Интеллектуальная поддержка принятия решения по вводу мощностей малой гидроэлектростанции в Республике Тыва

Цель – развитие метода принятия технических решений в части системы генерации при вводе мощностей малых гидроэлектростанций в Республике Тыва с учетом надежности функционирования оборудования и неопределенности части исходной информации.  В качестве исходной информации используются цены на применяемое оборудование, стоимость дизельного топлива в будущем времени и др. В данных исследованиях использован метод комплексного анализа эффективности технических решений автономной системы генерации от малой гидроэлектростанции, расположенной в Тоджинском районе Республики Тыва на основе системного подхода. Для адекватной оценки надежности функционирования гидроэнергетических агрегатов использован логико-вероятностный метод на основе кинетической теории дерева отказов. Метод позволяет учесть отказы используемого оборудования, а также незапланированные отключения агрегатов из-за дефицита гидроресурсов р. Большой Енисей (межень, пересыхание, частичное промерзание реки). Создание системы генерации от малой гидроэлектростанции для населенных пунктов Тоджинского района Республики Тыва позволяет покрыть нагрузку до 2 500 кВт, что способствует сокращению затрат на покупку, доставку и хранение дизельного топлива, при этом дизельные генераторы используются как резервные источники электроэнергии. Были рассмотрены 3 варианта состава малой гидроэлектростанции, отличающиеся количеством и установленной мощностью гидрогенерирующих агрегатов: 5х500 кВт; 4х630 кВт и 3х800 кВт. Таким образом, при помощи метода многокритериальной оптимизации из трех предлагаемых вариантов выбран оптимальный вариант системы генерации от малой гидроэлектростанции с тремя гидроагрегатами (мощностью 800 кВт каждый), учитывая надежность и неопределенность части исходной информации.

1. Долгов П.П., Щавелев Д.С. Многокритериальные задачи в гидроэнергетике и водном хозяйстве // Труды ЛПИ им. М.И. Калинина. 1981. № 375. С. 9–12.

2. Котельников В.И., Чупикова С.А. Расчет гидроэнергетического потенциала рек на территории Тывы с помощью ГИС // Международный журнал экспериментального образования. 2015. № 3-3. С. 455–459.

3. Kovalenko I.V. Tremyasov V.A., Belov V.G. Intelligent control support for reconstruction of electrical circuits of station and substations // Journal of Physics: Conference Series. 2021. Vol. 1889. Iss 4. P. 042048. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1889/4/042048.

4. Тремясов В.А., Григорьева О.А., Кенден К.В. Многокритериальный подход к выбору площадок для размещения солнечно-дизельных систем генерации // iPolytech Journal. 2021. Т. 25. № 5. С. 601–610. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2021-5-601-610.

5. Азгальдов Г.Г., Райхман Э.П. О квалиметрии. М.: Изд-во стандартов, 1973. 282 с.

6. Ismibayli R., Guliyeva P., Ahmadli N. On the construction of membership functions for fuzzy sets associated with // RT&A. 2022. Vol. 17. Iss. 4. P. 367–371.

7. Тремясов В.А, Кенден К.В., Кривенко Т.В. Оценка надежности системы генерации малых ГЭС в изолированных энергосистемах // Энергетика: управление, качество и эффективность использования энергоресурсов: сб. тр. IIIV междунар. науч.-техн. конф. (г. Благовещенск, 27 мая 2015 г. – 29 мая 2012 г.). Благовещенск: АмГУ, 2015. С. 143–147. EDN: VAILDL.

8. Majeed A.R., Sadiq N.M. Availability & Reliability Evaluation of Dokan Hydro Power Station // IEEE/PES Transmission & Distribution Conference and Exposition: Latin America. 2006. http://doi.org/10.1109/TDCLA.2006.311494.

9. Sapkota D., Bajracharya T.R., Luintel M.C. Reliability and availability evaluation of Sunkoshi hydro power station // Proceedings of IOE graduate Conference. 2014. Vol. 2. P. 197–202.

10. Sharma R., Bhattrai N. Reliability based maintenance in hydropower: a case study of Bijaypur-i small hydropower plant // Journal of innovations in engineering education. 2020. Vol. 3. Iss. 1. P. 123–130. http://doi.org/10.3126/jiee.v3i1.34333.

11. Ale T.О., Olufeagba B.J., Oyeleye M.O. A Markov model of generator performance at the Kainji hydro-power station in Nigeria // International Journal of Electrical and Computer Engineering. 2023. Vol. 13. Iss. 4. P. 3585–3592. http://doi.org/10.11591/ijece.v13i4.pp3585-3592.

12. Кенден К.В. Оценка надежности системы генерации малых ГЭС на примере Тоджинского района // Вестник Тувинского государственного университета. Технические и физико-математические науки. 2020. № 2. С. 31–40. https://doi.org/10.24411/2221-0458-2020-10032. EDN: UCAJIC.

13. Тремясов В.А., Кривенко Т.В. Анализ надежности автономного гибридного энергокомплекса на основе возобновляемых источников энергии // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2017. № 1. С. 43–51.

14. Huang Chin-Yu, Chang Yung-Ruei. An improved decomposition scheme for assessing the reliability of embedded systems by using dynamic fault trees // Reliability Engineering & System Safety. 2007. Vol. 92. Iss. 10. P. 1403–1412. https://doi.org/10.1016/j.ress.2006.09.008.

15. Amari S., Dill G., Howald E. A new approach to solve dynamic fault trees // Annual Reliability and Maintainability Symposium (Tampa, 27–30 January 2003). Tampa: IEEE, 2003. P. 374–379.

16. Bobbio A., Portinale L., Minichino M., Ciancamerla E. Improving the analysis of dependable systems by mapping fault trees into Bayesian networks // Reliability Engineering & System Safety. 2001. Vol. 71. Iss. 3. P. 249–260. http://doi.org/10.1016/S0951-8320(00)00077-6.

17. Rao K.D., Gopika V., Rao V.V.S.S., Kushwaha H.S., Verma A.K., Srividya A. Dynamic fault tree analysis using Monte Carlo simulation in probabilistic safety assessment // Reliability Engineering & System Safety. 2009. Vol. 94. Iss. 4. P. 872–883. http://doi.org/10.1016/j.ress.2008.09.007.

18. Эндрени Дж. Моделирование при расчетах надежности в электроэнергетических системах / пер. с англ.; ред. Ю.Н. Руденко. М.: Энергоатомиздат, 1983. 336 с.

19. Тремясов В.А., Кенден К.В. Фотоэлектрические и гидроэнергетические установки в системах автономного электроснабжения: монография. Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2017. 208 с.

20. Бляшко Я.И. Опыт МНТО «ИНСЭТ» по созданию и эксплуатации оборудования для микро- и МГЭС // Малая энергетика. 2004. № 1. С. 28‒33.

21. Черников С.Н. Метод свертывания систем линейных неравенств // Успехи математических наук. 1964. Т. 19. № 5. С. 149–156.

22. Aida-Zade K.R., Guliyeva P.S., Ismibayli R.E. Analysis of the methods for constructing membership functions using expert data // Recent Developments and the New Directions of Research, Foundations, and Applications. Studies in Fuzziness and Soft Computing / eds. S.N. Shahbazova, A.M. Abbasov, V. Kreinovich, J. Kacprzyk, I.Z. Batyrshin. Cham: Springer, 2023. Vol 422. Р. 361–365. https://doi.org/10.1007/978-3-031-20153-0_29.