Zaawansowane strategie zarządzania energią dla mikrosieci AC/DC

Niniejszy artykuł bada dynamikę mocy czynnej i biernej hybrydowej mikrosieci AC/DC, ze szczególnym uwzględnieniem skoordynowanego zarządzania energią pomiędzy systemami fotowoltaicznymi (PV), generatorami synchronicznymi, ogniwami paliwowymi, bateriami i superkondensatorami. Nowość tej pracy polega na zintegrowanej ocenie dwukierunkowego przepływu mocy, odpowiedzi przejściowej i stabilności napięcia, które są rozpatrywane jednocześnie poprzez szczegółowe symulacje. W przeciwieństwie do istniejących badań, które podkreślają głównie działanie w stanie ustalonym lub izolowaną wydajność komponentów, nasza analiza zapewnia całościowy obraz interakcji komponentów w warunkach dynamicznych. Jednostka fotowoltaiczna jest modelowana z trójkątnym profilem mocy, osiągającym szczyt 7 kW w ciągu 200 sekund, co pozwala uchwycić realistyczną zmienność generacji energii słonecznej. Generator synchroniczny stale dostarcza około 5 kW, dostosowując swoją moc wyjściową w celu kompensacji wahań obciążenia w zakresie od 5,5 do 9,5 kW. Ogniwo paliwowe o minimalnej mocy wyjściowej 2 kW zapewnia ciągłe zasilanie w okresach niskiego poziomu energii odnawialnej. Elementy magazynujące energię pełnią uzupełniające się role: bateria na przemian ładuje się i rozładowuje, podczas gdy superkondensator łagodzi szybkie odchylenia mocy w zakresie od –0,05 kW do 0,3 kW. Po stronie mocy biernej obciążenie wymaga od –0,95 kvar do –0,5 kvar, przy czym generator synchroniczny wnosi –0,65 kvar, a przetwornice źródła napięcia (VSC1 i VSC2) zapewniają dodatkowe wsparcie dynamiczne. Co ważne, bateria i ultrakondensator utrzymują stabilność napięcia na poziomie odpowiednio 431,665 V i 249,5 V. Ogólnie rzecz biorąc, wyniki badań potwierdzają solidność i wydajność proponowanej strategii hybrydowej mikrosieci, podkreślając jej wkład w zwiększanie odporności sieci, stabilności i niezawodnego zarządzania przepływem energii.