Моделирование автономной сети энергокомплекса на базе возобновляемых источников энергии с распределённой солнечной генерацией
DOI:
https://doi.org/10.24160/1993-6982-2026-4-54-62Ключевые слова:
возобновляемые источники энергии, децентрализованные энергокомплексы, ETAP-19, режимные параметры, качество электрической энергии, гармонические искажения, высшие гармоники тока и напряжения, батареи статических конденсаторов (БСК), автономное электроснабжение, устойчивое развитие, энергосистемаАннотация
Проанализирован энергетический потенциал Таджикистана, с акцентом на развитие возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Страна обладает значительными запасами гидроэнергетических ресурсов, занимая 8-е место в мире по этому показателю, однако используется лишь 4…5% доступного потенциала [1 — 4]. Основу энергосистемы составляют крупные гидроэлектростанции, что делает её уязвимой к сезонным и климатическим колебаниям. В целях повышения энергетической безопасности и устойчивости энергоснабжения особое внимание уделяется необходимости диверсификации за счёт солнечной, ветровой, биомассовой и других видов энергии. Развитие децентрализованных электростанций на основе ВИЭ особенно актуально для отдалённых горных районов, не подключённых к централизованной электросети. Кроме того, сектор ВИЭ способен стать важным драйвером экономического роста, создавая рабочие места, привлекая инвестиции и способствуя выполнению международных обязательств Таджикистана в сфере экологии и устойчивого развития. Разработана модель автономного энергокомплекса на основе ВИЭ в программном комплексе ETAP-19 для оценки режимных параметров и показателей качества электрической энергии. Модель позволяет с высокой точностью рассчитать установившийся режим работы энергосистемы, определяя ключевые параметры, такие как токи, напряжения, мощности и потери электроэнергии. Также обеспечивается возможность оценки показателей качества электроэнергии, включая медленное изменение напряжения, содержание высших гармоник тока (ВГТ) и напряжения (ВГН). Выявлено, что наличие СЭС и ВЭУ в энергокомплексе ведет к искажению формы напряжения, а уровни гармоник не соответствуют требованиям ГОСТ 32144—2013. Использование батарей статических конденсаторов (БСК) в условиях отсутствия устройств регулирования напряжения также способствует повышению уровня гармонических искажений. В связи с этим, подчёркнута необходимость проведения исследований автономных энергокомплексов на базе ВИЭ для повышения качества и надёжности электроснабжения.
Библиографические ссылки
1. Гидроэнергетические ресурсы Таджикистана [Электрон. ресурс] https://www.mewr.tj/?page_id=614 (дата обращения 20.05.2025).
2. Петров Г.Н. Гидроэнергетические ресурсы Таджикистана // Центральная Азия и Кавказ. 2003. № 3(27). Pp. 1—14.
3. Renewables 2013. Global Status Report [Электрон. ресурс] http://www.martinot.info/REN21_GSR2013.pdf (дата обращения 12.12.2020).
4. Энергетические ресурсы СССР. Т. 2. Гидроэнергетические ресурсы. М.: Наука, 1967.
5. Brown K. e. a. Interactive Simulation of Power Systems: ETAP Applications and Techniques // Conf. Record IEEE Industry Appl. Soc. Annual Meeting. Seattle, 1990. V. 2. Pp. 1930—1941.
6. Gayathri R. e. a. Evolution of ETAP Software Tool for Power System Studies: a Literature Survey // Intern. J. Pure and Appl. Math. 2018. V. 118(24). Pp. 1—20.
7. Rifal R., Utomo S.B., Haddin M. Analisis Perhitungan Rugi-rugi Daya Pada Saluran Transmisi Tegangan Tinggi 150 kV Gardu Induk Tambak Lorok — Bawen Dengan Menggunakan ETAP 12.6.0 // Proc. Konf. ILMIAH Mahasiswa Unissula (KIMU) Klaster Eng. Semarang, 2019. Pp. 234—243.
8. Shertukde H.M. Power Systems Analysis Illustrated with MATLAB and ETAP. Boca Raton: CRC Press, 2019.
9. Manio L.R. e. a. Sequential Motor Dynamic Acceleration and Reacceleration Simulations: Comparison of ETAP® and EMTP-RV® Software // Proc. Intern. Conf. Power Syst. Transients. Kyoto, 2009.
