Modeling the Energy-Dynamic Modes of a Wind Farm with a Battery Energy Storage System (BESS)

Abstract

В статті подано результати математичного моделювання енергодинамічних процесів вітрової електричної станції до складу якої входить акумулюючий елемент, встановлено залежність між потужністю навантаження та можливостями генерації енергії активним складом вітрової електричної станції з урахуванням енергетичної ємності акумулюючого елемента. Розроблено математичну модель акумулюючого елемента. Розроблену модель порівняно з двома іншими моделями: моделлю чорної скриньки; моделлю на основі еквівалентної схеми. Застосування розробленої моделі забезпечує можливість оптимізувати енергетичну ємність акумуляторного елемента для заданих параметрів і режимів роботи вітрової електричної станції. Використання отриманих результатів розширює можливості адекватного управління енергодинамічними режимами енергетичних систем за наявності поновлювальних джерел енергії, забезпечує пом'якшення перехідних процесів в умовах недостатніх або надлишкових швидкості вітру та навантажень споживачів.The article presents the results of mathematical modeling of the energy-dynamic processes of a wind farm which includes a battery energy storage system (BESS). The dependence between load capacity and energy generation capabilities of the active set of a wind power plant taking into account the energy capacity of BESS has been determined. A mathematical model of the BESS has been developed. The elaborated model is compared with two other models: a black box module and a model based on equivalent circuit model. The application of the developed model provides an opportunity to optimize the energy capacity of BESS for the specified parameters and modes of operation of the wind power plant. Using the obtained results expands the possibilities of the adequate management of energydynamic modes of energy systems with renewable energy sources, provides mitigation of transition processes in conditions of insufficient or excessive wind speeds and consumer loads.