Тадқиқоти академӣ, забони фаҳмо

Verianla | Тадқиқоти академӣ ва илм ба забони тоҷикӣ

27 сентябр 2026, якшанбе
VERİANLAНашри мустақили илмӣ
Кушодан ё бастани меню
...
Саҳифаи асосӣ / Илмҳои амалӣ / Тадқиқоти энергетикӣ / Дастгирии басомад бо воситаҳои нақлиёти барқӣ дар шабакаҳои барқии ҳамгирошуда бо энергияи бод: равиши зинавии идоракунӣ бо истифодаи камтари батареяи воситаи нақлиёт
Тадқиқоти энергетикӣ

Дастгирии басомад бо воситаҳои нақлиёти барқӣ дар шабакаҳои барқии ҳамгирошуда бо энергияи бод: равиши зинавии идоракунӣ бо истифодаи камтари батареяи воситаи нақлиёт

Ин таҳқиқот истифодаи воситаҳои нақлиёти барқии ба истгоҳҳои пуркунӣ пайвастшударо ҳамчун манбаи муваққатии қувва барои маҳдуд кардани пастшавии басомад пас аз носозӣ ё афзоиши ногаҳонии сарборӣ дар шабакаҳои барқии дорои саҳми баланди энергияи бод омӯхтааст.

03/08/2026  Veri Anla 46 боздид
Дастгирии басомад бо воситаҳои нақлиёти барқӣ дар шабакаҳои барқии ҳамгирошуда бо энергияи бод: равиши зинавии идоракунӣ бо истифодаи камтари батареяи воситаи нақлиёт

Ин таҳқиқот истифодаи воситаҳои нақлиёти барқии ба истгоҳҳои пуркунӣ пайвастшударо ҳамчун манбаи муваққатии қувва барои маҳдуд кардани пастшавии басомад пас аз носозӣ ё афзоиши ногаҳонии сарборӣ дар шабакаҳои барқии дорои саҳми баланди энергияи бод омӯхтааст. Фарқи асосии равиши пешниҳодшуда дар он аст, ки ба ҷойи холӣ кардани батареяҳои воситаҳои нақлиёти барқӣ бо қувваи собит ва дар муддати тӯлонӣ, диққат ба давраи барқароршавии суръати ротор пас аз дастгирии босуръати басомад аз ҷониби турбинаҳои бодии дорои генератори асинхронии дутаъмина равона шудааст. Бо ин роҳ ҳадаф кам кардани бори муваққатии қувва ба генераторҳои синхронӣ бо ҳифзи вазифаи нақлиётии воситаҳои нақлиёти барқӣ мебошад.

Турбинаҳои бодӣ ҳангоми дастгирии босуръати басомад метавонанд як қисми энергияи кинетикии дар массаҳои даврзанандаи худ захирашударо ба шабака диҳанд. Аммо ин раванд суръати роторро паст мекунад. Вақте ки турбина дубора ба суръати муқаррарии корӣ мебарояд, маҷбур мешавад аз шабака қувва гирад. Агар афзоиши ногаҳонии сарборӣ бо қувваи барқарорсозии турбина ба як давра рост ояд, дар басомади шабака пастшавии дуюм ба вуҷуд омада метавонад. Муҳаққиқон пешниҳод кардаанд, ки тазриқи қувва аз ҷониби гурӯҳи воситаҳои нақлиёти барқии ба истгоҳҳои пуркунӣ пайвастшуда дар ин фосилаи кӯтоҳи барқарорсозӣ метавонад хатари пастшавии дуюми басомад ва талаботи қувваи генераторҳои синхрониро коҳиш диҳад.

Дар модел гурӯҳе иборат аз 2.000 воситаи нақлиёти барқӣ қабул шудааст; масофаи сафари ҳаррӯза, вақти расидан ба истгоҳи пуркунӣ, ҳолати ибтидоии заряд ва давомнокии дастраси дастгирӣ ба таври эҳтимолӣ ифода шудаанд. Тақсимоти умумии қувваи дастрас бо 10.000 озмоиши Monte Carlo ҳисоб шуда, дар шароити параметрҳои интихобшуда дастгирии гурӯҳӣ дар сатҳи тақрибан 10 MW истифода шудааст. Системаи идоракунӣ ба сохтори иерархии сесатҳа такя мекунад, ки аз идоракунандаи марказии воситаҳои нақлиёти барқӣ, агрегаторҳои минтақавӣ ва марказҳои пуркунӣ иборат аст.

Ду стратегияи тазриқи қувва муқоиса шудаанд. Стратегияи I воситаҳои нақлиёти барқиро танҳо пас аз минимуми басомад, дар давраи барқароршавии суръати ротори турбинаи бодӣ ба кор медарорад. Стратегияи II бошад, агар энергияи дастрас кофӣ бошад, пеш аз минимуми басомад дар сатҳи паст ва пас аз минимум дар сатҳи баландтар дастгирӣ медиҳад. Дар ҳар ду стратегия қувва ба ҷойи қатъшавии ногаҳонӣ бо рампаи тадриҷан камшаванда коҳиш меёбад.

Дар моделсозии афзоиши сарбории 100 MW дар системаи тағйирёфтаи IEEE-9-шина, ҳангоми набудани дастгирии воситаҳои нақлиёти барқӣ минимуми басомад 59,14 Hz ҳисоб шудааст. Дар Стратегияи I ин қимат 59,15 Hz ва дар Стратегияи II 59,40 Hz будааст. Суръати тағйирёбии басомад аз 0,22 то 0,20 дар Стратегияи I ва то 0,14 дар Стратегияи II паст шудааст. Стратегияи II инчунин вақти болоравиро аз 9,56 сония то 9,40 сония ва аз ҳадгузарии баландтаринро аз 0,51 то 0,42 коҳиш додааст.

Гарчанде дастгирии анъанавии воситаҳои нақлиёти барқӣ бо қувваи собит пастшавии аввали басомадро қавитар маҳдуд кардааст, ҳангоми қатъи ногаҳонии дастгирӣ ларзиши дуюмдараҷаи басомад ба вуҷуд омадааст. Усулҳои пешниҳодшудаи рампавӣ бо истифодаи камтари батарея бозпасгирии ҳамвортари қувваро таъмин кардаанд. Дар модели дастгирии собит тағйирёбии баландтарини ҳолати заряд −%3,66 буда, дар Стратегияи I −%2,16 ва дар Стратегияи II −%1,83 гузориш шудааст. Нишондиҳандаи истифодаи энергия дар дастгирии собит 26,91, дар Стратегияи I 8,46 ва дар Стратегияи II 9,47 аст; воҳиди ин нишондиҳанда дар таҳқиқот зикр нашудааст.

Таъхири табиии занҷири идоракунӣ ва алоқа дар ҳудуди 200–550 миллисония арзёбӣ шуда, таҳлили ҳассосият бо таъхирҳои 250–950 миллисония анҷом дода шудааст. Бо зиёд шудани таъхир оғози тазриқи қувва ва қимати баландтарини он андаке тағйир ёфтаанд, аммо дар моделсозиҳои баррасишуда шакли умумии каҷҳои басомад асосан нигоҳ дошта шудааст. Дар системаи калонтарини IEEE-39-шина низ барои тағйироти сарбории 300 MW ва 600 MW беҳбуди вақти болоравӣ мушоҳида шудааст; дар баробари ин муайян шудааст, ки идоракунии воситаҳои нақлиёти барқӣ метавонад ларзишҳоро дар баромади қувваи нерӯгоҳи бодӣ зиёд кунад.

Таҳқиқот нишон медиҳад, ки воситаҳои нақлиёти барқӣ метавонанд басомади шабакаро дастгирӣ кунанд ва истифодаи кӯтоҳмуддати рампавӣ метавонад ҳолати заряди батареяро нисбат ба дастгирии собит камтар тағйир диҳад. Бо вуҷуди ин, натиҷаҳо пурра ба моделсозии рақамӣ асос ёфтаанд. Пиршавии батареяҳои воқеии воситаҳои нақлиёт, хоҳиши иштирок кардани корбарон, алоқаи истгоҳҳои пуркунӣ, маҳдудиятҳои шабакаи тақсимотӣ, пардохтҳои бозорӣ ва шароити амнияти киберӣ ба таври таҷрибавӣ омӯхта нашудаанд.

