ipolytechiPolytech JournaliPolytech Journal2782-40042782-6341Irkutsk National Research Technical University10.21285/1814-3520-2018-12-157-168ipolytech-238Research ArticleЭНЕРГЕТИКАPOWER ENGINEERINGИССЛЕДОВАНИЕ МУЛЬТИЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА МЕТОДАМИ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯSTUDY OF A MULTI-POWER FACILITY BY SIMULATION MODELING METHODSВоропайН. И.VoropaiN. I.voropai@isem.irk.ruУколоваЕ. В.UkolovaE. V.ukolovaekaterina@yandex.ruГерасимовД. О.GerasimovD. O.gerasimovdo@mail.ruСусловК. В.SuslovK. V.dr.souslov@yandex.ruЛомбардиП.LombardiP.pio.lombardi@iff.fraunhofer.deКомарницкиП.KomarnickiP.noemail@neicon.ruФГБУН Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева Сибирского отделения Российской академии наукРоссияMelentiev Energy Systems Institute SB RASRussian FederationФГБУН Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева Сибирского отделения Российской академии наук; ФГБОУ ВО Иркутский национальный исследовательский технический университетРоссияMelentiev Energy Systems Institute SB RAS; Irkutsk National Research Technical UniversityRussian FederationФГБОУ ВО Иркутский национальный исследовательский технический университетРоссияIrkutsk National Research Technical UniversityRussian FederationInstitute IFF MagdeburgРоссияInstitute IFF MagdeburgRussian FederationUniversity of applied science Magdeburg-StendalРоссияUniversity of applied science Magdeburg-StendalRussian Federation2018150920202212157168Copyright © Воропай Н.И., Уколова Е.В., Герасимов Д.О., Суслов К.В., Ломбарди П., Комарницки П., 20202020Воропай Н.И., Уколова Е.В., Герасимов Д.О., Суслов К.В., Ломбарди П., Комарницки П.Voropai N.I., Ukolova E.V., Gerasimov D.O., Suslov K.V., Lombardi P., Komarnicki P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ipolytech.elpub.ru/jour/article/view/238

Рассмотрены принципы конструирования имитационной модели мультиэнергетического хаба. Исследован энергетический объект методами имитационного моделирования. Проведен анализ экономической эффективности от накопления электроэнергии и преобразования электроэнергии в тепловую. При решении поставленной задачи применялась теория энергетических хабов, принципы имитационного моделирования в системе MatLab. В статье описана техническая возможность реализации мультиэнергетической системы. Представлена функциональная схема мультиэнергетического объекта, выполненная в среде MatLab. На примере накопления и преобразования электроэнергии в тепло проанализирована экономическая эффективность применения принципов мультиэнергетического хаба. Тематическое исследование показывает эффективность разработанного программного обеспечения моделирования энергетического хаба. В данной статье в развитии изложенных подходов представлены принципы построения имитационной модели интегрированной мультиэнергетической системы энергоснабжения на основе использования концепции энергетического хаба. Приведен пример применения разработанной имитационной модели. Предлагаемый подход открывает широкую перспективу для исследования многих значительных проблем в интегрированных энергосистемах с несколькими несущими, включая их свойства, особенности расширения и эксплуатации. Эта статья вносит первый небольшой вклад в обсуждаемое важное направление исследования.

The purpose of the paper is to consider the design principles of the multi-power hub simulation model, study the power facility by the methods of simulation modeling, analyze the economic efficiency of accumulation of electric power and its conversion into heat energy. The set problem is solved using the theory of energy hubs and the principles of simulation modeling in the MatLab system. The article describes the technical feasibility of a multi-power system implementation. The function block diagram of a multi-power facility made in the MatLab environment is presented. The economic efficiency of multi-power hub principle application is analyzed on example of electric energy accumulation and conversion into heat. The case study shows the efficiency of the developed software for energy hub modeling. The article presents the construction principles of the simulation model of the integrated multi-power system of power supply based on the concept of a power hub. An example of developed simulation model application is given. The proposed approach offers a broad perspective for the study of many significant problems in the integrated power systems with multiple carriers including their properties, features of their growth and operation. This article makes the first small contribution to the discussed important research direction.

