Аннотации:
Статья посвящена разработке методики и программного приложения для оптимизации состава оборудования гибридных энергетических систем с возобновляемыми источниками энергии. Приведено
описание предлагаемой методики и математических моделей основных компонентов гибридных систем:
фотоэлектрической станции, ветроэнергетической установки, аккумуляторной батареи и дизельгенераторной установки. Отличительной особенностью предлагаемой методики является использование
для прогнозирования солнечной радиации оригинальной модели на базе данных Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства. Это позволяет ее использовать для
прогнозирования основных характеристик солнечного излучения в любой географической точке России,
в том числе и для территорий, по которым отсутствуют результаты регулярных актинометрических наблюдений. Для прогнозирования суточного хода скорости ветра используется функция обратного распределения Вейбулла, что обеспечивает повышение достоверности прогнозирования выработки электроэнергии ветроэнергетической установкой на суточных временных интервалах. Для решения оптимизационной задачи используется эволюционный алгоритм роя частиц, который обеспечивает надежное и
эффективное определение глобального экстремума целевой функции при различных критериях оптимизации и ограничениях. Рассмотрен практический пример применения методики для выбора оптимального состава оборудования гибридной энергетической системы с различной конфигурацией оборудования,
территориально размещенной в районе города Владивостока. Методика реализована в виде программного приложения в популярном математическом комплексе MATLAB, что обеспечивает удобство ее практического применения. The article develops of a methodology and a software application to optimize the equipment composition
of hybrid energy systems with renewable energy sources. The paper describes the proposed methodology and
the mathematical models of the main components of hybrid systems: a photovoltaic station, a wind power plant,
a battery and a diesel generator set. A distinctive feature of the proposed method is an original model used to
forecast the solar radiation based on the data of the National Aeronautics and Space Administration. This allows
it to be used for predicting the main characteristics of solar radiation in any location of Russia, including the territories
with no regular actinometric observations data. The reverse Weibull distribution function is used to predict
the daily course of the wind speed, which provides an increase in the reliability of predicting the generation
of electricity by the wind power plant at daily time intervals. An evolutionary particle swarm algorithm is utilized
to solve the optimization problem, which provides for a reliable and efficient definition of the global
extremum of the objective function under various optimization criteria and constraints. A practical example of
the proposed methodology use in selecting the optimal composition of the equipment of a hybrid energy system
with a different equipment configuration is considered for an area located in the Vladivostok city. The proposed
technique is implemented as a software application in the popular mathematical complex MATLAB, which ensures
the convenience of its practical application.
Описание:
Обухов Сергей Геннадьевич, д-р техн. наук, профессор Отделения электроэнергетики и электротехники Инженерной школы энергетики, Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск; serob99@mail.ru.
Ибрагим Ахмед, аспирант Отделения электроэнергетики и электротехники Инженерной школы энергетики, Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск; ibragim@tpu.ru. S.G. Obukhov, serob99@mail.ru,
A. Ibrahim, ibragim@tpu.ru
Tomsk Polytechnic University, Tomsk, Russian Federation