Аҳамияти эҳтимолӣ барои Туркия

Дар таҳқиқот ягон ченкунии марбут ба шабакаи барқи Туркия, нерӯгоҳҳои бодии Туркия ё истгоҳҳои маҳаллии пуркунии воситаҳои нақлиёти барқӣ истифода нашудааст. Бо вуҷуди ин, ин равиш барои омӯзиши иштироки иншооти пуркунии гурӯҳӣ, таваққуфгоҳҳо, марказҳои паркӣ ва истгоҳҳои пуркунии шоҳроҳӣ дар хизматрасониҳои дастгирии шабака дар минтақаҳои дорои истеҳсоли баланди бодӣ метавонад ба шароити Туркия мутобиқ карда шавад.

Барои нишон додани қобили татбиқ будан дар Туркия бояд моделҳои воқеии турбинаҳои нерӯгоҳҳои бодӣ, қоидаҳои миллии идоракунии басомад, иқтидори шабакаи тақсимотии минтақавӣ, одатҳои воқеии пуркунии воситаҳои нақлиёт, шартҳои кафолати батарея, инфрасохтори алоқаи операторони пуркунӣ ва афзалиятҳои корбарон оид ба масофаи ҳадди ақали ҳаракат якҷо арзёбӣ шаванд. Идоракунӣ бояд на танҳо аз рӯи қувваи фаъоли сатҳи шабака, балки инчунин бо маҳдудиятҳои сарбории трансформатор, ҷараёни хат, шиддати маҳаллӣ, иқтидори пайвасти пуркунӣ ва вақти ҷудошавии воситаи нақлиёт маҳдуд карда шавад.

Ин таҳқиқот исбот намекунад, ки ягон истгоҳи пуркунии Туркия метавонад 10 MW дастгирии басомад диҳад, батареяҳои воситаҳои нақлиёт осеб намебинанд ё система дар шароити мавҷудаи бозор ва танзим ба таври тиҷоратӣ қобили татбиқ аст. Натиҷаҳо бозёфтҳои методие мебошанд, ки дар шабакаҳои стандартии санҷишӣ ва бо параметрҳои модели интихобкардаи муҳаққиқон ба даст омадаанд.

Масъалаи асосии таҳқиқот чист?

Дар шабакаҳои анъанавии барқӣ роторҳои даврзанандаи генераторҳои синхронӣ буфери табиии энергияро ташкил медиҳанд. Агар истеҳсол дар шабака ногаҳон кам шавад ё сарборӣ зиёд гардад, энергияи кинетикии роторҳо барои муддати кӯтоҳ ба системаи барқӣ дода шуда, пастшавии босуръати басомад маҳдуд карда мешавад.

Манбаъҳои ба конвертер пайвастшуда, ба монанди бод ва офтоб, дар аксари ҳолатҳо тавассути электроникаи қувва ба шабака пайваст мешаванд. Ин сохтор ҳаракати механикии роторро аз басомади шабака ҷудо мекунад. Хусусан турбинаҳои бодии дорои генератори асинхронии дутаъмина бе идоракунии иловагӣ мисли генераторҳои синхронӣ дастгирии табиии инерсия намедиҳанд.

Идоракунандаи вокуниши босуръати басомад, ки ба турбинаи бодӣ илова мешавад, метавонад муваққатан аз энергияи кинетикии ротор истифода барад. Турбина аз қимати пайгирии нуқтаи максималии қувва боло рафта, барои муддати кӯтоҳ қувваи фаъоли иловагӣ истеҳсол мекунад. Ин дастгирӣ пастшавии аввали басомадро маҳдуд мекунад, вале ба сустшавии ротор оварда мерасонад.

Пас аз анҷоми давраи дастгирӣ ротор бояд ба суръати ибтидоии худ баргардад. Дар ин марҳила турбина ба шабака аз истеҳсоли муқаррарии аэродинамикии худ камтар қувва медиҳад ё ба таври ғайримустақим аз шабака қувваи иловагӣ талаб мекунад. Агар ин барқароршавӣ дар фосилаи ҳассосе рӯй диҳад, ки генераторҳои синхронӣ ҳанӯз кӯшиш мекунанд сарбориро таъмин кунанд, басомад метавонад дубора паст шавад.

Саволи асосии таҳқиқот чунин аст: оё бо гирифтани қувва аз воситаҳои нақлиёти барқии ба истгоҳҳои пуркунӣ пайвастшуда танҳо дар ин фосилаи кӯтоҳ ва ҳассос барқароршавии суръати ротори турбинаи бодиро дастгирӣ кардан мумкин аст ва оё ин амал энергияи дастраси батареяи воситаи нақлиётро нисбат ба дастгирии қувваи собит камтар таъсир медиҳад?

Чор марҳилаи дастгирии босуръати басомад

Сигнали зинавии дастгирии босуръати басомади турбинаи бодӣ, ки дар таҳқиқот истифода шудааст, аз чор қисмати вақт иборат аст:

  • Вақти болоравӣ, \(T_{\mathrm{rise}}\): Давраест, ки истеҳсоли қувваи иловагии турбина аз сифр то қимати баландтарин боло меравад.
  • Вақти дастгирии собит, \(T_{\mathrm{peak}}\): Давраест, ки қувваи иловагӣ дар сатҳи баландтарин нигоҳ дошта мешавад.
  • Вақти коҳиш, \(T_{\mathrm{fall}}\): Давраест, ки истеҳсоли иловагӣ кам карда шуда, ба сатҳи муқаррарии кор наздик мешавад.
  • Вақти барқароршавӣ, \(T_{\mathrm{recovery}}\): Давраест, ки ротор суръати ҳангоми дастгирӣ аз дастдодаашро дубора ба даст меорад.

Энергияе, ки дар марҳилаи дастгирӣ аз турбинаи бодӣ ба шабака дода мешавад, чунин ҳисоб шудааст:

\[ E_A=(P_{\max}-P_0) \left[ T_{\mathrm{peak}}+ \frac{T_{\mathrm{rise}}+T_{\mathrm{fall}}}{2} \right] \]

Дар ин ҷо \(P_0\) баромади қувва пеш аз рӯйдодро ва \(P_{\max}\) қувваи баландтаринро ҳангоми дастгирии босуръат ифода мекунад. Ифодаи вақт дар қавс давомнокии самараноки сигнали дастгирии трапетсияшакл аст.

Талаботи энергия ҳангоми барқароршавии суръати ротор бошад:

\[ E_B= \frac{1}{2}(P_0-P_{\min})T_{\mathrm{recovery}} \]

ба ин шакл дода шудааст. \(P_{\min}\) сатҳи пасттарини қувваи барқии турбинаи бодӣ ҳангоми барқароршавӣ мебошад. Дастгирии воситаҳои нақлиёти барқӣ дар ин таҳқиқот махсусан ба кам кардани фишори иловагии талаботи \(E_B\) ба генераторҳои синхронӣ нигаронида шудааст.

Тавозуни энергия дар давраи барқароршавии генератори синхронӣ

Дар таҳқиқот динамикаи генератори синхронӣ бо муодилаи классикии ларзиш ифода шудааст:

\[ \frac{2H}{\omega_s}\frac{d\Delta\omega}{dt} = \Delta P_m(t)-\Delta P_e(t)-D\Delta\omega(t) \]

\(H\) собити инерсияро; \(\omega_s\) суръати кунҷии синхрониро; \(\Delta P_m\) тағйирёбии қувваи механикиро; \(\Delta P_e\) тағйирёбии қувваи барқиро; \(D\) бошад коэффисиенти хомӯшшавии вобаста ба сарбориро нишон медиҳад.

