективно перераспределять нагрузку и поддерживать стабильное электроснабжение в течение суток. Водородные системы хранения энергии накапливают «излишки» электроэнергии от возобновляемых источников, что особенно важно для регионов с сезонными перепадами спроса.
«Благодаря повышению устойчивости энергосистемы с внедрением HESS она быстрее справляется с нештатными ситуациями: стабилизация сети ускоряется, что уменьшает риск серьезных сбоев», – добавляет Уманский.
В будущем технология ТПУ может стать основой для создания доступной и стабильной энергогенерации на основе возобновляемых источников энергии — без скачков напряжения и внезапных отключений. Разработка особенно актуальна в условиях растущей доли «зеленой» энергетики в мировом энергобалансе.
Исследование проводилось учеными отделения электроэнергетики и электротехники Инженерной школы энергетики Томского политеха совместно с узбекскими коллегами.