Оптимизация энергетических комплексов малой распределенной энергетики

Цель: разработка алгоритмов оптимизации схем и режимов работы энергетических комплексов малой распределенной энергетики, направленных на снижение затрат на производство энергии. Выполнен анализ роли распределенной генерации в структуре российской энергетики, и определены тенденции развития распределенной энергетики. Обоснована необходимость разработки современных методов моделирования и оптимизации энергетических комплексов для минимизации затрат на энергоснабжение потребителя энергии. Проведен анализ методов оптимизации энергетических комплексов малой распределенной энергетики, имеющих в своем составе как традиционные энергогенерирующие установки, так и установки на возобновляемых источниках энергии, накопители электрической и тепловой энергии, и определены целевые критерии выбора схем и режимов работы комплексов. Разработаны обобщенная математическая модель и метод оптимизации схем и режимов работы энергетических комплексов малой распределенной энергетики на основе симплексного алгоритма. Метод позволяет моделировать работу энергетического комплекса с произвольным составом генерирующего и аккумулирующего оборудования и определять оптимальные конфигурацию комплекса и режимные карты работы входящего в него оборудования. На основе технологии искусственных нейронных сетей предложен алгоритм краткосрочного прогнозирования энергетических нагрузок обособленных потребителей, позволяющий прогнозировать графики нагрузок в условиях ограниченности исходной информации о потребителе энергии, при которых традиционные методы прогнозирования неприменимы. Разработана зонная модель вертикального бака-аккумулятора тепловой энергии. Методика расчета на основе простой зонной модели позволяет адекватно описывать динамику процессов зарядки/разрядки бака-аккумулятора и может быть использована для инженерных расчетов и при разработке моделей и алгоритмов оптимизации энергетических комплексов малой энергетики и интеллектуальных систем управления подобными комплексами. Для верификации предложенных моделей и программ проведены экспериментальные исследования стендовой модели энергетического комплекса с возможностью импорта электроэнергии из сети в составе газопоршневой мини-ТЭЦ мощностью 180 кВт и аккумулятора тепловой энергии. Результаты расчетов показали удовлетворительное согласие с результатами испытаний.