Бо истифода аз тавозуни энергия байни \(t_0\), ки дар он минимуми басомад ба вуҷуд меояд, ва \(t_f\), ки барқароршавии ротор анҷом меёбад, саҳми мошини синхронӣ чунин дода шудааст:

\[ E'_B= \frac{2H}{\omega_s}(-\Delta\omega_{\max}) + D\int_{t_r}^{t_f}\Delta\omega(t)\,dt - \int_{t_0}^{t_f}\Delta P_m(t)\,dt \]

Муодила тағйирёбии энергияи кинетикӣ, хомӯшшавии сарборӣ ва саҳми танзимгари механикиро якҷо ифода мекунад. Ҳангоми додани қувва аз ҷониби гурӯҳи воситаҳои нақлиёти барқӣ ҳадаф кам кардани саҳми барқии аз генератори синхронӣ талабшаванда мебошад.

Чаро воситаҳои нақлиёти барқӣ пайваста истифода намешаванд?

Гарчанде интиқоли энергия аз воситаи нақлиёт ба шабака аз ҷиҳати техникӣ имконпазир аст, барои соҳибони воситаҳои нақлиёт се нигаронии асосӣ вуҷуд дорад:

  • Тез шудани давраҳои батарея ва талафи иқтидор дар дарозмуддат
  • Набудани захираи кофии масофаи ҳаракат барои сафари фаврӣ ё банақшагиринашуда
  • Кам шудани назорати корбар бар он ки воситаи нақлиёт кай ва чӣ қадар холӣ карда мешавад

Системаи пешниҳодшуда кӯшиш мекунад ин мушкилотро бо маҳдуд кардани вақти дастгирӣ, ба ҷойи истифодаи пайвастаи воситаҳои нақлиёти барқӣ дар тамоми рӯйдоди басомад, коҳиш диҳад. Воситаи нақлиёт танҳо пас аз расидан ба ҳолати муайяни ҳадди ақали заряд метавонад дастгирӣ диҳад ва тазриқи қувва асосан ба давраи барқароршавии турбинаи бодӣ маҳдуд мешавад.

Минтақаҳои ҳолати заряд

Фосилаи ҳолати зарядТарзи кори воситаи нақлиёт
0 то \(SoC_0\)Ҳолати бекорӣ ё пеш аз расидан ба истгоҳ
\(SoC_0\) то \(SoC_m\)Танҳо пуркунӣ
\(SoC_m\) то \(SoC_{\max}\)Пуркунӣ ва дастгирии басомад
\(SoC_{\max}\) то қатъи пайвастТанҳо барои дастгирии басомад омода

Ҳангоми расидани воситаи нақлиёт ба истгоҳи пуркунӣ ҳолати ибтидоии заряд ҳамчун \(SoC_0\) муайян шудааст. Дастгирии басомад танҳо пас аз расидани батарея ба ҳадди \(SoC_m\) фаъол мегардад. Бо ин роҳ ба энергияи ҳадди ақале, ки барои нақлиёт лозим аст, афзалият дода мешавад.

Гурӯҳи эҳтимолии воситаҳои нақлиёт чӣ гуна сохта шудааст?

Шумора ва ҳолати энергетикии воситаҳои нақлиёти ба истгоҳи пуркунӣ пайвастшуда дар давоми рӯз собит нест. Масофаи сафар, вақти расидан ба истгоҳ ва давомнокии пайваст мондани воситаҳои нақлиёт фарқ мекунад. Муҳаққиқон ин номуайяниро ба ҷойи як модели собити батарея бо равиши Monte Carlo ифода кардаанд.

Ҳолати ибтидоии заряд дар таҳқиқот бо муносибати зерин дода шудааст:

\[ SoC_0= \left( 1-\frac{nL}{L_{\max}} \right) \]

\(L\) масофаи сафари ҳаррӯзаро ва \(L_{\max}\) масофаи максималии ҳаракати воситаи нақлиётро нишон медиҳад. Маъно ва андозаи тағйирёбандаи \(n\) дар муодила дар матн ба қадри кофӣ равшан таъриф нашудааст. Аз ин рӯ, барои бозсозии муодила дидани коди ҳисоббарории истифодакардаи муаллифон зарур аст.

Зичии эҳтимолияти масофаи сафари ҳаррӯза:

\[ f(L)= \frac{1}{L\sigma_L\sqrt{2\pi}} \exp\left[ -\frac{(\ln L-\mu_L)^2}{2\sigma_L^2} \right] \]

ба ин шакл дода шудааст. Гарчанде матн ин тақсимотро нормалӣ меномад, азбаски дар муодила \(\ln L\) ва \(1/L\) мавҷуд аст, шакли математикии он тақсимоти логнормалӣ мебошад.

Вақти расидан ба маркази пуркунӣ бошад, бо тақсимоти нормалӣ ифода шудааст:

\[ f(\tau_{\mathrm{arrive}}) = \frac{1}{\sqrt{2\pi\sigma_t^2}} \exp\left[ -\frac{(\tau_{\mathrm{arrive}}-\mu_t)^2} {2\sigma_t^2} \right] \]

Вақти расидан ба ҳадди \(SoC_m\) дар таҳқиқот:

\[ \tau_{SoC_m} = \frac{Lw_{\mathrm{cons}}-w_t+w_m} {w_{\mathrm{charge}}} \]

ба ин шакл дода шудааст. \(w_{\mathrm{cons}}\) истеъмоли энергия барои як километр; \(w_m\) сатҳи энергия дар ҳолати заряди ҳаддӣ ва \(w_{\mathrm{charge}}\) қувваи пуркуниро ифода мекунад. Азбаски \(w_t\) дар матн ҳамчун “EV rated power” таъриф шудааст, шарҳи андозавии муодила пурра нест.

Давомнокие, ки як воситаи нақлиёт метавонад барои дастгирӣ пайваст бимонад:

\[ \tau_{\mathrm{support}} = (1+r)\tau_{SoC_m} \]

ҳисоб шудааст. \(r\) коэффисиенти тасодуфии вақт аст, ки ба рафтори ронандагӣ вобаста мебошад.

Энергияи умумии дастгирии гурӯҳ:

\[ E_{\mathrm{support,agg}} = \int_{\langle\tau_{\mathrm{support}}\rangle} P_{\mathrm{EV,avg}}(t)\,dt \]

муайян шудааст. \(P_{\mathrm{EV,avg}}\) қувваи миёнаи қуллавии дастраси воситаҳои нақлиёти пайвастшударо нишон медиҳад. Стратегияи идоракунӣ аз рӯи ҳамин баҳодиҳии умумии энергия интихоб мешавад.

Қиматҳои истифодашуда барои модели Monte Carlo

ПараметрҚимати истифодашуда дар таҳқиқот
Шумораи воситаҳои нақлиёти барқӣ2.000
Шумораи озмоишҳои Monte Carlo10.000
Миёнаи тақсимоти сафар3,2
Инҳирофи стандартии тақсимоти сафар0,5
Вақти миёнаи расидан18.00
Инҳирофи стандартии вақти расидан2 соат
Масофаи максималии ҳаракати воситаи нақлиёт300 km
Истеъмоли энергия0,18 kWh/km
Иқтидори батарея50 kWh
Қувваи пуркунӣ7 kW
Коэффисиенти давомнокии дастгирӣ0,2
Ҳолати ҳадди ақали заряд%30
Вақти рӯйдод19.00
Давомнокии зарурии дастгирӣ1 соат

Гистограммаи 10.000 озмоиш тақсимотеро нишон медиҳад, ки тақрибан дар фосилаи 9,2–10,2 MW паҳн шудааст. Муҳаққиқон қувваи дастраси гурӯҳро дар сатҳи эътимоди %90 тақрибан 10 MW ифода кардаанд, аммо ҳудудҳои ададии поёнӣ ва болоро алоҳида нанавиштаанд.

Модели батарея

Батареяи литий-ионӣ бо модели эквивалентии Shepherd ифода шудааст. Шиддати холӣшавӣ:

\[ V= V_0 -k\frac{C_{\max}}{C_{\max}-it}i_l -k\frac{C_{\max}}{C_{\max}-it}it +Ae^{-Bit} \]

Шиддати пуркунӣ бошад:

\[ V= V_0 -k\frac{C_{\max}}{0{,}1C_{\max}+it}i_l -k\frac{C_{\max}}{C_{\max}-it}it +Ae^{-Bit} \]

ба ин шакл дода шудааст. \(V_0\) шиддати бе сарборӣ, \(k\) коэффисиенти қутбиш, \(C_{\max}\) иқтидори максималӣ, \(i_l\) ҷузъи басомади пасти ҷараёни батарея ва \(A\) ва \(B\) коэффисиентҳои минтақаи экспоненсиалии шиддатро ифода мекунанд.

