МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ УСТАНОВЛЕННОЙ МОЩНОСТИ СЕТЕВЫХ ИНВЕРТОРОВ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

В статье описан подход к моделированию и оптимизации установленной мощности сетевых инверторов фотоэлектрической системы. Представлен подробный литературный обзор с выявлением проблематики и постановкой задачи исследования. Показаны различные схемы соединения сетевых инверторов с солнечными батареями в зависимости от суммарной установленной мощности солнечной электростанции. Сформированы требования к математическим моделям, допущения и эксплуатационно-технические ограничения. Предложена модель сетевого инвертора, учитывающая изменение режимных параметров во времени. При рассмотрении крупных солнечных электростанций предлагаются схемы, включающие силовые коммутаторы. Эта модель позволяет рассчитывать в сетевом инверторе и силовом коммутаторе протекающие токи, напряжения, активную, реактивную и полную мощности. Представлен алгоритм оптимизации установленной мощности сетевых инверторов с учетом эксплуатационно-технических ограничений и динамики природно-климатических показателей. Выполнено моделирование двух фотоэлектрических систем (250 и 3 000 кВт) для метеорологических условий н.п. Хамакар (Иркутская область). Моделирование выполнялось по данным типичного метеорологического года, сформированного по многолетним метеорологическим рядам. Обработка данных рядов выполнялась на программно-вычислительном комплексе «Локальный анализ параметров окружающей среды и солнечной радиации». Результаты моделирования и оптимизации фотоэлектрической системы показали, что эффективнее использовать 3 сетевых инвертора по 50 кВт каждый (итого 150 кВт) чем 6 по 25 кВт и 10 по 15 кВт. Аналогичный результат был получен при оптимизации установленной мощности фотоэлектрической системы 3 000 кВт, в которой эффективнее применять 12 инверторов по 150 кВт. Предложенный в статье подход может быть использован при решении задач оптимизации состава оборудования фотоэлектрических систем, задач надежности электроснабжения, для анализа экономической эффективности.