Some features of autonomous work of wind and solar power stations

The common drawback of wind and solar power is their&nbsp;dependence on the weather so that the current level of power&nbsp;can only be predicted with some accuracy. This property limitsthe possibility of their using an autonomous power system. The options work is possible when all e...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2016
1. Verfasser:	Kuznietsov, M.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainisch
Veröffentlicht:	Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2016
Schlagworte:	wind power solar power mathematical model autonomous grid energy storage
Online Zugang:	https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/115
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Vidnovluvana energetika
Завантажити файл:

Institution

Vidnovluvana energetika

_version_	1871102968469651456
author	Kuznietsov, M.
author_facet	Kuznietsov, M.
author_institution_txt_mv	[ { "author": "M. Kuznietsov", "institution": "Institute of Renewable Energy, NAS of Ukraine" } ]
author_sort	Kuznietsov, M.
baseUrl_str	https://ve.org.ua/index.php/journal/oai
collection	OJS
datestamp_date	2026-07-18T06:32:10Z
description	The common drawback of wind and solar power is their&nbsp;dependence on the weather so that the current level of power&nbsp;can only be predicted with some accuracy. This property limitsthe possibility of their using an autonomous power system. The options work is possible when all electricity is used without restrictions and scheduling, in other cases some part of the energyproduced is lost or consumer equipment used with significant&nbsp;downtime. The situation could be improved if provided the opportunity to energy accumulation and further use. To optimizethe parameters of such a combined power system can only probabilistic assessment of different operating modes with a given confidence level. Averaged performance of the power is dependent on the probability distribution function of random components, but the presence of accumulating make important not only the quantity but also the sequence of appearance of certain values of generated power. Thus, the current capacity is defined as a random process in real time. Appropriate mathematical modeling allows applying statistical methods that can be generated to determine the likely level of power consumption and the probability of extreme values, and&nbsp;so on. Calculations show for a specific example, the probability of equipment downtime or loss of energy is quite high. The use of electric batteries can reduce these losses or eliminate them. Specific parameters of the battery power can be determined by characteristics of wind and solar power, but the decisive role played by the climatic conditions of the area, seasonal weather changes. Assessment of the particular power system based on wind and solar also needs to study the characteristics of energy consumption, the capacity of its storage,storage battery properties.
first_indexed	2025-07-17T11:36:41Z
format	Article
fulltext	КОМПЛЕКСНІ ЕНЕРГЕТИЧНІ СИСТЕМИ НА ОСНОВІ НВДЕ ISSN 1819-8058 Відновлювана енергетика. 2016. № 2 15 УДК 621.311 М.П.Кузнєцов, докт.техн.наук (Інститут відновлюваної енергетики НАН України, Київ) Деякі особливості автономної роботи вітрової та сонячної електростанцій Поточна потужність вітрової та сонячної електростанцій залежить від стану погоди і є змінною слабо передбачуваною величиною. Використання таких електростанцій у складі автономної енергосистеми має певні особливості, які носять імовірний характер і можуть бути імітовані з допомогою математичних моделей. Визначення параметрів енергосистеми потребує врахування місцевих кліматичних умов і особливостей роботи при змінному характері надходжень електроенергії. Бібл. 8, рис. 5. Ключові слова: вітроелектростанція, сонячна електростанція, математична модель, автономна енергосистема, акуму- лювання енергії. ORCID: 0000-0002-0497-7439 Використання вітрових (ВЕС) та сонячних (СЕС) електростанцій у локальних (автономних) енергосистемах доцільне не лише в якості безпаливної технології з її очевидними перевага- ми, а і як можливість мати певне енергозабезпе- чення у випадку недоступності електричної мережі. Спільним недоліком таких електро- станцій є їх залежність від погоди, коли поточний рівень потужності може бути лише прогнозова- ним з певною точністю. Якщо можливість ком- пенсувати нестачу