Ин модел динамикаи шиддати барқӣ ва ҳолати заряди батареяро ифода мекунад. Механизмҳои вайроншавии дарозмуддат, ба монанди пиршавии вобаста ба ҳарорати ҳуҷайра, афзоиши қабати байнифазавии электролити сахт, рӯйпӯшшавии литий, талафи иқтидор ё зиёдшавии муқовимати дохилӣ ҳал карда нашудаанд.

Пайвасти электроникаи қувва

Батарея тавассути табдилдиҳандаи изолятсиянашудаи DC–DC, ки дар ҳолати баландбардор кор мекунад, ба системаи шинаи DC пайваст шудааст. Шинаи DC тавассути табдилдиҳандаи манбаи шиддат қувваи фаъолро ба шабака интиқол медиҳад.

Муодилаҳои шиддати меҳварҳои \(d\) ва \(q\)-и табдилдиҳанда:

\[ V_{db} = V_{dg}-R_gi_{dg} -L_g\frac{di_{dg}}{dt} -\omega_gL_gi_{qg} \]

\[ V_{qb} = V_{qg}-R_gi_{qg} -L_g\frac{di_{qg}}{dt} -\omega_gL_gi_{dg} \]

мебошанд. Қувваи фаъол асосан бо истиноди ҷараёни меҳвари \(d\) идора шудааст. Дар таҳқиқот истиноди меҳвари \(q\) сифр интихоб шуда, ин ҳолат бо ибораи “zero-power-factor operation” шарҳ дода шудааст. Аммо маънои техникии ин ибора дар чаҳорчӯбаи истинодии истифодашуда алоҳида асоснок карда нашудааст.

Идоракунии иерархии сеқабата

Расми 4 дар саҳифаи 11-и таҳқиқот дастгирии воситаҳои нақлиёти барқиро ба се сатҳи идоракунӣ ҷудо мекунад:

Сатҳи идоракунӣҶузъҳоВазифаи асосӣ
Идоракунии ибтидоӣИдоракунандаи парки бодӣ ва идоракунандаи марказии EVПайгирии басомад, оғоз кардани дастгирии босуръати басомад, ҳисоб кардани қимати RoCoF ва интихоби стратегия
Идоракунии дуюмдараҷаАгрегаторҳои воситаҳои нақлиёти барқӣИнтиқоли маълумот ва фармонҳо байни идоракунандаи марказӣ ва марказҳои минтақавии пуркунӣ
Идоракунии сеюмМарказҳои пуркунӣ ва воситаҳои нақлиёти пайвастшудаТатбиқи истинодҳои қувва барои табдилдиҳандаҳои алоҳида

Идоракунандаи марказӣ басомади система ва ҳолати дастгирии босуръати басомади нерӯгоҳи бодиро мегирад. Марказҳои пуркунӣ бошад, миқдори энергияи дастраси воситаҳои нақлиёти пайвастшударо ба агрегаторҳои минтақавӣ интиқол медиҳанд. Бо ин роҳ қарори сатҳи системаи қувва ба шумораи зиёди батареяҳои хурд дар сатҳи тақсимот интиқол меёбад.

Минимуми басомад чӣ гуна муайян мешавад?

Барои дар вақти дуруст ба кор андохтани қувваи воситаҳои нақлиёти барқӣ суръати тағйирёбии басомад бо филтри Kalman баҳогузорӣ шудааст. Вектори ҳолат:

\[ \mathbf{x}(k)= \begin{bmatrix} f(k)\\ \dot{f}(k) \end{bmatrix} \]

ва матритсаи гузариш:

\[ A= \begin{bmatrix} 1 & 0{,}02\\ 0 & 1 \end{bmatrix} \]

муайян шудаанд. Вақти намунагирӣ 0,02 сония аст. Ковариатсияи садои раванд:

\[ Q= \begin{bmatrix} 10^{-4} & 0\\ 0 & 10^{-2} \end{bmatrix} \]

ва ковариатсияи садои ченкунӣ:

\[ R= \begin{bmatrix} 10^{-3} & 0\\ 0 & 10^{-1} \end{bmatrix} \]

интихоб шудаанд. Вақте ки қимати филтршудаи RoCoF аз манфӣ ба мусбат мегузарад, қабул шудааст, ки басомад ба нуқтаи минимум расидааст ва лаҳзаи \(t_{\mathrm{nadir}}\) муайян шудааст.

Стратегияи I: Танҳо дастгирии барқароршавӣ

Агар энергияи дастраси гурӯҳ аз ҳадди \(d\), ки оператор муайян кардааст, паст бошад, Стратегияи I интихоб мешавад. Қувваи воситаҳои нақлиёт танҳо пас аз минимуми басомад ба кор медарояд ва дар давоми вақти барқароршавии ротор ба таври хаттӣ коҳиш меёбад:

\[ P_{\mathrm{EV}}(t)= \begin{cases} P_{s,\max} -\dfrac{P_{s,\max}}{T_{\mathrm{rec}}} (t-t_{\mathrm{nadir}}), & t_{\mathrm{nadir}} \leq t \leq t_{\mathrm{nadir}}+T_{\mathrm{rec}}\\ 0, & \text{diğer zamanlarda} \end{cases} \]

Афзалияти ин стратегия баланд кардани минимуми аввали басомад нест, балки кам кардани бори генератори синхронӣ ҳангоми барқароршавии басомад мебошад. Фосилаи вақте, ки батареяи воситаи нақлиёти барқӣ фаъол мемонад, маҳдуд аст.

Стратегияи II: Дастгирии думарҳилагӣ пеш ва пас аз рӯйдод

Агар энергияи гурӯҳ аз ҳадди \(d\) зиёд бошад, Стратегияи II истифода мешавад. Воситаҳои нақлиёт пеш аз минимуми басомад бо қувваи коҳишёфта ва пас аз минимум бо қувваи баландтар дастгирӣ медиҳанд:

\[ P_{\mathrm{EV}}(t)= \begin{cases} \dfrac{P_{s,\max}}{2} -\delta P_{s,\max} \dfrac{t-t_0}{t_{\mathrm{nadir}}-t_0}, & t_0\leq t\leq t_{\mathrm{nadir}}\\ P_{s,\max} -\dfrac{P_{s,\max}}{T_{\mathrm{rec}}} (t-t_{\mathrm{nadir}}), & t_{\mathrm{nadir}} \leq t \leq t_{\mathrm{nadir}}+T_{\mathrm{rec}}\\ 0, & \text{diğer zamanlarda} \end{cases} \]

\(\delta\) коэффисиентест, ки оператор онро байни 0 ва 1 интихоб мекунад. Дар таҳқиқот ҳадди \(d\) ба таври ихтиёрӣ 0,05 MWh гирифта шудааст. Оптимизатсияе, ки қиматҳои \(d\) ва \(\delta\)-ро худкор муайян кунад, пешниҳод нашудааст.

Чаро оғоз дар минимуми басомад интихоб шудааст?

Инчунин алоҳида муқоиса шудааст, ки дастгирии воситаҳои нақлиёти барқӣ бояд аз рӯи сигнали пешакӣ барномарезишудаи барқароршавии турбинаи бодӣ оғоз шавад ё аз рӯи минимуми воқеии басомад.

