Решение задачи комплексного энергоснабжения автономного потребителя с целью уменьшения экономических затрат

Константин Сергеевич Денисов, Владимир Иванович Велькин, Александр Николаевич Тырсин

Аннотация


Статья посвящена решению задачи надежного энергоснабжения автономных потребителей с наименьшими экономическими затратами на производство электрической энергии за период эксплуатации объекта. В данной работе особое внимание уделяется комплексным энергосистемам, которые могут включать в себя различные виды источников энергии, в том числе на основе ВИЭ, и являются в большинстве случаев экономически эффективнее в сравнении с системами, содержащими только топливные генераторы, либо со строительством электрических сетей на большие расстояния. Представлена структурная схема комплексной энергосистемы, которая включает в себя аккумуляторные батареи, фотоэлектрические преобразователи, ветроэнергетические установки, напорную малую гидроэлектростанцию, свободнопоточные МГЭС, инверторы, топливные генераторы и электрическую сеть. Приведено описание математической модели для подбора оптимального состава основного и вспомогательного оборудования на базе ВИЭ с учетом технических и экономических параметров установок, на основе реальных природно-климатических данных выбранного региона. Рассмотрены функциональные возможности программы VizProRES 2019.


Ключевые слова


комплексная энергосистема; фотоэлектрический преобразователь; возобновляемые источники энергии; ветроэнергетическая установка; малая гидроэлектростанция; аккумулятор

Полный текст:

PDF

Литература


Bezrukikh P.P., Sokolskiy A.K., Kharitonov V.P. [Renewable Energy-Based Systems for Guaranteed Power Supply to Off-Grid Consumers]. Tezisy doklada 3-j nauchno-tehnicheskoj konferencii “Jenergoobespechenie i jenergosberezhenie v sel'skom hozjajstve” [Abstracts of the 3rd Research Conference Energy Supply and Energy Saving in Agriculture], 2003, pp. 70–71. (in Russ.)

Lambert T., Gilman P., Lilienthal P. Micropower System Modeling with HOMER, in Integration of Alterna-tive Sources of Energy, FA Farret and MG Simoes. Wiley-IEEE Press, 2006, pp. 379–418. DOI: 10.1002/0471755621.ch15

Lilienthal P.D., Lambert T.W., Gilman P. Computer Modeling of Renewable Power Systems. Encyclopedia of Energy, 2004, vol. 1, pp. 633–647. DOI: 10.1016/b0-12-176480-x/00522-2

HOMER Energy. Available at: http://www.homerenergy.com/ (accessed 8.02.2019).

RETScreen. Natural Resources Canada. Available at: http://www.retscreen.net/ru/home.php (accessed 18.03.2019).

Velkin V.I., Denisov K.S., Zavialov A.S. [International RES Computing Experience and Its Use in VIZPO-RES, an Russian-Developed Application]. Nedelja nauki SPbGPU [Week of Science of St. Petersburg Polytechnic University], 2014, St. Petersburg, pp. 60–63. (in Russ.)

Velkin V.I., Denisov K.S. Programma rascheta i vizualizacii optimal'noj kompleksnoj sistemy vozob-novljaemyh istochnikov jenergii (RES) “VizProRES” [VizProRES Application for Computing and Visualizing

an Optimal Integrated System of Renewable Energy Sources (RES)]. Certificate of State Registration of Computer Programs RF, no. 2016610783, 19.01.2016.

Velkin V.I., Loginov M.I., Chernobaj E.V. Programma Avtomatizirovannogo rascheta klastera VIJe “ARK-VIJe” [ARK-RES, an Application for Computer-Aided RES Cluster Design]. Certificate of State Registration of Computer Programs RF, no. 2013613097, 25.03.2013.

Velkin V.I., Loginov M.I., Chernobaj E.V. Programma Vizualizacii poiska optimal'nogo klastera vozob-novljaemyh istochnikov jenergii (RES) “VIZPO-RES” [VIZRO-RES, an Application for Visualized Search for Op-timal Renewable Energy Source (RES) Cluster]. Certificate of State Registration of Computer Programs RF,

no. 2014614024, 14.04.2014.

Sibgatullin A.R., Elistratov V.V. [Optimization of Equipment Composition Based on Renewable Energy Sources in Electric Supply Systems for Low Power Autonomous Consumers]. Alternativnaja jenergetika i jekologija [Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)], 2016, no. 23–24, pp. 51–67. (in Russ.) DOI: 10.15518/isjaee.2016.23-24.051-067

Karamov D.N. [Mathematical Modeling of Autonomous Power Supply System Using Renewable Energy Sources]. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta [Bulletin of Irkutsk State Technical University], 2015, no. 9 (104), pp. 133–140. (in Russ.)

Walker M. HOMER Optimizer™, a Faster Path to Finding Least-Cost Microgrid Options. Available at: https://microgridnews.com/homer-optimizer-a-faster-path-to-finding-least-cost-microgrid-options/ (accessed 27.03.2019).