електроенергії відсутня, то це значно обмежує можливості використання такої енергосистеми. Особливості автономних енергосистем. Можливі наступні варіанти роботи автономної системи, залежні від характеру споживання енергії: 1) вироблена електроенергія може бути використана без обмежень, наприклад, вся пере- творена в теплову (мінімальна конфігурація); 2) може використовуватися тільки енергія, що відповідає певному рівню генерованої потужності, тоді отримана недостатня або над- лишкова енергія втрачається; 3) передбачено акумулювання надлишкової енергії з метою її використання при недостатній поточній потужності генерування. Останній варіант технічно найскладніший, проте його застосуван- ня дозволяє повніше використати можливості споживаючого обладнання, якщо такий споживач має певні технічні обмеження по потужності. Другий варіант може бути вдосконалений, якщо крім основного обладнання можлива додаткова утилізація електроенергії, доцільність якої визначається виходячи з вартісних показників. Слід брати до уваги, що електроенергія ВЕС та СЕС може бути реалізована за так званим "зеле- ним" тарифом, тоді локальна енергосистема буде не цілком автономною. На рис. 1 у якості прикладу зображено ви- падковий рівень поточної генерованої потужності (крива лінія). У першому варіанті вся вона може бути використана. Якщо корисне об- ладнання може працювати лише в межах потужності від Р1 до Р2 (варіант 2), то вся енергія, що відповідає заштрихованим областям, буде втрачена. Натомість при варіанті 3 надлиш- кова енергія (горизонтальна штриховка) може бути накопичена та в подальшому використана для компенсування в час недостатньої потужності (вертикальна штриховка). Зрозуміло, що в моменти часу t < t1 накопиченої енергії ще нема, натомість накопичена на часовому інтервалі (t1, t2) енергія може бути використана протягом часу (t2, t3) та (t4, t5), наскільки її виста- чить до чергового накопичення. © М.П.Кузнєцов, 2016 КОМПЛЕКСНІ ЕНЕРГЕТИЧНІ СИСТЕМИ НА ОСНОВІ НВДЕ ISSN 1819-8058 Відновлювана енергетика. 2016. № 2 16 Рис. 1. Можливі режими використання енергії. Можлива певна оптимізація параметрів такої комбінованої енергосистеми, якщо за мету ста- виться мінімальна собівартість корисної продук- ції споживаючого обладнання, максимальна утилізація електричної енергії чи доцільна потужність акумулюючого обладнання за яки- мось із критеріїв [1]. Оскільки в кожний момент часу поточна генерована потужність має властивості випадкової величини, то можлива лише імовір-нісна оцінка різних режимів роботи із заданим довірчим рівнем, зокрема, часова протяжність певного режиму. Прикладом локальної комбінованої енерго- системи може бути схема використання електролізу води для утилізації електроенергії ВЕС та СЕС. При цьому водень та кисень можуть бути кінцевим продуктом. Електрична потуж- ність електролізера обмежена, і для покращення економічного результату роботи комплексу "вітер-сонце-водень" можна додатково викори- стовувати надлишок електроенергії, а її нестачу компенсувати з інших джерел. Інший можливий варіант застосування електролізу – використання водню для акумулювання енергії [2]. Для визначення собівартості кінцевого про- дукту потрібне знання капітальних та експлуатаційних витрат на кожен тип обладнання та віднесення їх до обсягу виробленої продукції, як правило, в річному вимірі. Вартісні складові задаються ринковими чи іншими умовами; натомість обсяг виробленої та спожитої електроенергії визначається з урахуванням по- годних чинників і є предметом даного дослідження. Обсяги генерування електричної енергії. Обсяг виробленої та спожитої енергії має визна- чатися з урахуванням типу і технічних характе- ристик обладнання, наявності вітрового та со- нячного потенціалу, випадкового характеру над- ходження енергії. Для врахування випадкової природи вітрової та сонячної енергії можна використати характе- ристики розподілу її поточних значень як випадкової величини. Зокрема, для ВЕС міжнародним стандартом пропонується річний виробіток енергії визначати за формулою [3]: 1 1 1 [ ( ) ( )]( ), 2 N i i p h i i i P PE N F V F V       (1) де Nh – кількість годин у році (8760); N – кіль- кість градацій швидкості вітру (бінів); Vi – осере- днена швидкість вітру в і-му біні; Pi – осереднена теоретична потужність в і-му біні; F(V) – інтегра- льна функція розподілу імовірності. Таким чином, сума значень випадкової вели- чини визначається як сума добутків осереднених на певних інтервалах значень на частоту попа- дання в ці інтервали. Більш точною є формула: 0 ( ) ( ) ,E T P x f x dx    (2) де f(х) – диференційна функція розподілу змінної х, f(х)= F′(х); Р(х) – потужність як функція орди- нати х; Т – загальний час роботи. КОМПЛЕКСНІ ЕНЕРГЕТИЧНІ СИСТЕМИ НА ОСНОВІ НВДЕ ISSN 1819-8058 Відновлювана енергетика. 