МеъёрСтратегияи I бар асоси сигналСтратегияи II бар асоси сигналСтратегияи I бар асоси \(t_{\mathrm{nadir}}\)Стратегияи II бар асоси \(t_{\mathrm{nadir}}\)
Минимуми басомад59,15 Hz59,40 Hz59,15 Hz59,38 Hz
RoCoF0,200,140,200,147
Вақти болоравӣ9,4 s9,5 s9,2 s9,0 s
Аз ҳадгузарии баландтарин0,420,500,400,30

Усули бар асоси \(t_{\mathrm{nadir}}\), махсусан аз ҷиҳати вақти болоравӣ ва аз ҳадгузарӣ, натиҷаи беҳтар додааст. Аммо минимуми басомади Стратегияи II дар усули бар асоси сигнал 59,40 Hz ва дар усули бар асоси \(t_{\mathrm{nadir}}\) 59,38 Hz аст. Аз ин рӯ, қарори вақти “беҳтарин” на танҳо ба минимуми басомад, балки ба ҳамаи меъёрҳои вокуниши гузаро асос меёбад.

Натиҷаи асосӣ дар системаи IEEE-9-шина

Дар системаи тағйирёфтаи IEEE-9-шина се генератори синхронии муфассал, нерӯгоҳи бодии DFIG бо қувваи 75 MW ва гурӯҳи воситаҳои нақлиёти барқӣ бо қувваи дастраси тақрибан 10 MW моделсозӣ шудаанд. Суръати бод 12 m/s, афзоиши ногаҳонии сарборӣ 100 MW ва вақти рӯйдод 130 сония аст.

МеъёрБе дастгирии EVСтратегияи IСтратегияи II
Минимуми басомад59,14 Hz59,15 Hz59,40 Hz
RoCoF0,220,200,14
Вақти болоравӣ9,56 s9,50 s9,40 s
Аз ҳадгузарии баландтарин0,510,500,42

Азбаски Стратегияи I танҳо пас аз минимум кор мекунад, афзоиш дар минимуми басомад хеле хурд аст. Таъсири асосӣ дар давраи барқароршавӣ дида мешавад. Стратегияи II дар қисми аввали рӯйдод ҳам дастгирӣ медиҳад, бинобар ин минимуми басомадро ба таври равшантар баланд кардааст.

Профили истеҳсоли изофии муваққатӣ ва барқароршавии нерӯгоҳи бодӣ аз ҳамгироии воситаҳои нақлиёти барқӣ асосан таъсир нагирифтааст. Истиноди ҷараёни меҳвари \(d\)-и табдилдиҳандаи воситаи нақлиёти барқӣ сигнали идоракуниро пайгирӣ карда, истиноди меҳвари \(q\) дар сифр нигоҳ дошта шудааст.

Муқоиса бо дастгирии собит

Дар сенарияи муқоисавии анъанавӣ гурӯҳи воситаҳои нақлиёти барқӣ дар оғози рӯйдод тақрибан 10 MW қувваи собит дода, дастгирӣ дар як лаҳзаи муайян ногаҳон қатъ шудааст. Ин усул дар пастшавии аввали басомад қавитарин дастгириро таъмин кардааст.

Аммо вақте ки қувва якбора ба сифр паст карда шуд, дар шабака номувозунии нави қувва пайдо шуда, ларзиши дуюмдараҷаи басомад мушоҳида шудааст. Азбаски дар стратегияҳои пешниҳодшуда қувва ба таври хаттӣ кам карда мешавад, таъсири ин бозпасгирии ногаҳонӣ маҳдуд шудааст.

Ҳангоми баррасии баромади қувваи барқии генератори синхронӣ, стратегияҳои рампавӣ қувваи аз генератор талабшавандаро дар давраи барқароршавии турбинаи бодӣ коҳиш додаанд. Дастгирии собит дар оғоз вокуниши гузарои беҳтар додааст, дар ҳоле ки усули пешниҳодшуда давраи барқароршавиро мутавозинтар кардааст.

Муқоисаи истифодаи батарея

УсулБаландтарин \(\Delta SoC\)Истифодаи энергия, ки дар таҳқиқот дода шудааст
Дастгирии собит−%3,6626,91
Стратегияи I−%2,168,46
Стратегияи II−%1,839,47

Истифодаи энергия дар Стратегияи I нисбат ба дастгирии собит тақрибан %68,6 камтар аст. Дар Стратегияи II коҳиш тақрибан %64,8 мебошад. Аммо азбаски воҳиди сутуни истифодаи энергия дода нашудааст, қиматҳоро ҳамчун kWh, MWh, фоиз ё энергияи нормализатсияшуда тафсир кардан имкон надорад.

Гарчанде Стратегияи II нисбат ба Стратегияи I гузариши энергияи каме бештар дорад, пастшавии баландтарини ҳолати заряд хурдтар аст. Муносибати ин фарқ бо тақсимоти қувва байни воситаҳои нақлиёт, вақти оғоз ё ҳисобкунии нишондиҳандаи истифодашуда дар мақола муфассал шарҳ дода нашудааст.

Ин натиҷаҳо талафи воқеии иқтидори батареяро чен намекунанд. Онҳо танҳо тағйироти кӯтоҳмуддати ҳолати заряд ва гузариши энергияро нишон медиҳанд. Барои муайян кардани пиршавии даврии дарозмуддат бояд ҳарорат, кимиёи ҳуҷайра, нисбати ҷараён, сатҳи заряд, вақти истироҳат ва ҳазорон такрор моделсозӣ шаванд.

Таъхири алоқа

Манбаи таъхирФосилаи қабулшуда дар таҳқиқот
Ченкунии PMU20–50 ms
Баҳодиҳии RoCoF60–100 ms
Алоқа аз парки бодӣ ба идоракунандаи EV50–150 ms
Алоқаи агрегатори EV50–200 ms
Фаъолшавии истгоҳи пуркунӣ10–50 ms

Барои таъхири умумӣ фосилаи 200–550 ms пешбинӣ шудааст. Дар таҳлили таҷрибавии ҳассосият таъхир аз 250 ms то 950 ms зиёд карда шудааст.

Дар Стратегияи II таъхир боиси дертар ба вуҷуд омадани дастгирии қувваи паст пеш аз минимум ва қувваи қуллавӣ пас аз минимум шудааст. Дар Стратегияи I, азбаски дастгирӣ аллакай пас аз минимуми басомад оғоз мешавад, таъсири таъхир асосан дар минтақаи барқароршавӣ дида шудааст.

Шакли умумии каҷҳои басомад ба ҳолати бетаъхир наздик мондааст, аммо дар қувваи қуллавӣ ва нуқтаи корӣ тағйироти хурд ба вуҷуд омадаанд. Ин натиҷа ба таҳаммулпазирӣ нисбат ба таъхир дар шароити муайяни моделсозӣ ишора мекунад; талафи бастаҳо, таъхири номуназзам, хатои ҳамоҳангсозии соат, қатъи алоқа ё дахолати бадхоҳона ба маълумот моделсозӣ нашудаанд.

Таъсири ҳолати миёнаи заряд

Қувваи дастраси гурӯҳ ба ҳолати миёнаи заряди воситаҳои нақлиёти пайвастшуда мутаносиби мустақим қабул шудааст. Ҳолати миёнаи баландтари заряд дастгирии қувваи бештар, минимуми беҳтари басомад, вақти кӯтоҳтари болоравӣ ва аз ҳадгузарии камтарро таъмин кардааст.

Бо паст шудани ҳолати заряд баромади қувваи гурӯҳи воситаҳои нақлиёти барқӣ ба таври хаттӣ кам карда шудааст. Дар батареяҳои воқеӣ иқтидори қувва аз сабаби ҳарорат, шиддати ҳуҷайра, маҳдудиятҳои системаи идоракунии батарея, дараҷаи пиршавӣ ва иқтидори табдилдиҳанда на ҳамеша бо ҳолати заряд ба таври хаттӣ тағйир меёбад.

Натиҷаҳои системаи IEEE-39-шина

Барои санҷиши усул дар шабакаи калонтар, он ба системаи тағйирёфтаи IEEE-39-шина татбиқ шудааст. Дар сонияи 50 ду афзоиши ҷудогонаи сарборӣ — 300 MW ва 600 MW — ба вуҷуд оварда шудаанд.

Ҳангоми афзоиши сарбории 600 MW дастгирии воситаҳои нақлиёти барқӣ минимуми басомадро танҳо ба андозаи маҳдуд тағйир додааст, аммо вақти барқароршавии басомадро беҳтар кардааст. Қувваи гурӯҳ барои Стратегияи I ва Стратегияи II сохтори рампавии монанд ба системаи IEEE-9-шинаро пайгирӣ кардааст.

