Томские ученые нашли способ интеграции водородных накопителей в энергосети

Энергетики Томского политеха совместно с узбекскими исследователями создали подход к интеграции водородных систем хранения энергии в сети.

«Зеленая» энергетика хороша на словах, но опасна на деле. Солнечные панели и ветряки дают ток только тогда, когда светит солнце или дует ветер. В остальное время они бесполезны. А в моменты перепроизводства — вредны. Избыток электроэнергии вызывает скачки напряжения, которые могут разрушить целые энергосистемы. Это знают энергетики всего мира. И это — главный тормоз для возобновляемой энергетики.

Решить проблему призваны водородные накопители. Идея проста: излишки энергии пускать на получение водорода, хранить его, а потом использовать в периоды дефицита. Но на практике водородные системы сами становятся источником нестабильности. Они «дергают» сеть, создавая колебания частоты и напряжения.

Теперь у этой проблемы появилось решение.

Томский политехнический университет совместно с исследователями из Узбекистана разработал подход к интеграции водородных систем хранения энергии в энергосети. Об этом сообщили ТАСС в Минобрнауки РФ. Результат — устойчивость сети повышается до 24,8%. Цифра, которая заставит пересмотреть нормативы проектирования энергосистем по всей стране.

Как это работает? Обычные системы синхронизации подключают водородный накопитель напрямую. Получается грубо, с рывками и ошибками. Томские ученые пошли другим путем. Один из авторов исследования Игорь Уманский поясняет: их алгоритм использует предварительный каскад фильтрации. Сначала система очищает сигнал от помех, а уже потом синхронизируется с сетью. Это как настройка музыкального инструмента: сначала убираешь шум, потом настраиваешь звук.

Компьютерное моделирование подтвердило преимущества. Новый алгоритм:

• синхронизируется быстрее традиционных решений;

• снижает амплитуду колебаний напряжения;

• остается стабильным в аварийных режимах — при просадках напряжения и скачках частоты.

Что это дает на практике? Способность системы возвращаться к синхронному режиму после малых возмущений (это называется малосигнальная устойчивость) вырастает на четверть. Энергосистема быстрее справляется с нештатными ситуациями. Риск серьезных сбоев — вплоть до блэкаутов — снижается кратно.

Для кого это особенно важно? Для регионов с сезонными перепадами спроса. Юг России, где летом включаются миллионы кондиционеров. Северные территории, где зимой нагрузка на сети растет в разы. И, конечно, для изолированных энергосистем, куда не дотянуться высоковольтными линиями.

В исследовании приняли участие ученые отделения электроэнергетики и электротехники Инженерной школы энергетики Томского политеха и Каршинского государственного технического университета (Узбекистан).