MODEL OF AN ENERGY-EFFICIENT POWER GRID OF AN INDUSTRIAL ENTERPRISE WITH DISTRIBUTED GENERATION
DOI:
https://doi.org/10.20535/1813-5420.3.2024.314615Keywords:
renewable energy sources, distributed generation, power grid, calculation of steady-state modes, power quality.Abstract
The integration of distributed energy sources into the power grids of industrial enterprises and the development of sustainable energy, which involves the use of low-capacity power facilities, require corresponding changes in the structure of the centralized power supply system. The use of distributed generation increases the reliability of electricity supply to consumers, simplifies the transmission and distribution of electricity between them. However, at the same time, unstable power generation by renewable energy sources can cause unwanted energy flows and additional power losses.
The article proposes a model of an industrial enterprise power grid consisting of three local grids: high-quality and low-quality AC power and the DC grid that unites them. Such a scheme fully meets the requirements for the above-mentioned local modules, significantly simplifies the integration of renewable energy sources into it, makes it unnecessary to ensure the quality of the entire volume of consumed electricity, the electromagnetic compatibility of loads and the grid itself with the distribution one, and significantly reduces the number and total power of power electronics devices used. The described structure of the power grid will also create an effective unified system for managing the process of electricity consumption at the enterprise, into which modern communication technologies of the Smart Grid can be integrated.
To study the proposed power grid by computational methods, a mathematical model is synthesized and its use is considered on the example of a simulated industrial enterprise. The developed mathematical model allows to calculate the steady-state modes of operation of local power grids, taking into account possible places of connection of energy storage devices, sources of distributed generation, etc. The proposed approach makes it possible to choose the optimal variant of connecting distributed generation to the enterprise's power grids, to eliminate unwanted power flows and reduce energy losses in them.
References
Kyrylenko О. V., Prakhovnik A. V. Energy for sustainable development: challenges and ways to build. Proceedings of the Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine. Special issue. 2010. P. 10-16.
M. F. Akorede, H. Hizam, E. Pouresmaeil. Distributed energy resources and benefits to the environment. Renewable & Sustainable Energy Reviews. 2010. Vol. 14, no. 2. P. 724–734, doi: 10.1016/j.rser.2009.10.025.
S. Mane. Advancements in gas turbine engine technology: A conceptual aspect. International Journal of Enhanced Research Science Technology & Engineering. 2023. Vol. 12, no. 7. P. 37-41.
R. De Robbio. Micro Gas Turbine Role in Distributed Generation with Renewable Energy Sources. Energies. 2023. Vol. 16, no. 2. P. 704, doi: 10.3390/en16020704.
A. Brem, M. M. Adrita, D. T. J. O’Sullivan, K. Bruton. Industrial smart and micro grid systems – A systematic mapping study. Journal of Cleaner Production. 2020. Vol. 244. P. 118828, doi: 10.1016/j.jclepro.2019.118828 .
Kachan Yu., Shram O. On the Structure of an Energy-Efficient Power Grid of an Industrial Enter-prise with Distributed Generation Sources. Visnyk of Vinnytsia Polytechnical Institute. 2024. № 4. P. 54-59, doi: https://doi.org/10.31649/1997-9266-2024-175-4-54-59 .
Zhu J. OPTIMIZATION OF POWER SYSTEM OPERATION. Hoboken, NJ, USA : John Wiley & Sons, Inc, 2015. https://doi.org/10.1002/9781118887004.
Deepinder Kaur M., Er, Saini S. Load Flow Analysis: A Review. International journal of advanced research in electrical, electronics and instrumentation engineering, 2016. Vol. 5. Issue 3. P. 1254-1260, doi: 10.15662/IJAREEIE.2016.0503009.
Abur A, Expósito AG. Power System State Estimation Theory and Implementation. New York: Wiley-IEEE Press; 2004.
Arrillaga J., Watson N.R. Computer Modelling of Electrical Power Systems, Second Edition. John Wiley & Sons, Ltd., 2001.
Igbogidi Onyebuchi. MODERN TREND OF LOAD FLOW ANALYSIS IN POWER SYSTEM. 2024. Vol. 12. P. 53-58.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