Дар рӯйдоди 300 MW низ Стратегияи II каҷи басомади каме беҳтарро ба вуҷуд овардааст. Бо вуҷуди ин, номгузории сенария дар матни натиҷаҳо пайдарҳам нест; дар баъзе ҷумлаҳо Стратегияи II ҳамчун “Senaryo II” навишта шудааст.

Бозёфти муҳими таҳлили IEEE-39-шина он аст, ки дастгирии воситаҳои нақлиёти барқӣ метавонад дар баромади қувваи нерӯгоҳи бодӣ ларзишҳои баландтар ба вуҷуд орад. Ин таъсири мутақобил нишон медиҳад, ки хуб кор кардани идоракунандаи воситаи нақлиёти барқӣ ва идоракунандаи турбинаи бодӣ ба таври алоҳида кафолат намедиҳад, ки тамоми система бе ларзиш хоҳад буд.

Ҷиҳатҳои қавии таҳқиқот

  • Равиши дастгирии маҳдудмуддат таҳия шудааст, ки кӯшиш мекунад афзалияти нақлиётии воситаҳои нақлиёти барқиро ҳифз кунад.
  • Дастгирии аввали басомад аз ҷониби турбинаи бодӣ ва марҳилаи барқароршавии суръати ротор алоҳида баррасӣ шудаанд.
  • Номуайянии сафари ҳаррӯза ва вақти расидани воситаҳои нақлиёт ба истгоҳ бо модели Monte Carlo ифода шудааст.
  • Батарея, табдилдиҳандаи DC–DC, VSC ва идоракунандаҳои шабака ба модели динамикӣ дохил шудаанд.
  • Сохтори иерархӣ бо сатҳҳои идоракунандаи марказӣ, агрегатор ва маркази пуркунӣ сохта шудааст.
  • Вақти тазриқи қувва бо ду усули гуногун муқоиса шудааст.
  • Равиши пешниҳодшудаи рампавӣ бо дастгирии EV-и қувваи собит муқоиса шудааст.
  • Тағйирёбии ҳолати заряд ва гузариши энергия ҳамчун нишондиҳандаҳои таъсир ба истифодаи воситаи нақлиёт пешниҳод шудаанд.
  • Ҳассосияти таъхири алоқа дар фосилаи 250–950 ms таҳлил шудааст.
  • Усул ҳам дар системаи IEEE-9-шина ва ҳам IEEE-39-шина санҷида шудааст.
  • Матритсаҳои филтри Kalman ва вақти намунагирӣ дар қисми замима оварда шудаанд.
  • Таҳқиқот ларзишҳои қувваи бодиро, ки метавонанд дар шабакаи калон ба вуҷуд оянд, ҳамчун маҳдудият ба таври равшан зикр кардааст.

Маҳдудиятҳои таҳқиқот

  • Таҳқиқот preprint аст ва аз баррасии ҳамтоён нагузаштааст.
  • Ҳамаи натиҷаҳо ба моделсозии рақамӣ асос ёфтаанд.
  • Ченкунии воқеии истгоҳи пуркунӣ, воситаи нақлиёти барқӣ ё нерӯгоҳи бодӣ истифода нашудааст.
  • Hardware-in-the-loop ё моделсозии рақамии вақти воқеӣ анҷом дода нашудааст.
  • Нишон дода нашудааст, ки тақсимоти сафари ҳаррӯза ва расидан то чӣ андоза минтақаи татбиқи баррасишударо намояндагӣ мекунад.
  • 2.000 воситаи нақлиёт, батареяи 50 kWh ва қувваи пуркунии 7 kW ягона конфигуратсияи асосии гурӯҳ мебошад.
  • Моделҳои гуногуни воситаҳои нақлиёт, кимиёи батареяҳо ва қувваҳои табдилдиҳанда алоҳида баррасӣ нашудаанд.
  • Дар муодилаҳои ҳолати ибтидоии заряд ва вақти расидан ба ҳадд мушкилоти таърифи тағйирёбандаҳо вуҷуд доранд.
  • Маҳдудиятҳои трансформатори тақсимотӣ, ҷараёни хат ва шиддати марказҳои пуркунӣ моделсозӣ нашудаанд.
  • Таъсири дастгирии воситаҳои нақлиёти барқӣ ба қувваи реактивӣ ва шиддати маҳаллӣ омӯхта нашудааст.
  • Пиршавии батарея танҳо бо тағйирёбии SoC ва гузариши энергия ифода шудааст.
  • Воҳиди нишондиҳандаи истифодаи энергия шарҳ дода нашудааст.
  • Ҳадди интихоби стратегия \(d\) ихтиёрӣ муайян шудааст.
  • Усули интихоби коэффисиенти \(\delta\) пешниҳод нашудааст.
  • Дар рақамгузории сенарияҳо чанд номувофиқии дохилиматнӣ вуҷуд дорад.
  • Дар таҳлили алоқа талафи баста, қатъшавӣ ва ҳамлаи киберӣ вуҷуд надорад.
  • Иштироки корбар, пардохт, кафолати батарея ва сохтори шартнома омӯхта нашудаанд.
  • Бозори воқеии хизматрасонии басомад ва маҳдудиятҳои grid code ба модел илова нашудаанд.
  • Барои коҳиш додани ларзишҳои афзудаи қувваи бодӣ, ки дар системаи IEEE-39-шина дида шудаанд, усул таҳия нашудааст.
  • Коди манбаъ ва файлҳои моделсозии таҳқиқот мубодила нашудаанд.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад

  • Гурӯҳи воситаҳои нақлиёти барқӣ дар моделҳои баррасишуда метавонад дастгирии кӯтоҳмуддати қувваи фаъолро таъмин кунад.
  • Дастгирии пас аз минимуми басомад метавонад ҳангоми барқароршавии суръати ротори турбинаи бодӣ бори генератори синхрониро кам кунад.
  • Стратегияи II, ки пеш ва пас аз минимуми басомад кор мекунад, дар моделсозии IEEE-9-шина беҳтарин меъёрҳои умумии басомадро ба вуҷуд овардааст.
  • Қатъи ногаҳонии дастгирии рампавӣ нисбат ба қатъи ногаҳонии дастгирии собит ларзиши дуюмдараҷаи басомадро кам кардааст.
  • Усулҳои пешниҳодшуда нисбат ба дастгирии собит тағйирёбии камтари ҳолати зарядро нишон додаанд.
  • Модели Monte Carlo бо параметрҳои интихобшуда тақрибан 10 MW қувваи дастраси гурӯҳро ба вуҷуд овардааст.
  • Таъхирҳои баррасишудаи 250–950 ms ҷавоби умумии басомадро пурра вайрон накардаанд, аммо вақти тазриқи қувва ва қимати қуллавиро тағйир додаанд.
  • Бо баланд шудани ҳолати миёнаи заряд қувваи дастгирии гурӯҳи воситаҳои нақлиёти барқӣ ва нишондиҳандаҳои басомад беҳтар шудаанд.
  • Усул дар системаи IEEE-39-шина низ рафтори барқароршавии басомадро беҳтар кардааст.
  • Байни идоракунии воситаҳои нақлиёти барқӣ ва турбинаи бодӣ таъсирҳои мутақобиле вуҷуд дошта метавонанд, ки ларзиш ба вуҷуд оранд.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот исбот намекунад

  • Таҳқиқот исбот намекунад, ки соҳибони воқеии воситаҳои нақлиёти барқӣ дар система иштирок мекунанд.
  • Нишон намедиҳад, ки усули пешниҳодшуда ба умри батарея таъсир намекунад.
  • Кам будани тағйирёбии SoC маънои онро надорад, ки пиршавии электрохимиявӣ аҳамият надорад.
  • Нишон намедиҳад, ки аз 2.000 воситаи нақлиёт дар ҳама шароит 10 MW дастгирӣ гирифтан мумкин аст.
  • Тасдиқ намекунад, ки инфрасохтори алоқа дар шароити воқеӣ бо таъхири 200–550 ms боэътимод кор хоҳад кард.
  • Исбот намекунад, ки усул дар шабакаи тақсимотӣ шиддати зиёдатӣ ё аз ҳад пурборшавии трансформаторро ба вуҷуд намеорад.
  • Натиҷаҳои шабакаҳои санҷишии IEEE-ро мустақиман ба шабакаи воқеии як кишвар гузарондан мумкин нест.
  • Гуфтан мумкин нест, ки Стратегияи II барои ҳар андозаи рӯйдод, суръати бод ва ҳиссаи энергияи барқароршаванда беҳтарин интихоб аст.
  • Умумӣ кардан мумкин нест, ки дастгирии собит дар ҳамаи татбиқҳо пастшавии дуюмдараҷаи басомадро ба вуҷуд меорад.
  • Нишон дода нашудааст, ки идоракунии пешниҳодшуда аз ҷиҳати иқтисодӣ фоидаовар аст.
  • Кафолати батарея, ҷуброни корбар ва пардохтҳои бозори энергия арзёбӣ нашудаанд.
  • Амнияти киберӣ ва махфияти маълумот тасдиқ нашудаанд.
  • Система маҳсулоти тиҷоратии омода барои кори вақти воқеӣ нест.

Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот

Ҷараёни кори рақамӣ

  1. Нуқтаи максималии қувва ва динамикаи дастгирии босуръати басомади турбинаи бодии DFIG моделсозӣ шудаанд.
  2. Энергияи аз энергияи кинетикии ротор ҳангоми дастгирӣ гирифташуда ва талаботи энергияи барқароршавӣ ҳисоб шудаанд.
  3. Тақсимоти эҳтимолии масофаи ҳаррӯза ва вақти расидани воситаҳои нақлиёти барқӣ муайян шудаанд.
  4. Бо 2.000 воситаи нақлиёт ва 10.000 озмоиши Monte Carlo қувваи дастраси гурӯҳ ба вуҷуд оварда шудааст.
  5. Батареяи воситаи нақлиёт бо модели литий-ионии Shepherd ифода шудааст.
  6. Батарея бо табдилдиҳандаи DC–DC ва модели VSC-и ба шабака пайваст ҳамгиро шудааст.
  7. Сохтори сеқабата аз идоракунандаи марказии EV, агрегаторҳо ва марказҳои пуркунӣ сохта шудааст.
  8. Аз маълумоти басомади PMU бо филтри Kalman баҳодиҳии RoCoF анҷом дода шудааст.
  9. Лаҳзае, ки RoCoF мусбат мешавад, ҳамчун минимуми басомад муайян шудааст.
  10. Агар энергияи дастрас аз ҳадди \(d\) паст бошад, Стратегияи I ва агар боло бошад, Стратегияи II интихоб шудааст.
  11. Усул дар шабакаи тағйирёфтаи IEEE-9-шина бо афзоиши сарбории 100 MW санҷида шудааст.
  12. Оғоз дар асоси минимуми басомад бо оғоз дар асоси вақти барномарезишудаи FFR муқоиса шудааст.
  13. Стратегияҳои пешниҳодшуда бо дастгирии қувваи собити воситаҳои нақлиёти барқӣ муқоиса шудаанд.
  14. Тағйирёбии SoC-и батарея ва гузариши энергия арзёбӣ шудаанд.
  15. Ҳассосияти таъхири алоқаи 250–950 ms татбиқ шудааст.
  16. Таъсири сатҳҳои гуногуни миёнаи SoC ба қувваи дастгирӣ омӯхта шудааст.
  17. Усул дар шабакаи IEEE-39-шина бо афзоишҳои сарбории 300 ва 600 MW дубора санҷида шудааст.

Конфигуратсияи асосии система

Ҷузъи усулРавиши истифодашуда дар таҳқиқот
Генератори бодӣГенератори асинхронии дутаъмина
Қувваи нерӯгоҳи бодӣ75 MW
Суръати номиналии бод12 m/s
Дастгирии басомади бодӣСигнали зинавии WTGIBFFR
Шумораи воситаҳои нақлиёти барқӣ2.000
Иқтидори батарея50 kWh барои ҳар воситаи нақлиёт
Қувваи пуркунӣ7 kW барои ҳар воситаи нақлиёт
Ҳадди ақали SoC барои дастгирӣ%30
Озмоиши Monte Carlo10.000
Қувваи интихобшудаи гурӯҳи EVТақрибан 10 MW
Вақти намунагирии идоракунӣ0,02 s
Муайян кардани минимуми басомадТағйири аломати RoCoF бо филтри Kalman
Андозаи рӯйдоди IEEE-9Афзоиши сарбории 100 MW
Андозаҳои рӯйдоди IEEE-39Афзоиши сарбории 300 MW ва 600 MW
Ҳассосияти таъхир250–950 ms
Ҳадди интихоби стратегия0,05 MWh; қимати ихтиёрии моделсозӣ

Вазифаи муқоисавии стратегияҳо

ХусусиятСтратегияи IСтратегияи II
Вақти оғозМинимуми басомадОғози пастшавии басомад
Дастгирӣ пеш аз минимумНестҚувваи коҳишёфта
Дастгирӣ пас аз минимумРампаи коҳишёбандаРампаи коҳишёбандаи баландтар
Ҳадафи асосӣКам кардани бори мошини синхронӣ ҳангоми барқароршавии роторЯкҷо беҳтар кардани пастшавии аввали басомад ва барқароршавӣ
Талаботи энергияКамтарБештар
Минимуми басомади IEEE-959,15 Hz59,40 Hz
Пастшавии баландтарини SoC−%2,16−%1,83
Истифодаи энергия, ки дар таҳқиқот дода шудааст8,46; воҳид нишон дода нашудааст9,47; воҳид нишон дода нашудааст

Хулосаи контекстии бозёфтҳои асосӣ

Мавзӯи баррасишудаБозёфтҳоҲудуди тафсир
Минимуми басомадДар системаи IEEE-9 бо Стратегияи II аз 59,14 Hz то 59,40 Hz боло рафтааст.Барои як рӯйдоди 100 MW ва танзимоти муайяни идоракунӣ эътибор дорад.
RoCoFБо Стратегияи II аз 0,22 то 0,14 паст шудааст.Воҳид дар ҷадвал ба таври равшан дода нашудааст.
БарқароршавӣҲар ду стратегия бори давраи барқароршавии генератори синхрониро коҳиш додаанд.Ченкунии генератори воқеӣ нест, балки натиҷаи моделсозӣ аст.
Дастгирии собитВокуниши аввали басомад қавитар аст, аммо ҳангоми қатъи дастгирӣ ларзиши дуюмдараҷа равшантар мешавад.Натиҷа ба давомнокии интихобшудаи қувваи собит ва тарзи қатъ вобаста аст.
Таъсири SoCСтратегияҳои рампавӣ нисбат ба дастгирии собит тағйирёбии хурдтари SoC ба вуҷуд овардаанд.Тағйирёбии SoC умри батареяро мустақиман ифода намекунад.
Гузариши энергияАз 26,91 то фосилаи 8,46–9,47 паст шудааст.Воҳиди нишондиҳанда шарҳ дода нашудааст.
Таъхири алоқаТо 950 ms шакли умумии басомад асосан нигоҳ дошта шудааст.Талафи баста ва қатъи алоқа моделсозӣ нашудаанд.
Ҳассосияти SoCБо зиёд шудани SoC-и миёна қувваи гурӯҳ ва нишондиҳандаҳои басомад беҳтар шудаанд.Муносибати қувва–SoC хаттӣ қабул шудааст.
Санҷиши IEEE-39Дар рӯйдодҳои 300 ва 600 MW рафтори барқароршавӣ беҳтар шудааст.Афзоиши ларзишҳои қувваи бодӣ мушоҳида шудааст.

Хулосаи илмӣ

Натиҷаи муҳимтарини таҳқиқот нишон медиҳад, ки дастгирии басомад аз ҷониби воситаҳои нақлиёти барқӣ бояд на танҳо аз рӯи “чӣ қадар қувва дода мешавад”, балки аз рӯи “қувва дар кадом лаҳза ва чӣ гуна бозпас гирифта мешавад” тарҳрезӣ шавад. Дастгирии қувваи собит метавонад пастшавии аввали басомадро самараноктар фурӯ нишонад; аммо қатъи ногаҳонии қувва метавонад номувозунии нав ба вуҷуд орад.

