Алгоритм формування оптимальних схемотехнічних рішень локальних електроенергетичних систем що містять відновлювані джерела електроенергії
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6761-2024-1-3Ключові слова:
відновлювані джерела енергії, метод потенційних поверхонь, структура систем електропостачання, вузол навантаження, електроприймач, втрати електричної енергіїАнотація
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.
Посилання
Denisjuk S.P., Bєloha G.S., Cherneshhuk І.S., Lisij V.V. (2022). Svіtovі tendencії vprovadzhennja vіdnovljuva-nih dzherel energії ta osoblivostі їh realіzacії pri vіdnovlennі ekonomіki Ukraїni // Energetika: ekonomіka, tehnologії, ekologіja. 4, 7–28.
Prahovnik A.V. (2007). Malaja jenergetika: raspredelen-naja generacija v sistemah jelektrosnabzhenija. Osvіta Ukraїni, 464.
Kjaer S.B., Pedersen J.K., Blaabjerg F. (2005). A review of single-phase grid-connected inverters for photovoltaic modules. IEEE Trans. Ind. Appl. 41(5), 1292–1306.
Meneses D., Blaabjerg F., García O., Cobos J.A. (2013). Review and comparison of step-up transformerless topologies for photovoltaic AC-module application. IEEE Trans. Power Electron. 28(6), 2649–2663.
Jenkins N., Allan R., Grossley P., Kirschen D., Strbac G. (2000). Embedded Generation. London; IEE, 273 p.
Barker Ph. P., De Mello R.W. (2000). Determining the Impact of Distributed Generation on Power Systems: Part 1 - Radial Distribution Systems // 2000 IEEE PES Summer Meeting, Seattle, WA, USA, July 11-15, 222 - 233.
Papathanassiou S.A., Hatziargyriou N.D. (2001). Technical Requirements for the Connection of Dispersed Generation to the Grid // 2001 IEEE PES Summer Meeting, Vancouver, Canada, July 15 - 19, 134 - 138.
Denisjuk S.P., Mahlіn P.V., Shram O.A., Slin'ko V.M. (2022). Osoblivostі analіzu rezhimіv roboti ener-gosistemi u rajonah z al'ternativnimi dzherelami elektroenergії (vіtrovimi elektrostancіjami) // Tehn. elektrodinamіka. 1. 41–49.
Fedosha D.V., Zabolotnyj A.P. (2017). «Sintez jener-gojeffektivnyh struktur sistem cehovogo jelekt-rosnabzhenija radial'noj topologii» - Zaporіzhzhja: ZNTU, 126, ISBN 978-617-529-165-8
V. Dyachenko, D. Fedosha and A. Zabolotnyi, (2019). "Algorithm for the Program of Energy Saving for Power Supply System," 2019 IEEE 2nd Ukraine Conference on Electrical and Computer Engineering (UKRCON), 420-425, doi: 10.1109/UKRCON.2019.8879915.
A.P. Zabolotnij, D.V. Fedosha, Ju.V. Daus (2011). Pobudova strukturi merezh elektropostachannja spozhivachіv APK, shho mіstjat' dzherela «maloї generacії» // Vіsnik HNTUSG. Tehnіchnі nauki «Problemi energozabezpechennja ta energozberezhennja v APK Ukraїni». 116, 20-21.
Keshtkar A., Arzanpour S., Keshtkar F. (2016). Adaptive Residential Demand-Side Management Using Rule-Based Techniques in Smart Grid Environments. Energy Build, 133, 281–294.
Espe E., Potdar V., Chang E. (2018). Prosumer Communities and Relationships in Smart Grids: A Literature Review, Evolution and Future Directions. Energies, 11 (10).
Verschae R., Kato T., Matsuyama T. (2016). Energy Management in Prosumer Communities: A Coordinated Approach. Energies, 9 (7), 562.
V. Dyachenko, D. Fedosha and A. Zabolotnyi, (2020). "Algorithm of synthesizing energy effective power supply system of industrial enterprises," 2020 IEEE 7th International Conference on Energy Smart Systems (ESS), , pp. 320-325, doi: 10.1109/ESS50319.2020.9160288.
A.P. Zabolotnij, Ju.V. Daus (2015). Formalіzacіja proceduri pіdkljuchennja dzherel rozpodіlenoі generacії do elektrichnih merezh. // Vіsnik TDATU «Problemi energozabezpechennja ta energozberezhennja v APK Ukraїni». 3, 37- 41.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 A.P. Zabolotnyi , D.V. Fedosha, V.V. Diachenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Положення про авторські права Creative Commons
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
