Гібридна сонячно-ядерна система Китаю досягла надійності понад 98% у тестах ⚡

Дослідники з компанії Енергетична мережа Гуандуна представили новий гібридний мікроенергетичний комплекс, який дозволяє скоротити операційні витрати приблизно на 18,7%, а інтенсивність викидів вуглецю - майже на 37,1%.

У симуляції, що охоплює один рік роботи, система об'єднувала сонячну та ядерну енергетику, забезпечуючи надійність подачі критичного навантаження понад 98% у всіх тестованих сценаріях невизначеності.

«Координована робота гібридних фотогальванічних (PV) систем та мікроядерних реакторів (SMR) відкриває перспективний шлях до сталого та низьковуглецевого енергопостачання сучасних електромереж», - зазначили дослідники.

Симуляція мікроенергомережі

Модель використала 100 МВт мікроенергомережа, що обслуговує середнє промислове навантаження 85 МВт з піковими коливаннями до 25% та середнє побутове навантаження 15 МВт, З піковим коефіцієнтом 1,6.

Генерація включала 40 МВт сонячних панелей і SMR з мінімальною стабільною потужністю 10 МВтздатний змінювати потужність на 5 МВт/час.

Для балансування енергії використовувалися:

• Літій-іонна батарея на 20 МВт · год з ефективністю заряду/розряду 92%

• Водневе сховище до 15 тонн
  
  

Сонячна генерація моделювалася через нормальний розподіл із середнім 80% номінальної освітленості і стандартним відхиленням 12%, щоб врахувати сезонні та добові коливання.

Інтелектуальна система управління

Ключовий елемент – метод управління різноманітними джерелами енергії.
Застосовувалася система планування, що об'єднує багатоцільова розподільно-робасна оптимізація (DRO) з механізмом навчання з підкріпленням (RL) у реальному часі.

Система енергоменеджменту (СЕМ) виступає «мозком» системи:

• DRO створює базові стратегії, стійкі до невизначеності прогнозів погоди

• RL коригує сигнали керування в реальному часі, адаптуючись до змін середовища
  
  

«Математична модель враховує координацію змінної сонячної генерації, ядерної потужності, що повільно налаштовується, і динамічних операцій батарейного та водневого зберігання», — підкреслюють автори дослідження.

Подвійний рівень зберігання

Система використовує інтегрований підхід, поєднуючи короткострокове батарейне зберігання та довгострокове водневе. Електролізери виробляють водень у періоди надмірної генерації, створюючи «дворівневу» стратегію зберігання.

"Поєднання батарей і водневого сховища дозволяє керувати як щоденними, так і сезонними дисбалансами енергії", - пояснюють дослідники.

Оптимізаційна модель побудована на Python з Pyomo, а рішення змішаної цілочисельної задачі виходили за допомогою Гуробі 10.0.

Підсумок дослідження: система надає масштабовану та стійку платформу управління гібридними мікроенергомережамищо важливо для розвитку низьковуглецевих співтовариств та інтеграції відновлюваних джерел енергії.