Идоракунии рампавӣ қувваи воситаҳои нақлиёти барқиро бо барқароршавии суръати ротори турбинаи бодӣ ҳамоҳанг мекунад. Ба шарофати ин ҳамоҳангӣ кӯшиш мешавад, ки генератори синхронӣ маҷбур нашавад ҳамзамон ҳам афзоиши сарборӣ ва ҳам талаботи барқароршавии турбинаи бодиро таъмин кунад.

Стратегияи I равишест, ки истифодаи энергияи соҳибони воситаҳои нақлиётро бештар маҳдуд мекунад; аммо минимуми аввали басомадро ба таври назаррас беҳтар намекунад. Стратегияи II фосилаи бештари вақтро фаро гирифта, нишондиҳандаҳои умумии басомадро беҳтар мекунад. Аз ин рӯ, интихоби байни ду стратегия бояд на танҳо аз энергияи дастрас, балки аз андозаи рӯйдод, ҳудудҳои амнияти басомад ва талаботи ҳадди ақали заряди корбар вобаста бошад.

Таҳқиқот меъмории идоракунии аз ҷиҳати техникӣ умедбахшро пешниҳод мекунад; аммо барои татбиқи саҳроӣ идоракунии иерархӣ бояд бо маҳдудиятҳои шабакаи тақсимотӣ, операторони гуногуни пуркунӣ, пардохтҳои бозорӣ, амнияти киберӣ, ризоияти корбар ва кафолатҳои батарея якҷо аз нав тарҳрезӣ шавад.

Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул

Номи пурраи аслии таҳқиқот: Collaborative Frequency Support in Wind-Integrated Power Systems Using EVs with Reduced Impact on Vehicle Operation

Муаллифон ва тартиби онҳо: Sunil V Chandran; Deepak M.

Ҳаммуаллифи якуми баробар: Дар таҳқиқот маълумот дар бораи саҳми баробар ё ҳаммуаллифии якуми баробар вуҷуд надорад.

Муаллифи масъул: Дар PDF муаллифи масъул бо ситорача ё ибораи алоҳида нишон дода нашудааст. Сабти расмии metadata-и SSRN Deepak M-ро ҳамчун “Contact Author” нишон медиҳад.

Суроғаҳои почтаи электронии муаллифон:

  • Sunil V Chandran: sunilvarickayil@gmail.com
  • Deepak M: deepakm@nitc.ac.in

Муассиса: Department of Electrical Engineering, National Institute of Technology Calicut, NIT Campus P O, Calicut/Kozhikode, Kerala 673601, Ҳиндустон.

Тасдиқи муассиса ва вазифа: Дар профили расмии факултети NIT Calicut, Deepak M ҳамчун ассистент-профессор дар Department of Electrical Engineering ва муҳаққиқи истифода ва идоракунии системаҳои қувва нишон дода шудааст. Ҳамин профил Sunil V Chandran-ро аз моҳи августи 2021 дар қатори муҳаққиқони докторантии Deepak M нишон медиҳад.

DOI: 10.2139/ssrn.6935132

Навъи манбаъ: Мақолаи таҳқиқотии preprint, ки моделсозии динамикии системаи қувва, гурӯҳи эҳтимолии воситаҳои нақлиёти барқӣ ва моделсозии системаи идоракуниро дар бар мегирад.

Платформаи нашр: SSRN.

Пайванди расмии SSRN:https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=6935132

Пайванди DOI:https://doi.org/10.2139/ssrn.6935132

Санаи нашр: Дар PDF ибораи “Preprint submitted to Elsevier June 12, 2026” мавҷуд аст. Сабти SSRN нишон медиҳад, ки он 13 июни 2026 нашр шудааст.

Маҷалла: Номи маҷаллаи ҳадаф ё қабулшуда дар PDF нишон дода нашудааст. Ибораи “ба Elsevier фиристода шудааст” маънои қабули ҳамтоён ё нашри маҷалларо надорад.

Ношир: Барои нашри ниҳоии ҳамтосанҷишшуда маълумоти ношир вуҷуд надорад. Таҳқиқот дар платформаи preprint-и SSRN ҷойгир шудааст.

Вазъи ҳамтосанҷӣ: Таҳқиқот аз баррасии ҳамтоён нагузаштааст. Дар ҳар саҳифа огоҳии “Preprint not peer reviewed” мавҷуд аст.

Ёддошти metadata-и унвон: Унвони саҳифаи сабти SSRN аз унвони пурраи PDF фарқ мекунад ва кӯтоҳтар менамояд. Дар мазмуни илмӣ унвони пурраи аслии саҳифаи муқоваи PDF асос гирифта шудааст.

Маблағгузорӣ: Дар таҳқиқот изҳороти алоҳида оид ба маблағгузорӣ мавҷуд нест.

Бархӯрди манфиатҳо: Дар таҳқиқот изҳороти алоҳида оид ба бархӯрди манфиатҳо мавҷуд нест.

Сипосгузорӣ: Муҳаққиқон ба дастаи EMTP барои дастгирии нармафзор ва кӯмаки техникӣ сипосгузорӣ мекунанд.

Дастрасии маълумот ва код: Коди манбаъ, файли модели EMTP, скрипти Monte Carlo, файлҳои маълумоти системаи санҷишӣ ё пайванди анбори кушодаи маълумот пешниҳод нашудааст.

Саҳми муаллифон: Изҳороти CRediT ё дигар изҳороти саҳми муаллифон мавҷуд нест.

Ин шарҳи туркӣ бо баррасии пурраи матн, муодилаҳо, ҷадвалҳо, схемаҳои идоракунӣ, диаграммаҳои шабака, графикҳои басомад, тақсимоти Monte Carlo, муқоисаҳои SoC, таҳлилҳои таъхири алоқа ва алгоритми замимаи таҳқиқоти 32-саҳифагии боршуда омода шудааст. Усул ва бозёфтҳои илмӣ танҳо ба мазмуни дар таҳқиқот пешниҳодшуда асос ёфтаанд. Манбаъҳои беруна танҳо барои тасдиқи библиографии DOI, сабти SSRN, муаллифи тамос ва маълумоти муассисаи NIT Calicut истифода шудаанд.

Маҳдудиятҳои асосии таҳқиқот инҳоянд: аз баррасии ҳамтоён нагузаштан, истифода накардани маълумоти системаи воқеӣ, пешниҳод накардани тасдиқи саҳроӣ ё сахтафзорӣ, арзёбии вайроншавии батарея танҳо бо нишондиҳандаҳои ғайримустақим, дохил накардани маҳдудиятҳои шабакаи тақсимотӣ, нишон надодани воҳиди истифодаи энергия, оптимизатсия накардани ҳаддҳои стратегия ва мавҷуд будани номувофиқиҳои дохилиматнӣ дар баъзе таърифҳои муодила, тақсимот ва сенария.

Аз ин рӯ, минимуми басомади гузоришшудаи 59,40 Hz, қувваи гурӯҳии тақрибан 10 MW ва тағйирёбии −%1,83 SoC кафолати кори парки воқеии воситаҳои нақлиёти барқӣ ё шабакаи як кишвар нестанд. Ин қиматҳо натиҷаҳои рақамӣ дар шароити модел, параметрҳо, андозаи рӯйдод ва шабакаҳои санҷишии интихобкардаи муҳаққиқон мебошанд.


Мубодила:

Шарҳҳо пас аз баррасӣ нашр мешаванд.Шарҳи шумо ба раванди тасдиқ фиристода шуда, пас аз пазируфта шудан намоён мегардад.

Шарҳ гузоред

Нишонии почтаи электронии шумо нашр намешавад. Майдонҳои ҳатмӣ бо * нишон дода шудаанд

Иҷозат додан ба кукиҳо таҷрибаи шуморо дар ин сомона беҳтар мекунад. Сиёсати кукиҳо