Оптимизация надежности теплоснабжения с учетом функций активного потребителя
Аннотация
Рассматривается проблема анализа и оптимизации надежности теплоснабжения активного потребителя (АП) тепловой энергии в теплоснабжающих системах (ТСС) с учетом их дополнительной тепловой мощности, обеспечиваемой собственными источниками тепловой энергии (ИТ). Сформулирована научно-методическая проблема, заключающаяся в определении оптимального соотношения значений параметров надежности элементов ТСС (интенсивностей отказов и/или восстановлений) и мощности собственного ИТ АП, обеспечивающего требуемый уровень надежности теплоснабжения при минимальных суммарных затратах на обеспечение элементной надежности системы и эксплуатацию собственных ИТ АП. Предложены методы решения сформулированной задачи, основанные на использовании теории надежности, моделей марковских случайных процессов, некоторых закономерностей теории вероятностей, узловых ПН, моделей теории гидравлических цепей и укрупненных закономерностей теплофизических процессов, протекающих при теплоснабжении потребителей. Проведен вычислительный эксперимент с использованием разработанных методов на основе тестовой схемы ТСС с характеристиками, приближенными к реальным системам, сформулированы выводы и направления дальнейших исследований.
Ключевые слова
Полный текст:
PDFЛитература
Lund H., Østergaard P., Connolly D., Mathiesen B. Smart energy and smart energy systems. Energy, 2015, vol. 137, pp. 556–565. DOI: 10.1016/j.energy.2017.05.123
Lund H., Duic N., Østergaard P., Mathiesen B. Smart energy systems and 4th generation district heat-ing. Energy, 2016, vol. 110, pp. 1–4. DOI: 10.1016/j.energy.2016.07.105
Mancarella P. MES (multi-energy systems): An overview of concepts and evaluation models. Energy, 2014, vol. 65, pp. 1–17. DOI: 10.1016/j.energy.2013.10.041
Perkovic L., Mikulcic H., Duic N. Multi-objective optimization of a simplified factory model acting as
a prosumer on the electricity market. Journal of Cleaner Production, 2017, vol. 167, pp. 1438–1449. DOI: 10.1016/j.jclepro.2016.12.078
Ottesen Ødegaard S., Tomasgard A., Fleten S.-E. Prosumer bidding and scheduling in electricity mar-kets. Energy, 2016, vol. 94, pp. 828–843. DOI: 10.1016/j.energy.2015.11.047
Yang H., Xiong T., Qiu J., Qiu D., Yang Dong Z. Optimal operation of DES/CCHP based regional multi-energy prosumer with demand response. Appled Energy, 2016, vol. 167, pp. 353–365. DOI: 10.1016/j.apenergy.2015.11.022
Hwang J., Choi M., Lee T., Jeon S., Kim S., Park S. Energy Prosumer Business Model Using Block-chain System to Ensure Transparency and Safety. Energy Procedia, 2017, vol. 141, pp. 194–198. DOI: 10.1016/j.egypro.2017.11.037
Zhang N., Yan Y., Su W. A game-theoretic economic operation of residential distribution system with high participation of distributed electricity prosumers. Applied Energy, 2015, vol. 154, pp. 471–479. DOI: 10.1016/j.apenergy.2015.05.011
Zafar R., Mahmood A., Razzaq S., Ali W., Naeem U., Shehzad K. Prosumer based energy management and sharing in smart grid. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2018, vol. 82, pp. 1675–1684. DOI: 10.1016/j.rser.2017.07.018
Vergados D.J., Mamounakis I., Makris P., Varvarigos E. Prosumer clustering into virtual microgrids
for cost reduction in renewable energy trading markets. Sustainable Energy, Grids and Networks, 2016, vol. 7,
pp. 90–103. DOI: 10.1016/j.segan.2016.06.002
Prakash L., Sugatha Kumari P.R., Chandran S., Sachin Kumar S., Soman K.P. Self-sufficient Smart Prosumers of Tomorrow. Procedia Technology, 2015, vol. 21, pp. 338–344. DOI: 10.1016/j.protcy.2015.10.044
Lund H., Werner S., Wiltshire R., Svendsen S., Thorsen J.E., Hvelplund F., Mathiesen B.V. 4th Gen-eration District Heating (4GDH): Integrating smart thermal grids into future sustainable energy systems. En-ergy, 2014, vol. 68, pp. 1–11. DOI: 10.1016/j.energy.2014.02.089
Lund H., Duic N., Østergaard P., Mathiesen B. Smart energy systems and 4th generation district heat-ing. Energy, 2016, vol. 110, pp. 1–4. DOI: 10.1016/j.energy.2016.07.105
Lund H., Østergaard P., Chang M., et al. The status of 4th generation district heating: Research and results. Energy, 2018, vol. 164, pp. 147–159.
Brange L., Englund J., Lauenburg P. Prosumers in district heating networks – A Swedish case study.
Applied Energy, 2016, vol. 164, pp. 492–500. DOI: 10.1016/j.apenergy.2015.12.020
Brand L., Calvén A., Englund J., Landersjö H., Lauenburg P. Smart district heating networks – A simulation study of prosumers’ impact on technical parameters in distribution networks. Applied Energy, 2014, vol. 129, pp. 39–48. DOI: 10.1016/j.apenergy.2014.04.079
Kauko H., Kvalsvik K.H., Rohde D., Nord N., Utne A. Dynamic modeling of local district heating grids with prosumers: A case study for Norway. Energy, 2018, vol. 151, pp. 261–271. DOI: 10.1016/j.energy.2018.03.033
Postnikov I., Stennikov V., Penkovskii A. Prosumer in the District Heating Systems: Operating and Reliability Modeling. Energy Procedia, 2019, vol. 158, pp. 2530–2535. DOI: 10.1016/j.egypro.2019.01.411
Postnikov I. Methods for optimization of time redundancy of prosumer in district heating systems. Energy Reports, 2020, vol. 6, no. 2, p. 214–220. DOI: 10.1016/j.egyr.2019.11.065
Сеннова Е.В., Смирнов А.В., Ионин А.А. и др. Надежность систем теплоснабжения. Новоси-бирск: Наука, 2000. 351 с. [Sennova E.V. Sennova E.V., Smirnov A.V., Ionin A.A. and other. Reliability of heat supply systems. Novosibirsk, Nauka Publ., 2000. 351 p.]
Сеннова Е.В., Сидлер В.Г. Математическое моделирование и оптимизация развивающихся теп-лоснабжающих систем. Новосибирск: Наука, 1985. 222 с. [Sennova E.V., Sidler V.G. Mathematical model-ing and optimization of developing heat supply systems. Novosibirsk, Nauka Publ., 1985. 222 p.]
Меренков А.П., Хасилев В.Я. Теория гидравлических цепей. Москва: Наука, 1985. 272 с. [Merenkov A.P., Khasilev V.Ya. Theory of hydraulic circuits. Moscow, Nauka Publ., 1985. 272 p.]
DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power210201
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.