Toshkent davlat texnika universiteti xalqaro ilmiy-texnik anjuman

МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ 
АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЦИФРОВИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ И
ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
277
При выборе схемы электроснабжения для конкретной ЭМС необходимо одну 
из известных схем принять за основу, и в дальнейшем еѐ модернизировать, 
согласовать с нагрузками, режимами работы элементов комплекса между собой. 
Такая схема легко корректируема: допускается изменение количества и номиналов 
тех или иных устройств, без особого влияния на основную схему. Далее 
необходимо подобрать оптимальную конфигурацию оборудования ВИЭ. Это 
связано с тем, что в связи с хаотичной генерацией
ВИЭ (ветровых - ВЭУ и 
солнечных - ФЭУ), рассчитать заранее эффективный режим ЭМС с ВИЭ возможно 
с использованием современных методов прогнозирования (многокритериальные 
модели, нейронные сети, нечѐткие множества и др.).
Многокритериальный подход к задаче расчета оптимизации ЭМС с 
использованием ВИЭ.
Реализация системного подхода заключается в учете 
множества факторов, обеспечивающих эффективное функционирование комплекса 
СЭС с ВИЭ ЭМС. Соответствующая математическая модель создаѐтся на основе 
векторного, многокритериального моделирования в соответствии с принципом 
системного подхода [6]. 
Многокритериальную модель оптимизации опишем в следующем виде: 
имеются частные локальные критерии: 
X
x
x
x
x
x
n
j
i
i



);
,...,
,...,
,
(
2
1

, (1) 
составляющие векторный критерий. Общая целевая функция формируется на 
основе этих критериев в виде: 
min
)
,...,
,...,
,
(
2
1


k
i
Z
Z
Z
Z
G
Ф
; (2) 
где 
Z
i 
– значения критериев на векторе решения
{х
1
, х
2
,…, х
n
}; i=(
k
,
1
); 
X – 
ограниченное множество допустимых решений;
G – 
глобальная (общая) функция эффективности.
При ограничениях:
),
,
1
(
;
0
)
,...,
,
(
2
1
p
r
x
x
x
p
r



(3) 
),
,
1
(
;
0
)
,...,
,
(
2
1
m
q
x
x
x
m
q



(4) 
.
);
,
1
(
;
0
m
p
n
n
j
x
j




(5) 
При этом функции 
Z
i
 
и множество 
X 
задаются в явном виде, а целевые 
функции (1) в простейшем случае дифференцируемы и выпуклы на множестве 
X
. Требуется найти набор переменных 
x
j
, который в определенном смысле 
минимизирует все критерии 
Z
i
. Изменением знака функций задачу минимизации 
всегда можно свести к задаче максимизации и наоборот. 
В случае использования в схеме ветровых (ВЭУ) и солнечных (СЭУ) 
установок совместно с дизель-генератором (ДГ), за основу можно взять общую 
функцию затрат СЭС на гарантированное обеспечение электроэнергией ЭМС. 
Минимизируемая целевая функция затрат в аддитивном виде: 
Ф = С
1
Э
1
+ С
2
Э
2
+ С
3
Э
3
→ min ; (6) 
где Э
1
,Э
2
,Э
3
– выработка электроэнергии ВЭУ, СЭУ, ДГ, за определѐнный период 
времени; С
1
, С
2
, С
3
– удельные затраты на выработку электроэнергии каждым 
источником за тот же период (месяц, год). 
Главным условием работы модели является выполнение баланса мощности, в 
качестве уравнений связи используются паспортные данные оборудования СЭС, 
ВИЭ, ДГ, а также реальные значения инсоляции и скорости ветра в заданном 
регионе. Преобразованием исходных данных и расчетом определяется реальная 
выработка ЭЭ единицей ФЭУ и ВЭУ. Затем производится вычисление удельных 

МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ 
АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЦИФРОВИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ И
ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
278
затрат на выработку каждой единицей при определенной выработке. 
Минимизацией целевой функции определяется оптимальное количество солнечных 
модулей и ветротурбин для заданного периода, а также предполагаемое 
использование ДГ. Так как зависимости стоимости единиц ВИЭ от их номинальных 
мощностей близки к линейным, по результатам оптимизации принимается 
пропорциональное количество элементов генерации. 
Расчеты, проведѐнные на модели для схемы постоянного тока с 
использованием ВИЭ, и выполнением основного условия - баланса мощности, 
показали адекватность и корректность модели. Использование схемы с постоянным 
током позволило не вводить в модель параметры свойств силовой электроники 
(контроллеров, инверторов), избежать расчетов реактивной мощности, что 
упростило модель.
В качестве входных параметров могут выступать паспортные, измеренные и 
расчѐтные значения, с возможностью их быстрой замены при необходимости. В 
многокритериальную модель с ВИЭ могут быть введены другие критерии 
(надежность, потери энергии, качество напряжения и др.), использованы реальные 
метеорологические данные в виде соответствующих ограничений вида равенств и 
неравенств. При решении задачи использовался метод скаляризации, далее задача 
решалась методом неопределѐнных множителей Лагранжа. Ограничения-
неравенства учитывались методами штрафных функций и «барьеров».

Download 9,23 Mb.