энергетический хабинтегрированная система энергоснабженияпреобразователи энергиинакопители энергииоптимизация энергопотреблениямультиэнергетические системыenergy hubintegrated power supply systemenergy convertersenergy storageenergy consumption optimizationmulti-power systemsReferencesGeidl M., Koppel G., Favre-Perrod P., Klokl B., Andersson G., Frohlich K., Energy hubs for the future // IEEE Power and Energy Magazine. 2007. Vol. 5. No. 1. P. 24-30.Geidl M., Koppel G., Favre-Perrod P., Klokl B., Andersson G., Frohlich K., Energy hubs for the future // IEEE Power and Energy Magazine. 2007. Vol. 5. No. 1. P. 24-30.Воропай Н.И., Стенников В.А. Интегрированные интеллектуальные энергетические системы // Известия Российской академии наук. Энергетика. 2014. № 1. С. 64-73.Воропай Н.И., Стенников В.А. Интегрированные интеллектуальные энергетические системы // Известия Российской академии наук. Энергетика. 2014. № 1. С. 64-73.Le Blond S., Lewis T., Sooriyabandara M., Towards an integrated approach to building energy efficiency: Drivers and enablers // IEEE PES International Conference and Exhibition on Innovative Smart Grid Technologies, Manchester, UK. 2011. P. 1-8.Le Blond S., Lewis T., Sooriyabandara M., Towards an integrated approach to building energy efficiency: Drivers and enablers // IEEE PES International Conference and Exhibition on Innovative Smart Grid Technologies, Manchester, UK. 2011. P. 1-8.Krause T., Kienzle F., Liu Yang, Andersson G., Modeling interconnected national energy systems using an energy hub approach // IEEE Power Tech Conference, Trondheim, Norway. 2011. P. 1-7.Krause T., Kienzle F., Liu Yang, Andersson G., Modeling interconnected national energy systems using an energy hub approach // IEEE Power Tech Conference, Trondheim, Norway. 2011. P. 1-7.Mohammadi М., Noorollahi Y., Mohammadi-ivatloo B., Hosseinzadeh M., Torabzadeh Khorasani S. Optimal management of energy hubs and smart energy hubs - A review // Renewable and Sustainable Energy Reviews. Vol. 89. June 2018. P. 33-50.Mohammadi М., Noorollahi Y., Mohammadi-ivatloo B., Hosseinzadeh M., Torabzadeh Khorasani S. Optimal management of energy hubs and smart energy hubs - A review // Renewable and Sustainable Energy Reviews. Vol. 89. June 2018. P. 33-50.Vahid Davatgaran V., Mohsen Saniei M., Saeidollah Mortazavi S. Optimal bidding strategy for an energy hub in energy market // Energy. 2018. Vol. 148. P. 482-493.Vahid Davatgaran V., Mohsen Saniei M., Saeidollah Mortazavi S. Optimal bidding strategy for an energy hub in energy market // Energy. 2018. Vol. 148. P. 482-493.Koppel G., Andersson G., Reliability modeling of multi-carrier energy systems // Energy. 2009. Vol. 34. P. 235-244.Koppel G., Andersson G., Reliability modeling of multi-carrier energy systems // Energy. 2009. Vol. 34. P. 235-244.Khorsand H., Reza Seifi A. Probabilistic energy flow for multi-carrier energy systems // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2018. Vol. 94. P. 989-997.Khorsand H., Reza Seifi A. Probabilistic energy flow for multi-carrier energy systems // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2018. Vol. 94. P. 989-997.Wang J., Zhong H., Ma Z., Xia Q., Kang C. Review and prospect of integrated demand response in the multi-energy system // Applied Energy. 2017. Vol. 202. P. 772-782.Wang J., Zhong H., Ma Z., Xia Q., Kang C. Review and prospect of integrated demand response in the multi-energy system // Applied Energy. 2017. Vol. 202. P. 772-782.Moeini-Aghtaie M., Abbaspour A., Fotuhi-Firuzabad M., Hajipour E., A decomposed solution to multiple energy carriers optimal power flow // IEEE Transactions on Power Systems. 2014. Vol. 29. No. 2. P. 707-716.Moeini-Aghtaie M., Abbaspour A., Fotuhi-Firuzabad M., Hajipour E., A decomposed solution to multiple energy carriers optimal power flow // IEEE Transactions on Power Systems. 2014. Vol. 29. No. 2. P. 707-716.Xiaping Z., Shahidehpour M., Alabdulwahab A., Abusorrah A., Optimal expansion planning of energy hub with multiple energy infrastructures // IEEE Transactions on Smart Grid. 2015. Vol. 6. No. 5. P. 2302-2311.Xiaping Z., Shahidehpour M., Alabdulwahab A., Abusorrah A., Optimal expansion planning of energy hub with multiple energy infrastructures // IEEE Transactions on Smart Grid. 2015. Vol. 6. No. 5. P. 2302-2311.Beccuti G., Demiray T., Batic M., Tomasevic N., Vranes S., Energy hub modeling and optimization: An analytical case study // IEEE Power Tech, Eindhoven, Netherlands, 2015. P. 1034-1040.Beccuti G., Demiray T., Batic M., Tomasevic N., Vranes S., Energy hub modeling and optimization: An analytical case study // IEEE Power Tech, Eindhoven, Netherlands, 2015. P. 1034-1040.Tronchin L., Manfren M., Nastasi B. Energy efficiency, demand side management and energy storage technologies - A critical analysis of possible paths of integration in the built environment // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2018. Vol. 95. P. 341-353.Tronchin L., Manfren M., Nastasi B. Energy efficiency, demand side management and energy storage technologies - A critical analysis of possible paths of integration in the built environment // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2018. Vol. 95. P. 341-353.А. с. 2018611255. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. Программа для определения характеристик и оптимальных параметров функционирования мульти-энергетической системы / Герасимов Д.О., Суслов К.В., Уколова Е.В., Уколова Е.В.; заявитель и правообладатель ФГБОУ ВО «ИРНИТУ» (РФ). № 2017662368; заявл. 30.11.17; опубл. 26.01.18. Реестр программ для ЭВМ. 1 с.А. с. 2018611255. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. Программа для определения характеристик и оптимальных параметров функционирования мульти-энергетической системы / Герасимов Д.О., Суслов К.В., Уколова Е.В., Уколова Е.В.; заявитель и правообладатель ФГБОУ ВО «ИРНИТУ» (РФ). № 2017662368; заявл. 30.11.17; опубл. 26.01.18. Реестр программ для ЭВМ. 1 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.