Stanovskyi Y. Improvement of hybrid photovoltaic system with storage battery for local facility needs

Українська версія

Thesis for the degree of Doctor of Philosophy (PhD)

State registration number

0824U002637

Thesis Registration Form

0824U002637.pdf

Applicant for

Specialization

  • 141 - Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка

29-08-2024

Specialized Academic Board

6199

Kyiv National University of Technologies and Design

Essay

The dissertation work is devoted to improving the hybrid photovoltaic system for local facility needs with the provision of: compatibility with the power system in terms of harmonics, equalization of consumption over time with peak limiting and elimination of energy export to the grid, increasing the degree of use of photovoltaic energy for consumption with reducing electricity costs. The dissertation discusses an integrated approach to improving the photovoltaic system. In hardware, this concerns the improvement of a grid inverter with a minimum level of generation of higher harmonics, in particular, this concerns taking into account the non-sinusoidal voltage in the grid, especially for overloaded rural grids. Management issues are related with photovoltaic generation forecast to ensure equability of energy consumption from the grid, reduction of peak demand, and maximum use of photovoltaic energy for consumption. The issue of improving the tool for developing and researching systems, which is considered mathematical modeling. The following new scientific results were obtained in the dissertation: 1. The principle of PV system management with active power value task, which is consumed from the grid, according to the PV generation forecast with the formation of the state of charge of the battery and a change in the switching mechanism of the regulators and the introduction of feedback on load power, which ensures an increase in the degree of consumption of photovoltaic energy and a reduction in electricity costs was developed. 2. It was proposed to use feedback on the current of the output filter capacitor in the inverter current control loop with a modification of the filter structure by definition of parameters, which helps ensure compliance with the current standard at the point of connection to the grid at a non-sinusoidal voltage. 3. It was improved the mathematical model of the battery by taking into account changes in charge modes and discharge current values, which increases the accuracy of reproducing the battery characteristics provided by the manufacturer. 4. The principles of implementing the modular structure of the system model with the isolation of the unchanged part and the task creation module, built taking into account the operating modes, were developed. Maintaining the task creation module allows to quickly determine the control parameters and power tasks before the main modeling cycle.

Read more

Research papers

Шавьолкін О. О., Становський Є. Ю., Підгайний М. О. Моделювання комбінованої системи електроживлення локального об’єкту з багатофункціональним перетворювальним агрегатом фотоелектричної батареї. Вісник Київського національного університету технологій та дизайну. Серія Технічні науки. 2019. № 4 (136). С. 20–33. DOI: 10.30857/1813-6796.2019.4.2

Шавьолкін О. О., Становський Є. Ю., Тютюнник Н. Л. Забезпечення відповідності стандартам якості струму в точці підключення до мережі комбінованої системи електроживлення з фотоелектричною батареєю. Наукові праці ДонНТУ. Серія: «Електротехніка і енергетика». 2019. № 1 (21). C. 33–41. DOI: https://doi.org/10.31474/2074-2630-2019-1-33-41

Шавьолкін О. О., Становський Є. Ю. Багатофункціональний перетворювальний агрегат з послідовним з’єднанням інверторів для комбінованої системи електроживлення локального об’єкту з фотоелектричною батареєю. Наукові праці ДонНТУ. Серія: «Електротехніка і енергетика». 2020. №1 (22). С. 74–80. DOI: https://doi.org/10.31474/2074-2630-2020-1-74-80

Шавьолкін О. О., Шведчикова І. О., Кругляк Г. В., Становський Є. Ю., Підгайний М. О. Програмно-технічний комплекс управління підключеною до мережі фотоелектричною системою з акумулятором для забезпечення власних потреб локального об’єкта. Наукові праці ДонНТУ. Серія: «Електротехніка і енергетика». 2020. № 2 (23). С. 20–27. DOI: 10.31474 / 2074-2630-2020-2-20-27

Шавьолкін О. О., Марченко Р. М., Становський Є. Ю., Підгайний М. О., Кругляк Г. В. Визначення параметрів фотоелектричної системи з акумулятором для потреб локального об’єкту. Технології та Інжинірінг. 2021. № 4. С. 41–50. DOI: 10.30857/2786-5371.2021.4