2016. № 2 17 Формула (1) є наближенням формули (2), як- що при інтегруванні використати метод скінченних різниць і теорему про середнє. Якщо незалежною змінною вважати поточне значення потужності р протягом часового інтервалу Т, то отримана енергія буде рівною: 0 ( ) ,E T p f p dp    (3) де інтеграл визначає середню на інтервалі Т потужність (математичне сподівання). На практиці реальний час розбивають на інтервали (наприклад, по 10 хв) з осередненням потужності всередині кожного інтервалу; тоді від формули (3) для неперервної випадкової величини можна перейти до виразу типу (1) для дискретної вели- чини з градацією по бінах потужності і відповідною їм функцією розподілу імовірності. Традиційно розглядаються енергосистеми, в яких чітко обумовлено рівень споживання [4]. Пропонована модель розглядає варіант певного діапазону споживаної потужності. Для такого режиму генерування (див. рис. 1) використання генерованої енергії можна описати наступним чином: 2 1 ( ) , P O P E T p f p dp  2 1 ( ) , P E T p f p dp    (4) 1 2 1 0 ( ) ( ) , P E T P p f p dp   де енергія Ео безпосередньо використовується обладнанням; енергія Е1 є надлишковою і може бути акумульована; Е2 – це дефіцит енергії, який має бути компенсований за рахунок акумульова- ної раніше (в останньому інтегралі дефіцитом можна вважати ситуацію p < P2). Зазначені вели- чини залежать лише від функції розподілу, як випливає з (4), і можуть бути розраховані з гістограми значень потужності при дискретному записі. Цього достатньо при варіантах 1, 2 роботи енергосистеми. Однак у випадку використання акумулятора (варіант 3) важлива не лише кількість появи певних значень потужності, а й послідовність їх генерування, адже повторно ви- користати можна лише попередньо накопичену енергію (що відповідає умові t > t1 на рис. 1). Отже, для визначення параметрів акумулювання поточна генерована потужність має визначатися не як випадкова величина, а як випадковий про- цес у режимі реального часу. Знання функції розподілу буде недостатньо, до того ж її аналітичне визначення є складним і не завжди доступним. Проте математична модель випадко- вого процесу дозволяє застосувати методи імітаційного моделювання та статистичних ви- пробувань (методи Монте-Карло). Такі підходи застосовуються, коли є достатня база фактичних даних для розрахунку параметрів випадкового процесу. Однак існуючі методи, як правило, по- требують значних обчислювальних зусиль і доз- воляють змоделювати процес надходження енергії лише з погодинним усередненням (на- приклад, обчислювальний комплекс HOMER [5]). Огляд існуючих підходів до моделювання ком- плексних (гібридних) локальних енергосистем наведено, зокрема, в [6]. Математична модель, що описує потужності ВЕС та СЕС в однакових параметрах і з часовим кроком 10-15 хв, розглянута в роботі [7]. Для мо- делювання застосовано представлення миттєвої потужності у вигляді осередненого значення для заданого сезону (трендової кривої), середньодо- бового значення як випадкової величини та по- точних короткотермінових змін як випадкового процесу. Отже, функція миттєвої потужності р = = Р(t) в загальному випадку матиме вигляд: ( ) ( ) ( )P t t U t      , (5) де ω(t) – осереднена крива, що імітує традиційну зміну впродовж доби; σ – стандартне відхилення середньодобових значень; ε – стандартна нор- мально розподілена випадкова величина; U(t) – випадковий процес, що стосується відхилень потужності від середньої в момент часу t. Моде- лювання здійснюється за такими показниками, як середні значення (математичні сподівання), дисперсії, допустимі зміни за одиницю часу, ха- рактер розподілу імовірності певних значень. При цьому до уваги беруться дані з різним часом усереднення – помісячні, середньодобові, поточні. Для вітрових станцій осереднена крива може не КОМПЛЕКСНІ ЕНЕРГЕТИЧНІ СИСТЕМИ НА ОСНОВІ НВДЕ ISSN 1819-8058 Відновлювана енергетика. 