Al-Falahi M.D.A., Jayasinghe S.D.G., Enshaei H. A Review on Recent Size Optimization Methodologies for Standalone Solar and Wind Hybrid Renewable Energy System. Energy Conversion and Management, 2017, vol. 143, pp. 252–274.

Malheiro A., Castro P.M., Lima R.M., Estanqueiro A. Integrated sizing and scheduling of wind/PV/diesel/ battery isolated systems. Renewable Energy, 2015, vol. 83, pp. 646–657. DOI: 10.1016/j.renene.2015.04.066

Binayak Bhandari, Kyung-Tae Lee, Gil-Yong Lee et al. Optimization of Hybrid Renewable Energy Power Systems: A Review. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology, 2015, vol. 2, iss. 1, pp. 99–112. Available at: https://link.springer.com/article/10.1007/s40684-015-0013-z.

Nasir El Bassam, Preben Maegaard. Integrated Renewable Energy for Rural Communities. Planning Guidelines, Technologies and Applications. Mumbai, Elsevier Publ., 2004. 315 p. DOI: 10.1016/B978-0-444-51014-3.X5026-1

Deshmukh M.K., Deshmukh S.S. Modeling of Hybrid Renewable Energy Systems. Renewable & Sustain-able Energy Reviews, 2008, vol. 12, iss. 1, pp. 235–249. Available at: https://link.springer.com/content/pdf/ 10.1007%2F978-3-642-18336-2_16.pdf. DOI: 10.1016/j.rser.2006.07.011

Velkin V.I., Starikov E.V., Zavyalov A.S. Raschet avtonomnoj fotojelektricheskoj sistemy jelektro-snabzhenija dlja rezervirovanija sobstvennyh nuzhd AJeS: metodicheskie ukazanija k vypolneniju kursovogo proekta [Computing Off-Grid Photovoltaic Power Supply Systems as Backups for NPPs: Guidelines for the Im-plementation of the Course Project]. Ekaterinburg, Ural Federal University, 2014. 25 p.

Starikov E.V., Velkin V.I., Denisov K.S., Khairetdinova L.R. Solnechnye fotojelektricheskie sistemy: uchebnoe posobie [Solar Photovoltaic Systems: Training Manual]. Ekaterinburg, UMTS UPI, 2016. 125 p.

Artyukhov I.I., Stepanov S.F., Molot S.V., ErbayevR.T. [Arbaev Wind Power Plant for Farm Power Sup-ply]. Vestnik agrarnoj nauki Dona [Bulletin of Agricultural Science of Don], 2016, vol. 33, pp. 41–48. (in Russ.)

Kvitko A.V, Hickova A.O. [Characteristics of Wind, Features of Calculation of Resource and Economic Efficiency of Wind Energy]. Nauchnyj zhurnal KubGAU. [Scientific Journal of KubSAU]. Krasnodar, Kuban State Agrarian University. 2014, no. 97. Available at: http://cyberleninka.ru/article/n/harakteristiki-vetra-osobennosti-raschyota-resursa-i-ekonomicheskoy-effektivnosti-vetrovoy-energetiki (accessed 23.03.2019). (in Russ.)

Shepelev A.O., Artamonova E.Ju. [Calculation of Battery Capacity]. Molodoj uchenyj [Young Scientist]. 2016, no. 17, pp. 99–101. (in Russ.)

Grinko D.V. [Selection of the Type of Combined Installation for Power Supply of Agricultural Consum-ers]. Izvestija Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [News of Orenburg State Agrarian Uni-versity]. 2014, no. 2, pp. 70–73. (in Russ.)

Suslov K.V. [Development of Power Supply Systems in Isolated Areas of Russia Using Renewable Energy Sources]. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta [Bulletin of Irkutsk State Technical University], 2017, no. 5 (124), pp. 131–142. (in Russ.) DOI: 10.21285/1814-3520-2017-5-131-142

Energeticheskaya strategiya Respubliki Sakha (Yakutiya) na period do 2030 goda, utverzhdennaya postanovleniem Pravitel'stva Respubliki Sakha (Yakutiya) [The Energy Strategy of the Republic of Sakha (Yaku-tia) for Until 2030, Approved by the Government of the Republic of Sakha (Yakutia)]. 2009, no. 441.

Surface Meteorology and Solar Energy. Atmospheric Science Data Center. Available at: http://eosweb.larc.nasa.gov/sse/ (accessed 4.03.2019)

Postanovlenie ob ustanovlenii postantsionnykh tarifov na elektricheskuyu energiyu, vyrabatyvaemuyu

AO “Sakhaenergo” na 2018 god [Decision on the Establishment of Station-Based Tariffs for Electric Power Gene-rated by Sakhaenergo JSC for 2018] Pravlenie gosudarstvennogo komiteta po tsenovoy politike respubliki Sakha [Board of the State Committee for Price Policy of the Republic of Sakha (Yakutia)]. 26.12.2017, no. 716/1.




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power190309

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.