10. Khan R.A.J., Junaid M., Asgher M.M. Analyses and Monitoring of 132 kV Grid Using ETAP Software // Proc. Intern. Conf. Electrical and Electronics Eng. Bursa, 2009. Pp. I–113—I–118.
11. Назиров Х.Б. и др. Оценка режима работы инверторов солнечных электростанций с точки зрения обеспечения качества электроэнергии // Электротехнические системы и комплексы. 2023. № 1(58). С. 31—38.
12. Назиров Х.Б., Абдулкеримов С.А. Результаты оценки токов и напряжения высших гармоник на основе моделирования системы электроснабжения предприятия // Электроэнергия. Передача и распределение. 2022. № 3(72). С. 48—53.
13. Chorshanbiev S.R., Shvedov G.V., Nazirov K.B., Ganiev Z.S. Analysis of the Influence of the Operation of Network-driven Inverters of Solar Power Plants on the Operation Mode of 0.4 kV Electrical Network in Terms of Electromagnetic Compatibility // Proc. IEEE Conf. Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Eng. St. Petersburg, Moscow, 2019. Pp. 946—950.
14. Rif'an M. e. a. Comparison of Load Flow Analysis Using PSAT and ETAP // IOP Conf. Series: Materials Sci. and Eng. 2021. V. 1098. P. 042025.
15. Rehmat M., Ansari A., Rehman M. Modeling and Analysis of 300 MW Photovoltaic System Using ETAP and Harmonic Filter Design // Proc. III Intern. Symp. Instrumentation, Control, Artificial Intelligence, and Robotics. Bangkok, 2023. Pp. 140—144.
16. Абдали Л.М. и др. Моделирование режимов работы фотоэлектрической системы // Вестник ИжГТУ им. М.Т. Калашникова. 2021. Т. 24. № 3. С. 78—87.
17. Kenfack J. e. a. Microhydro-PV-hybrid System: Sizing a Small Hydro-PV-hybrid System for Rural Electrification in Developing Countries // Renew. Energy. 2009. V. 34(10). Pp. 2259—2263.
18. Vieira F., Ramos M.H. Optimization of Operational Planning for Wind/Hydro Hybrid Water Supply Systems // Renew. Energy. 2009. V. 34(3). Pp. 928—936.
19. Dalwadi P., Shrinet V., Mehta C.R., Shah P. Optimization of Solar-wind Hybrid System for Distributed Generation // Proc. Nirma University Intern. Conf. Eng. Ahmedabad, 2011. Pp. 1—4.
20. ГОСТ 32144—2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах общего назначения.
21. Khaleel M. e. a. Emerging Issues and Challenges in Integrating of Solar and Wind // Intern. J. Electrical Eng. and Sustain. 2024. V. 2(4). Pp. 1—11.
---
Для цитирования: Назиров Х.Б., Ганиев З.С., Абдулкеримов С.А., Джуразода Ш.Д., Ишан-Ходжаев Р.С. Моделирование автономной сети энергокомплекса на базе возобновляемых источников энергии с распределённой солнечной генерацией // Вестник МЭИ. 2026. № 4. С. 54—62. DOI: 10.24160/1993-6982-2026-4-54-62
---
Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
#
1. Gidroenergeticheskie Resursy Tadzhikistana [Elektron. Resurs] https://www.mewr.tj/?page_id=614 (Data Obrashcheniya 20.05.2025). (in Russian).
2. Petrov G.N. Gidroenergeticheskie Resursy Tadzhikistana. Tsentral'naya Aziya i Kavkaz. 2003;3(27):1—14. (in Russian).
3. Renewables 2013. Global Status Report [Elektron. Resurs] http://www.martinot.info/REN21_GSR2013.pdf (Data Obrashcheniya 12.12.2020).
4. Energeticheskie Resursy SSSR. T. 2. Gidroenergeticheskie Resursy. M.: Nauka, 1967. (in Russian).
5. Brown K. e. a. Interactive Simulation of Power Systems: ETAP Applications and Techniques. Conf. Record IEEE Industry Appl. Soc. Annual Meeting. Seattle, 1990;2:1930—1941.
6. Gayathri R. e. a. Evolution of ETAP Software Tool for Power System Studies: a Literature Survey. Intern. J. Pure and Appl. Math. 2018;118(24):1—20.