2016. № 2 18 мати вираженого добового ходу, а розподіл швидкості вітру в загальному випадку не є нор- мальним, хоча може бути близьким до нього; за- гальновживаним для вітру є використання розподілу Вейбула. Натомість для сонячної енергії чітко вирізняється денний та нічний час, а функція розподілу інтенсивності в загальному випадку апроксимується емпіричними формулами. Приклад розрахунку роботи енергосистеми. Для ілюстрації можливостей використання пропонованої моделі (5) розглянемо в якості при- кладу роботу автономної енергосистеми, що містить сонячну та вітрову електроустановки, акумулятор і робоче обладнання (споживача енергії). Умови сонячної радіації характерні для широти Києва, літнього місяця [8], а швидкість вітру відповідає розподілу Вейбула, при середнь- ому значенні 5 м/с. Приймемо для номінальних потужностей: РВЕС = РСЕС = Р1 = 8 кВт; Р2 = 2 кВт. Для розрахунку сумарної генерації електричної енергії ВЕС та СЕС значення їх миттєвих потуж- ностей моделюються як зазначено вище. Потім, застосовуючи методи Монте-Карло, можна ви- значити імовірні рівні сумарної потужності, ймовірність екстремальних значень тощо. Якщо розглядати сумарну генеровану потужність, то середній рівень становить 4,0-4,2 кВт (рис. 2), а вироблена за добу енергія − близько 100 кВт∙год, причому ВЕС виробляє тро- хи більше половини загальної енергії. Осеред- нення виконано для 500 реалізацій випадкового процесу з часовим інтервалом моделі 15 хв. Особливістю даної задачі є наявність кори- дору робочих потужностей; як правило, в задачах моделювання роботи гібридних енергосистем фігурує конкретний графік навантаження. Середні значення на рис. 2 майже повністю зна- ходяться в межах робочих потужностей (Р1, Р2), проте імовірними є реалізації зі значним переви- щенням зазначених рівнів (рис. 3). Рис. 2. Осереднена добова хода потужності генерування електроенергії. Рис. 3. Типовий характер змін генерованої потужності протягом доби. КОМПЛЕКСНІ ЕНЕРГЕТИЧНІ СИСТЕМИ НА ОСНОВІ НВДЕ ISSN 1819-8058 Відновлювана енергетика. 2016. № 2 19 Гістограма рівнів повної потужності генеру- вання (частки загального часу) зображена на рис. 4. Відповідно до гістограми надлишкова енергія як інтегральний показник у даному прикладі приблизно рівна недостатній. Але, якщо брати до уваги тривалість дії певної потужності, то недостатня потужність (р < P1) має імовірність 0,40; робоча потужність (у межах Р1,…, Р2) – 0,42; надлишкова (р > P2) – 0,18. Якщо не кори- статися акумулюванням, 8-9% енергії буде втра- чено як недостатньої, та 11-12% як надлишкової, тобто спожито буде лише 80% усієї генерованої енергії. Якщо передбачити акумулювання надлишкової енергії з подальшим її використан- ням, то максимальна потужність зарядки акуму- лятора – 8 кВт, тобто максимально можлива над- лишкова потужність генерування, але імовірність такого режиму низька (див. рис. 4). Так, з імовірністю 0,95 надлишкова потужність не перевищить 4 кВт, а з імовірністю 0,90 – 2 кВт. Якщо вважати, що кожна добова реалізація випадкового процесу генерування є незалежною від попередньої, тобто стартовий рівень акуму- льованої енергії є нульовим, а розряджання по- чинається у разі недостатньої потужності (р < P1), то максимально можливий з імовірністю 0,95 накопичений протягом дня рівень енергії становить 20 кВт∙год, а середній рівень зарядки акумулятора – 5 кВт∙год. Приблизно 45-50% часу протягом доби акумулятор не має заряду. Однак для 500 послідовних реалізацій добового цик- лу, враховуючи можливість накопичення енергії в попередній день, одержимо макси- мально можливий з імовірністю 0,95 рівень акумульованої енергії 100 кВт∙год, а з імовірністю 0,80 рівень накопичення не перевищує 55 кВт∙год при середньому рівні зарядки акумулятора 30 кВт∙год (рис. 5). Рис. 4. Гістограма рівнів повної потужності генерування. Рис. 5. Гістограма рівнів накопиченої акумулятором енергії. КОМПЛЕКСНІ ЕНЕРГЕТИЧНІ СИСТЕМИ НА ОСНОВІ НВДЕ ISSN 1819-8058 Відновлювана енергетика. 2016. № 2 20 Тут акумулятор є розрядженим лише 13% за- гального часу роботи, однак не вся недостатня енергія може бути компенсована за рахунок аку- мулювання через нерівномірність процесу нако- пичення; загалом може бути спожито до 90% усієї генерованої енергії. Такими є властивості автономної енергосистеми в даному прикладі, коли використання акумульованої енергії пере- дбачено лише при потужності, меншій від мінімального рівня (р < P1). Результати будуть іншими, якщо передбачити споживання енергії акумулятора вже при рівні р < P2. Тоді акумуля- тор буде розряджений до 70% часу, максималь- ний рівень зарядки відповідно зменшиться (в да- ному прикладі до 17 кВт∙год при середньому значенні 3 кВт∙год), а рівень використання генерованої енергії зросте до 100%. Однак при цьому зросте і тривалість