аспирант
ул. Лермонтова, 130, 664033, г. Иркутск
PhD student
130 Lermontov str., 664033, Irkutsk
ул. Лермонтова, 130, 664033, г. Иркутск
130 Lermontov str., 664033, Irkutsk
Применение гибридных энергокомплексов (ГЭК) на базе дизельных электростанций с интеграцией возобновляемых источников энергии (ВИЭ) повышает эффективность электроснабжения децентрализованных потребителей в условиях дорогостоящей доставки топлива. Цель исследования разработка методов учета надежности резервных дизель-генераторных установок (ДГУ) при многокритериальной оптимизации состава оборудования ГЭК, поскольку их отказ в периоды низкой генерации ВИЭ и разряженных аккумуляторов становится основной причиной недоотпуска электроэнергии. Для многокритериальной оптимизации состава оборудования ГЭК используется двухуровневый подход. На верхнем уровне формируется множество Парето-оптимальных конфигураций ГЭК, на нижнем уровне производится почасовое имитационное моделирование функционирования ГЭК для детальной оценки каждого варианта по критериям экономической и экологической эффективности, надежности электроснабжения. Предложены два подхода к учету критерия надежности: имитационно-динамический, моделирующий отказы ДГУ как события во времени с использованием распределения Вейбулла, а оценка последствий этих отказов производится с использованием краткосрочной имитационной модели и метода Монте-Карло, и комбинаторно-вероятностный, основанный на биномиальном законе распределения для анализа всех возможных статических состояний группы ДГУ. На примере выбора ГЭК для села Ковран в Камчатском крае показано влияние структуры предпочтений лица, принимающего решение (ЛПР), на состав оборудования. Имитационно-динамический подход обеспечивает более точную оценку риска длительных перерывов электроснабжения за счет учета временной связности отказов и восстановлений ДГУ. Разработанные подходы позволяют обоснованно определить целесообразный состав и мощность оборудования ГЭК, в том числе количество и единичную мощность ДГУ с учетом стохастического характера электропотребления и генерации ВИЭ, отказа оборудования.
The use of hybrid renewable energy systems (HRES) based on diesel power plants with integration of renewable energy sources (RES) improves the efficiency of electricity supply to decentralized consumers in conditions of expensive fuel delivery. The study aims to develop methods for accounting for the reliability of backup diesel generator sets (DGS) during multi-criteria optimization of HRES equipment composition, since their failure during periods of low RES generation and discharged batteries becomes the primary cause of electricity undersupply. A two-level approach is used for multi-criteria optimization of HRES equipment composition. At the upper level, a set of Pareto-optimal HRES configurations is formed; at the lower level, hourly simulation of HRES operation is performed for a detailed assessment of each option according to the criteria of economic and environmental efficiency, and reliability of power supply. Two approaches to accounting for the reliability criterion are proposed: a simulation-dynamic approach, which models DGS failures as events in time using the Weibull distribution, with consequences of these failures assessed using short-term simulation and the Monte Carlo method, and a combinatorial-probabilistic approach based on the binomial distribution law for analyzing all possible static states of a group of DGS. The impact of the decision-maker's preference structure on the equipment composition is demonstrated through a case study of selecting an HRES for the village of Kovran in Kamchatka Krai. The simulation-dynamic approach provides a more accurate assessment of the risk of long power supply interruptions by accounting for the temporal correlation between DGS failures and restorations. The developed approaches make it possible to substantiate the appropriate composition and capacity of HRES equipment, including the number and unit capacity of DGS, taking into account the stochastic nature of electricity consumption and RES generation, and equipment failure.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.