Шавьолкін О. О., Марченко Р. М., Становський Є. Ю., Підгайний М. О., Кругляк Г. В. Моделювання енергетичних процесів в гібридній фотоелектричній системі з акумулятором для потреб локального об’єкту. Технології та Інжинірінг. 2021. № 3. С. 28–38. DOI: 10.30857/2786-5371.2021.3.3

Шавьолкін О. О., Підгайний М. О., Становський Є. Ю. Моделювання гібридної фотоелектричної системи з акумуляторною батареєю для локального об’єкту у разі енергоменеджменту з використанням прогнозу Наукові праці ДонНТУ. Серія: «Електротехніка і енергетика». 2021. № 1 (24). C. 6–13. DOI: 10.31474/2074-2630-2021-1-6-13

Шавьолкін О. О., Становський Є. Ю. Гібридна фотоелектрична система з акумуляторною батарею для локального об’єкту з завданням потужності, що споживається з мережі. Наукові праці ДонНТУ. Серія: «Електротехніка і енергетика». 2022. № 2 (27). C. 35–42. DOI:10.31474/2074-2630-2022-2-35-42

Shavolkin O., Shvedchykova I., Lishchuk V., Stanovskyi Y. Improving a model of the hybrid photovoltaic system with a storage battery for local object’s self-consumption involving the setting of power consumed from the grid. Eastern- European Journal of Enterprise Technologies. 2023. № 3 (8 (123). P. 6–16. DOI: 10.15587/1729-4061.2023.280053

Shavolkin O. O., Pidhainyi M. O., Stanovskyi Ye. Yu. Improving a grid inverter with an lcl output filter for a photovoltaic electric power system of object which is connected to the grid. Journal of new technologies in environmental science. Poland, Kielce, 2019. № 4 (3). P. 186–193.

Шавьолкін О. О., Становський Є. Ю., Підгайний М.О. Багатофункціональний перетворювальний агрегат з послідовним з’єднанням інверторів для комбінованої системи електроживлення локального об’єкту з фотоелектричною батареєю. Проблеми та перспективи розвитку енергетики, електротехнологій та автоматики в АПК : Збірник матеріалів V Міжнародної науково-практичної конференції присвяченої пам’яті професора Віктора Михайловича Синькова (ПРЕАП-2019), 19 грудня 2019 р., НУБіП України, Київ. 2019. С. 38–40.

Shavolkin O., Pidhainyi M. O., Stanovskyi Ye. Yu. Ensuring compliance with quality standards for the current at the point of connection to the network of the combined photovoltaic electric power system of the local object. Book of abstracts. Part I. IV International Scientific-Technical Conference 6–8 February 2020, Kielce (Poland, Ukraine, Croatia, Slovakia, Sweden, USA). Р.84–85.

Воробей В. В., Становський Є. Ю., Шавьолкін О. О. Удосконалення математичної моделі акумуляторної батареї в структурі фотоелектричної системи електроживлення об’єкту. Технічні науки в Україні: сучасні тенденції розвитку : Матеріали ІV Всеукраїнської науково-технічної інтернет-конференції (17–18 листопада 2022 р. м. Київ). Київ : вид-во КІЗТ ДУІТ, 2022. С 43–44.

Шавьолкін О. О., Становський Є. Ю. Компенсація впливу несинусоїдальності напруги мережі на показники мережевого інвертору комбінованої системи електроживлення локального об’єкту. Мехатронні системи: інновації та інжиніринг : тези доповідей ІІІ Міжнародної науково-практичної конференції (10 жовтня 2019 р., м. Київ). С. 41–42.

Read more

Files

Stanovskyi_dis.pdf

autoreferat-Stanovskyi_Abstract.pdf

Similar theses

0824U002616

Anton B. Ozulu

Electromechanical system of regulation of oscillations of a body of a high-speed electric train with an inclination of a body

0824U002565

Roman Demianenko

Methods and means of analysis of asymmetric modes of operation of electrical equipment.

0824U002588

Andrii Y. Kozlov

Controlled electromagnetic drive of the devices for forming high-quality concrete products

0824U002587

Dmytro Shelest

Improving the quality of electric energy in a network with solar power plants in the mode of reducing the generated power.

0824U002557

Anton V. Ivanov

Energy-efficient electromagnetic drives of vibrating conveyor devices