простоїв обладнання через недостатню потужність, особливо у нічні години, при тому що середня споживана в робочі години потужність зросте. Такий режим доцільний тоді, коли використання енергії не постійне, а прив’язане до денного часу. На практиці необхідно також враховувати допусти- му швидкість і діапазон зарядки/розрядки акуму- лятора, втрати енергії тощо. У згаданому вище комплексі "вітер-сонце- водень" можливий режим, коли лише надлишко- ва потужність відновлюваних джерел спрямовується на електролізер – вироблений во- день зберігається в балонах, а при недостатній потужності через паливні комірки перетворю- ється в електроенергію і повертається до енерго- системи [2]. Слід зауважити, що акумуляція типу "електроліз-паливні комірки" спричинить помітні втрати енергії (до 30%), проте продукти електролізу можуть бути використані і для інших потреб. Висновки. Поведінка енергосистеми, яка базується на використанні сонячної та вітрової енергії, залежить від погодних умов і носить ви- падковий характер. Математичне моделювання рівня сонячної радіації та швидкості вітру у вигляді випадкового процесу з певними парамет- рами дає змогу оцінити особливості їх спільного застосування. Це важливо при проектуванні автономної енергосистеми, особливо у випадку існування певних обмежень щодо використання генерованої електроенергії. Оцінка характеру роботи конкретної енерго- системи на базі ВЕС та СЕС потребує дослідження місцевих погодних умов, особливо- стей споживання енергії, можливостей її накопи- чення і властивостей акумуляції тощо. Застосу- вання імітаційного моделювання дозволяє оптимізувати параметри енергосистеми для підвищення її енергетичної та економічної ефективності, підібрати технічні параметри об- ладнання та визначити імовірні режими його роботи. 1. Розен В.П. і ін. Оптимізація процесів вироблення електроенергії комбінованою електроенергетичною систе- мою // Енергетика. – 2013, №1. – С. 20–26. 2. Esmaeili S., Shafiee M. Simulation of dynamic response of small wind-photovoltaic-fuel cell hybrid energy system // Smart Grid and Renewable Energy – 2012, №3. – Р. 194–203. 3. Системи турбогенераторні вітряні. – Ч.12. Випро- бування вітряних турбін для визначення енергетичних ха- рактеристик. ДСТУ ІЕС 61400-12:2001 – 2003. – 38 с. 4. Okinda V., Odero N. A review of techniques in optimal sizing of hybrid renewable energy systems //International Jour- nal of Research in Engineering and Technology. – 2015. – V.4. – №11. – Р. 153–163. 5. Ehnberg J., Bollen M. Simulation of global solar radiation based on cloud observations // Solar Energy – 2005. – Р. 157–162. 6. R.A1 Badwawi1, T.K.Mallick. A Review of Hybrid Solar PV and Wind Energy System // Smart Science – 2015, V.3, №3. – Р. 127–138. 7. Кузнєцов М.М. Моделювання спільної роботи вітрової та сонячної електростанцій // Відновлювана енерге- тика – 2016, №1. – С. 12–16. 8. Електронний ресурс: // eosweb.larc.nasa.gov, satel- light.com. REFERENCES 1. Rozen V.P. et al. Optimization of power generation by a combined electricity system // Enerhetyka. – 2013. – №1. – Pp. 20–26. (Ukr) 2. Esmaeili S., Shafiee M. Simulation of dynamic response of small wind-photovoltaic-fuel cell hybrid energy system // Smart Grid and Renewable Energy – 2012. – №3. – Рp. 194–203. 3. Systems wind turbogenerating. – Part.12. Testing wind turbine to determine energy performance. DSTU IES 61400- 12:2001 – 2003. – 38 p. 4. V.Okinda, N.Odero. A review of techniques in optimal sizing of hybrid renewable energy systems //International Jour- nal of Research in Engineering and Technology. – 2015. – Vol.4. – №11. – Рp. 153–163. КОМПЛЕКСНІ ЕНЕРГЕТИЧНІ СИСТЕМИ НА ОСНОВІ НВДЕ ISSN 1819-8058 Відновлювана енергетика. 2016. № 2 21 5. J.Ehnberg, M.Bollen. Simulation of global solar radiation based on cloud observations // Solar Energy – 2005. – Рp. 157–162. 6. R.A1 Badwawi1, T.K.Mallick. A Review of Hybrid Solar PV and Wind Energy System // Smart Science – 2015. – V.3. – №3. – Рp. 127–138. 7. Kuznietsov M.M. Modeling cojoint pwerformance of wind and solar power plants operation // Vidnovliuvana enerhe- tyka – 2016. – №1. – Pp. 12–16. 8. http:// eosweb.larc.nasa.gov, satel-light.com. Н.П.Кузнецов, докт.техн.