Оптимизация методом роя частиц структуры автономного энергетического комплекса с использованием солнечной энергии

Цель - разработка методики оптимизации структуры автономного энергетического комплекса, состоящего из фотоэлектрических панелей, аккумуляторных батарей и дизель-генератора, и ее реализация в программно-вычислительном комплексе. Для оптимизации структуры комплекса применен метод роя частиц, для использования которого не требуется знать точного градиента оптимизируемой функции, в качестве которой была выбрана себестоимость вырабатываемой энергокомплексом электроэнергии. При оптимизации учитывались изменения графика нагрузки потребителей, актинометрические и метеорологические условия местности, технические характеристики фотоэлектрических панелей и аккумуляторных батарей. Также предусмотрен выбор из трех вариантов установки фотоэлектрических панелей относительно горизонта: горизонтально; под углом к горизонту; под углом к горизонту на поворотном одноосном основании с вертикальной осью вращения с использованием системы слежения за солнцем (угол наклона выбирается равным широте местности). Для с. Кызыл-Хая Республики Тыва, функционирующего от дизельной электростанции, рассчитаны среднемесячные значения солнечной инсоляции на горизонтальную поверхность; суммарная установленная мощность электрогенерирующих элементов автономного энергокомплекса, оптимизированного методом роя частиц, составила 450,1 кВт с емкостью аккумуляторных батарей равной 22,2 кА·ч. Разработанная методика оптимизации структуры энергокомплекса реализована в программной среде MATLAB. После оптимизации по предложенной методике структуры автономного энергокомплекса с наклонным расположением фотоэлектрических панелей себестоимость вырабатываемой ими электроэнергии составила 26,978 руб/кВт∙ч при капитальных затратах 16956,853 тыс. руб. Использование данной оптимизированной структуры комплекса позволит изменить график подачи электроэнергии от 18 до 24 ч в сут, а также может привести к возможному снижению потребления дизельного топлива на 70% в сравнении с потреблением при 18-часовом графике подачи электроэнергии от дизельной электростанции.

выработка мощности фотоэлектрического преобразователя, метод роя частиц, оптимизация, солнечно-дизельная установка, технико-экономические показатели