Оптимизация режимов электропотребления автономной электрической системы с возобновляемыми и альтернативными источниками энергии

Цель - оптимизация на основе математического моделирования режимов электропотребления генерирующими потребителями в автономной электрической системе с использованием альтернативных источников энергии. Объектом исследований для моделирования выбрана региональная автономная электроэнергетическая система Памира (Республика Таджикистан). В качестве целевой функции выбрана минимизация финансовых расходов на собственное электропотребление, а также их максимизация от продажи и перераспределения потоков электроэнергии. Оптимизация затрат на электропотребление за каждый час суточного интервала осуществлялась методом линейного программирования и продукционных правил «If, …, Then, …» с учетом ограничений на мощность возобновляемых источников энергии: гидроэлектростанций ≤ 43,5 МВт; ветростанций ≤ 10 МВт; солнечной фотоэлектрической станции ≤ 6 МВт; накопителей энергии ≤ 5 МВт. Предложены метод и алгоритм оптимизации электропотребления, позволяющие минимизировать финансовые расходы отдельных электропотребителей, имеющих выбор электроснабжения от возобновляемых (гидроресурсы) и альтернативных (ветровой поток и солнечная инсоляция) источников энергии, включая накопитель энергии, а также получать максимум финансовых доходов от продажи и перераспределения потоков электроэнергии. Получено оптимальное соотношение генерации энергии альтернативными источниками от суточного электропотребления в зимний период (в %): гидроэлектростанциями - 94,8; ветростанциями - 3,8; солнечной фотоэлектрической станцией - 0,5; накопителем энергии - 0,8. Мощность накопителя энергии варьировалась от 2-5 МВт. Установлено, что в летний период в оптимальном выборе источников генерации нет необходимости, так как вся электрическая нагрузка может быть восполнена энергией гидроэлектростанций региона, которая избыточно генерируется и является самой низкой по стоимости. Системный анализ полученных результатов показал, что каждый генерирующий потребитель может самостоятельно минимизировать свои расходы на электроэнергию и максимизировать доходы от взаимного обмена энергией с другими потребителями в зависимости от выбранных альтернативных и возобновляемых источников энергии.

автономная электрическая система, оптимизация электропотребления, возобновляемые источники энергии, накопители, генерирующий электропотребитель, ветроустановка