Алгоритм формування оптимальних схемотехнічних рішень локальних електроенергетичних систем що містять відновлювані джерела електроенергії

Abstract

UK: Мета роботи. Формування оптимальних схемотехнічних рішень локальних електроенергетичних систем що містять відновлювані джерела електроенергії з точки зору мінімуму втрат електричної енергії та зниження річних приведених витрат. Методи дослідження. Математичне моделювання локальних електроенергетичних систем що містять відновлювані джерела електроенергії. Методи декомпозиції та редукції схем систем електропостачання, що оптимізуються. Метод потенційних поверхонь. Методи параметричної оптимізації отриманих схемотехнічних рішень. Отримані результати. Зазначено, що хоча частка відновлюваних джерел електричної енергії продовжує зростати і стрімко розвивається, однак галузь все ще стикається з багатьма проблемами, зокрема, як продовжувати знижувати втрати електричної енергії та річні приведені витрати, покращити ефективність експлуатації та обслуговування, підтримувати стабільність електромережі, забезпечити безпеку та надійність роботи системи електропостачання що містять відновлювані джерела електричної енергії. Показано, що ефективне рішення зазначених проблем можливе лише на основи аналізу перспектив розвитку локальних електроенергетичних систем, які містять відновлювані джерела електричної енергії, розробки механізмів технічного та організаційного забезпечення, які сприятимуть побудові сучасних системних (схемотехнічних) рішень. Наукова новизна. Запропоновано застосувати метод потенційної поверхні для побудові оптимальної структури локальної електроенергетичної системи при її проектуванні та модернізації в умовах присутності в ній відновлюваних джерел електричної енергії, який дозволяє оптимізувати структуру мережі з точки зору втрат електричної енергії та зниження річних приведених витрат. Практична цінність. Описано алгоритм формування структури систем електропостачання, що реалізує одночасне вирішення завдань визначення кількості вузлів навантаження, розподілу електроприймачів між ними, визначення конструкції джерел живлення з урахуванням дискретності дизайн елементів системи. Запропонована формалізована методика побудови оптимальних схемотехнічних рішень локальної електромережі з відновлюваними джерелами живлення при її проектуванні та модернізації, що дозволяє оптимізувати структуру електромережі з мінімальними втратами електроенергії та зменшити дисконтовані витрати. Крім того, на основі спільного використання оціночних та оптимізаційних моделей запропонований метод дозволяє оптимізувати завантаження кабельних ліній що призводить до зменшення втрат в них. Наведено результати чисельного моделювання на основі запропонованого алгоритму на прикладі розв’язання задачі реконструкції ділянки міської магістралі після підключення до неї відновлюваних джерел живлення. EN: Purpose. Formation of optimal circuit design solutions of the local mains with renewable power supply with take apart the minimum losses of electrical energy and reduct discounted costs. Methodology. Math model of local mains with renewable power supply. The decomposition and reduction method for the structures of mains that are optimized. The method of potential surfaces. Methods of parametric optimization for the circuit design solutions. Findings. It is noted that although the share of the renewable power supply continues to grow and develop rapidly, the industry still faces many challenges as: reduce electricity losses and annual costs, improve operation and maintenance efficiency, maintain mains stability, ensure safety and reliability of the power supply system with the renewable power supplies. It is shown that an effective solution to these problems is possible only on the basis of the analysis of the prospects for the development of the local mains with renewable power supplies, the development of technical and organizational support mechanisms that will contribute to the construction of modern circuit design solutions. Originality. It is proposed to apply the potential surface method for create the optimal structure of the local mains with renewable power supplies during its design and modernization, which allows optimizing the mains structure with take apart the minimum losses of electrical energy and reduct discounted costs. Practical value. The algorithm of forming the structure of power supply systems is described, which realizes the simultaneous solution of the tasks of determining the count of the load nodes, distributing power receivers between them, determining the design of power supply, taking into account the discreteness of the design of the system elements. The proposed formalized method of building optimal the circuit design solutions of the local mains with renewable power supplies during its design and modernization, which allows optimizing the mains structure with take apart theminimum losses of electrical energy and reduct discounted costs. In addition, based on the joint use of evaluation and optimization models, the proposed method allows optimizing the loading of cable lines, which leads to a decrease in losses in them. The results of numerical modeling based on the proposed algorithm are presented on the example of solving the problem of reconstruction of a section of the city mains after added renewable power supplies to it.