Сонячно-ядерна гібридна система показала в моделюванні високу надійність

ПРИВІТ МИ З УКРАЇНИ!

В часи, коли майже вся територія України знаходиться в блекауті від щоденних терористичних ракетних та дронових атак терористичних дій росії по об’єктах енергетики, хочеться запитати, чи є у фахівців якісь заходи, щоб можна було поліпшити систему енергопостачання і збільшити можливість надання населенню електричної енергії для приготування їжі і відновлення зв’язку.

Компанія Guangdong Power Grid запропонувала нову гібридну систему управління енергоспоживанням, яка забезпечує значне зниження експлуатаційних витрат та зниження інтенсивності викидів вуглецю. У ході моделювання, що охоплює період експлуатації за один рік, система об’єднала сонячну та ядерну енергію, щоб підвищити надійність живлення критичного навантаження до понад 98% за всіма протестованими сценаріями невизначеності.

«Скоординована робота гібридних фотоелектричних (PV) мікромереж та мікромереж з малими модульними реакторами (SMR) являє собою перспективний шлях до досягнення стійкого низьковуглецевого енергопостачання в сучасних енергосистемах», – заявили дослідники в новому дослідженні.
У дослідженні використовувалася змодельована мікромережа потужністю 100 МВт, що обслуговує середнє промислове навантаження 85 МВт, яке демонструвало щоденні пікові коливання до 25%, та середнє навантаження для житлового сектору 15 МВт зі співвідношенням пікового до середнього навантаження 1,6.

Читайте також: Франції дозволили виробляти «зелений» водень за допомогою АЕС

Генераційний баланс складався з встановленої фотоелектричної (ФЕ) потужності 40 МВт, а також малого модульного реактора (ММР) з мінімальною стабільною потужністю 10 МВт та обмеженням швидкості нарощування 5 МВт на годину.

Для вирішення проблеми енергетичного дисбалансу інфраструктура включає літій-іонний акумулятор потужністю 20 МВт·год з ефективністю заряду-розряду 92%, а також водневий блок максимальною вантажопідйомністю 15 тонн.

Дослідники змоделювали сонячну мінливість, використовуючи нормальний розподіл з середнім значенням 80% від номінальної освітленості та стандартним відхиленням 12% для врахування сезонних та добових змін.

Модель продемонструвала зниження експлуатаційних витрат приблизно на 18,7% та зниження інтенсивності викидів вуглецю майже на 37,1%. Надійність електропостачання за критичного навантаження зросла у всіх протестованих сценаріях на 98%.
Виходячи за рамки статистики, основою цієї пропозиції є метод управління цими різноманітними джерелами енергії.

Команда використала систему планування, яка інтегрує багатоцільову розподільно-робастну оптимізацію (DRO) з механізмом навчання з підкріпленням у реальному часі (RL).

Система управління енергією (СУЕ) виступає в ролі «мозку» всієї операції. DRO генерує базові стратегії планування, які залишаються стійкими навіть за невизначених прогнозів погоди. Тим часом модулі RL коригують сигнали керування в режимі реального часу, дозволяючи системі динамічно адаптуватися до безпосередніх змін навколишнього середовища.

«Математична модель враховує багатогодину координацію між генерацією змінних фотоелектричних систем, повільно зростаючою ядерною енергетикою та динамічними операціями з акумуляторами та зберіганням водню», – підкреслюється в дослідженні.

Дослідники наголосили, що система пропонує цілісне рішення, а не зосереджується лише на відновлюваних джерелах енергії чи ядерній енергетиці окремо. Використовуючи електролізери для виробництва водню в періоди надлишку, мережа створює стратегію зберігання «двошарової енергії».
«Координація між короткостроковим зберіганням енергії в акумуляторах та довгостроковим зберіганням водню дозволяє системі керувати як щоденними, так і сезонними енергетичними дисбалансами», – пояснили дослідники.

«Новизна цього дослідження полягає в кооптимізації фотоелектричної енергії та генерації з малих модульних реакторів у поєднанні з надійним механізмом диспетчеризації з урахуванням невизначеностей».

Модель оптимізації була побудована на Python з використанням Pyomo для математичного пограмування, а Gurobi 10.0 використовувався для розв’язання формулювань змішаного цілочисельного програмування.

Ця робота створює «передову, масштабовану основу для управління гібридними мікромережами з кількома видами енергії, надаючи цінну інформацію для розвитку стійких та низьковуглецевих мікромереж громад в епоху домінування відновлюваних джерел енергії», – йдеться у дослідженні .

Джерело: ІЕ

Дякую, що залишаєтеся зі мною. Вам подобаються мої статті? Бажаєте бачити більше цікавих матеріалів?😌 Підтримайте мене, залишайте коментар або лайк і порекомендуйте знайомим.✍ Ви допоможите мені досягти  встановлену ціль — щоденне відвідування на сайті 1000 чоловік.