Определение оптимального алгоритма работы гибридной энергосистемы с регулирующим генератором.

Abstract

RU: Работа посвящена решению проблемы балансировки мощностей в локальных электроэнергетических системах с ВИЭ. Целью статьи является исследование возможностей предотвращения небаланса, обусловленного стохастической природой ВИЭ, посредством регулирования аккумулированием электроэнергии и резервным генератором. Предметом исследования являются случайные процессы генерирования и потребления энергии. Поставленная цель достигается построением математической модели, в которой параметры системы были бы формализованными и допускали выбор оптимальных вариантов. Математическая модель использует случайные функции для получения статистических оценок, и реализована в виде последовательных моделей генерации и потребления энергии как интегрированного случайного процесса. В качестве исходных данных использованы материалы наблюдений за погодными факторами на юге Украины за несколько лет. Адекватность моделей подтверждается сравнением моделированных и реальных показателей для ряда действующих объектов ВИЭ в Украине. Установлены зависимости между параметрами средств регулирования и показателями потерь энергии или нагрузки, выявлены особенности энергетического баланса при варьировании мощностей аккумулятора и резервного генератора. Предложенный подход позволил установить наличие параметров системы, при которых минимизируются потери энергии и потребления, уменьшается вероятность небаланса энергии, эффективно используется резервная мощность. В отличие от существующих решений, предлагаемая математическая модель позволяет определить вероятность различных состояний системы, оценить надежность обеспечения энергией, минимизировать потери на этапах проектирования энергосистемы и планирования режимов ее работы. Приведенные оценки характерны для определенных климатических условий и режимов потребления энергии, и имеют частный характер. Значимость работы в том, что предложенная постановка задачи позволяет адаптировать математическую модель к различным условиям, находить неявные зависимости между техническими параметрами системы и показателями ее работы для поиска оптимальных решений. //// ENG: The purpose of the article is to study the possibilities of preventing the imbalance caused by the stochastic nature of RES by regulating the electricity accumulation and the backup generator. The subject of the research is random processes of energy generation and consumption. The goal is achieved by a mathematical model construction in which the system parameters would be formalized and allow the choice of optimal options. The mathematical model uses random functions to obtain statistical estimates, and is implemented as sequential models of energy generation and consumption as an integrated random process. The models’ adequacy is confirmed by comparing the simulated and real indicators for a number of existing RES in Ukraine. The proposed approach made it possible to establish the presence of system parameters that minimize energy losses and consumption, reduce the probability of energy imbalance, and effectively use the reserve power. The proposed mathematical model allows determining the probability of various system states, it estimates the reliability of energy supply, and minimizes losses at the stages of designing a power system and planning its operating modes. The above estimates are typical for certain climatic conditions and modes of energy consumption, and are of a specific nature. The significance of the work lies in the fact that the proposed formulation of the problem makes it possible to adapt the mathematical model to various conditions, to find implicit dependencies between the technical parameters of the system and its indicators in order to find optimal solutions.