7. Rifal R., Utomo S.B., Haddin M. Analisis Perhitungan Rugi-rugi Daya Pada Saluran Transmisi Tegangan Tinggi 150 kV Gardu Induk Tambak Lorok — Bawen Dengan Menggunakan ETAP 12.6.0. Proc. Konf. ILMIAH Mahasiswa Unissula (KIMU) Klaster Eng. Semarang, 2019:234—243.
8. Shertukde H.M. Power Systems Analysis Illustrated with MATLAB and ETAP. Boca Raton: CRC Press, 2019.
9. Manio L.R. e. a. Sequential Motor Dynamic Acceleration and Reacceleration Simulations: Comparison of ETAP® and EMTP-RV® Software. Proc. Intern. Conf. Power Syst. Transients. Kyoto, 2009.
10. Khan R.A.J., Junaid M., Asgher M.M. Analyses and Monitoring of 132 kV Grid Using ETAP Software. Proc. Intern. Conf. Electrical and Electronics Eng. Bursa, 2009:I–113—I–118.
11. Nazirov H.B. i dr. Otsenka Rezhima Raboty Invertorov Solnechnyh Elektrostantsiy s Tochki Zreniya Obespecheniya Kachestva Elektroenergii. Elektrotekhnicheskie Sistemy i Kompleksy. 2023;1(58):31—38. (in Russian).
12. Nazirov H.B., Abdulkerimov S.A. Rezul'taty Otsenki Tokov i Napryazheniya Vysshih Garmonik na Osnove Modelirovaniya Sistemy Elektrosnabzheniya Predpriyatiya. Elektroenergiya. Peredacha i Raspredelenie. 2022;3(72):48—53. (in Russian).
13. Chorshanbiev S.R., Shvedov G.V., Nazirov K.B., Ganiev Z.S. Analysis of the Influence of the Operation of Network-driven Inverters of Solar Power Plants on the Operation Mode of 0.4 kV Electrical Network in Terms of Electromagnetic Compatibility. Proc. IEEE Conf. Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Eng. St. Petersburg, Moscow, 2019:946—950.
14. Rif'an M. e. a. Comparison of Load Flow Analysis Using PSAT and ETAP. IOP Conf. Series: Materials Sci. and Eng. 2021;1098:042025.
15. Rehmat M., Ansari A., Rehman M. Modeling and Analysis of 300 MW Photovoltaic System Using ETAP and Harmonic Filter Design. Proc. III Intern. Symp. Instrumentation, Control, Artificial Intelligence, and Robotics. Bangkok, 2023:140—144.
16. Abdali L.M. i dr. Modelirovanie Rezhimov Raboty
Fotoelektricheskoy Sistemy. Vestnik IzhGTU im. M.T. Kalashnikova. 2021;24(3):78—87. (in Russian).
17. Kenfack J. e. a. Microhydro-PV-hybrid System: Sizing a Small Hydro-PV-hybrid System for Rural Electrification in Developing Countries. Renew. Energy. 2009;34(10):2259—2263.
18. Vieira F., Ramos M.H. Optimization of Operational Planning for Wind/Hydro Hybrid Water Supply Systems. Renew. Energy. 2009;34(3):928—936.
19. Dalwadi P., Shrinet V., Mehta C.R., Shah P. Optimization of Solar-wind Hybrid System for Distributed Generation. Proc. Nirma University Intern. Conf. Eng. Ahmedabad, 2011:1—4.
20. GOST 32144—2013. Elektricheskaya Energiya. Sovmestimost' Tekhnicheskih Sredstv Elektromagnitnaya. Normy Kachestva Elektricheskoy Energii v Sistemah Obshchego Naznacheniya. (in Russian).
21. Khaleel M. e. a. Emerging Issues and Challenges in Integrating of Solar and Wind. Intern. J. Electrical Eng. and Sustain. 2024;2(4):1—11
---
For citation: Nazirov Kh.B., Ganiev Z.S., Abdulkerimov S.A., Jurazoda Sh.J., Ishan-Khojaev R.S. Modeling of an Autonomous Energy Complex Network Based on Renewable Energy Sources with Distributed Solar Generation. Bulletin of MPEI. 2026;4:54—62. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2026-4-54-62
---
Conflict of interests: the authors declare no conflict of interest