наук (Институт возобновляемой энергетики НАН Украины, Киев) Некоторые особенности автономной работы ветровой и солнечной электростанций Текущая мощность ветровой и солнечной электростанций зависит от состояния погоды и является переменной слабо предсказуемой величиной. Использование таких электро- станций в составе автономной энергосистемы имеет оп- ределенные особенности, которые носят вероятностный характер и могут быть имитированы с помощью матема- тических моделей. Определение параметров энергосистемы требует учета местных климатических условий и особен- ностей работы при переменном характере поступлений электроэнергии. Библ. 8, рис. 5. Ключевые слова: ветроэлектростанция, солнечная элек- тростанция, математическая модель, автономная энерго- система, аккумулирование энергии. Kuznietsov M. (Institute of Renewable Energy, NAS of Ukraine, Kyiv) Some features of autonomous work of wind and solar power stations Current capacity of wind and solar power depends on the weather, and is slightly predictable variable value. The use of such power in the autonomous power system has certain features that are probable and can be simulated using mathematical models. Determination of the system’s parameters require con- sideration of local climatic conditions and characteristics of work at the changing nature of electricity flow. References 8, figures 5. Keywords: wind power, solar power, mathematical model, auto- nomous grid, energy storage. SYNOPSES The common drawback of wind and solar power is their dependence on the weather, so that the current level of power can only be predicted with some accuracy. This property limits the possibility of their using in autonomous power system. The options work is possible when all electricity is used without restrictions and scheduling, in other cases some part of energy produced is lost or consumer equipment used with significant downtime. The situation could be improved if provided the op- portunity to energy accumulation and further use. To optimize the parameters of such a combined power system can only prob- abilistic assessment of different operating modes with a given confidence level. Averaged performance of the power are de- pendent on the probability distribution function of random com- ponents, but the presence of accumulating make important not only the quantity but also the sequence of appearance of certain values of generated power. Thus, the current capacity is defined as a random process in real time. Appropriate mathematical modeling allows to apply statistical methods that can be generat- ed to determine the likely level of power consumption and the probability of extreme values, so on. Calculations show for a specific example, the probability of equipment downtime or loss of energy is quite high. The use of electric batteries can reduce these losses or eliminate them. Specific parameters of the battery power can be determined by characteristics of wind and solar power, but the decisive role played by the climatic conditions of the area, seasonal weather changes. Assessment of the particular power system based on wind and solar also needs to study the characteristics of energy consumption, the capacity of its sto- rage, storage battery properties. Стаття надійшла до редакції 14.03.16 Остаточна версія 11.05.16
id	veorgua-article-115
institution	Vidnovluvana energetika
keywords_txt_mv	keywords
language	Ukrainian
last_indexed	2026-07-19T01:00:44Z
publishDate	2016
publisher	Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
record_format	ojs
resource_txt_mv	veorgua/34/16e4c77ace9907972901858f448c5834.pdf
spelling	veorgua-article-1152026-07-18T06:32:10Z Some features of autonomous work of wind and solar power stations Некоторые особенности автономной работы ветровой и солнечной электростанций Деякі особливості автономної роботи вітрової та сонячної електростанцій Kuznietsov, M. wind power solar power mathematical model autonomous grid energy storage вітроелектростанція сонячна електростанція математична модель автономна енергосистема акумулювання енергії ветроэлектростанция солнечная электростанция математическая модель автономная энергосистема аккумулирование энергии The common drawback of wind and solar power is their&nbsp;dependence on the weather so that the current level of power&nbsp;can only be predicted with some accuracy. This property limitsthe possibility of their using an autonomous power system. The options work is possible when all electricity is used without restrictions and scheduling, in other cases some part of the energyproduced is lost or consumer equipment used with significant&nbsp;downtime. The situation could be improved if provided the opportunity to energy accumulation and further use. To optimizethe parameters of such a combined power system can only probabilistic assessment of different operating modes with a given confidence level. Averaged performance of the power is dependent on the probability distribution function of random components, but the presence of accumulating make important not only the quantity but also the sequence of appearance of certain values of generated power. Thus, the current capacity is defined as a random process in real time. Appropriate mathematical modeling allows applying statistical methods that can be generated to determine the likely level of power consumption and the probability of extreme values, and&nbsp;so on. Calculations show for a specific example, the probability of equipment downtime or loss of energy is quite high. The use of electric batteries can reduce these losses or eliminate them. Specific parameters of the battery power can be determined by characteristics of wind and solar power, but the decisive role played by the climatic conditions of the area, seasonal weather changes. Assessment of the particular power system based on wind and solar also needs to study the characteristics of energy consumption, the capacity of its storage,storage battery properties. Текущая мощность ветровой и солнечной электростанций зависит от состояния погоды и является переменной слабо предсказуемой величиной. Использование таких электро-станций в составе автономной энергосистемы имеет определенные особенности, которые носят вероятностный характер и могут быть имитированы с помощью математических моделей. Определение параметров энергосистемы требует учета местных климатических условий и особенностей работы при переменном характере поступлений электроэнергии. Поточна потужність вітрової та сонячної електростанцій залежить від стану погоди і є змінною слабо передбачуваною величиною. Використання таких електростанцій у складі автономної енергосистеми має певні особливості, які носять імовірний характер і можуть бути імітовані з допомогою математичних моделей. Визначення параметрів енергосистеми потребує врахування місцевих кліматичних умов і особливостей роботи при змінному характері надходжень електроенергії. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2016-06-23 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/115 Vidnovluvana energetika ; No. 2 (45) (2016): Scientific and Applied Journal Vidnovluvana energetika; 15-21 Возобновляемая энергетика; ##issue.no## 2 (45) (2016): Научно-прикладной журнал Возобновляемая энергетика; 15-21 Відновлювана енергетика; № 2 (45) (2016): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 15-21 2664-8172 1819-8058 uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/115/71 Copyright (c) 2016 M. Kuznietsov https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
spellingShingle	wind power solar power mathematical model autonomous grid energy storage Kuznietsov, M. Some features of autonomous work of wind and solar power stations
title	Some features of autonomous work of wind and solar power stations
title_alt	Некоторые особенности автономной работы ветровой и солнечной электростанций Деякі особливості автономної роботи вітрової та сонячної електростанцій
title_full	Some features of autonomous work of wind and solar power stations
title_fullStr	Some features of autonomous work of wind and solar power stations
title_full_unstemmed	Some features of autonomous work of wind and solar power stations
title_short	Some features of autonomous work of wind and solar power stations
title_sort	some features of autonomous work of wind and solar power stations
topic	wind power solar power mathematical model autonomous grid energy storage
topic_facet	wind power solar power mathematical model autonomous grid energy storage вітроелектростанція сонячна електростанція математична модель автономна енергосистема акумулювання енергії ветроэлектростанция солнечная электростанция математическая модель автономная энергосистема аккумулирование энергии
url	https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/115
work_keys_str_mv	AT kuznietsovm somefeaturesofautonomousworkofwindandsolarpowerstations AT kuznietsovm nekotoryeosobennostiavtonomnojrabotyvetrovojisolnečnojélektrostancij AT kuznietsovm deâkíosoblivostíavtonomnoírobotivítrovoítasonâčnoíelektrostancíj

Some features of autonomous work of wind and solar power stations

Institution

Ähnliche Einträge