Academic literature on the topic 'Оптимізація енергосистем'

Керовані пристрої компенсації є найбільш перспективні в якості коштівпоперечної компенсації в протяжних лініях вищих класів напруги. Їх основнепризначення - плавна зміна споживання надлишкової реактивної потужності лінійелектропередачі з метою нормалізації рівнів напруг. У статті на прикладіелектропередачі 750 кВ показана методика оцінки додаткового ефекту від застосуваннякерованого пристрою компенсації: зниження втрат активної потужності в лініях

Метою даної роботи є вирішення багатокритеріальної задачі оптимізації для локальної енергосистеми (ЛЕС) з відновлюваними джерелами енергії (ВДЕ). В традиційній енергетиці основною задачею є мінімізація собівартості електроенергії, але при застосуванні відновлюваних джерел енергії на перший план виступає надійність енергозабезпечення, враховуючи мінливу природу генерації таких ВДЕ, як вітрові та сонячні електростанції. Предметом дослідження є пропорції вітрової, сонячної генерації та систем зберігання енергії, що забезпечують задані вимоги до надійності при мінімальній собівартості електроенергії. Особливістю даного дослідження є врахування невизначеності режимів споживання та використання відновлюваних джерел енергії. Методи дослідження включають застосування статистичного підходу та імітаційне генерування випадкових процесів для стохастичної оптимізації витрат. В якості вихідних даних використовуються історичні (статистичні) дані про споживання енергії та кліматичні фактори, які впливають на генерацію. Для показників надійності істотними є не лише середні значення, а й показники варіації (дисперсія, щільність розподілу, граничні відхилення). Невизначеність, пов'язана з відновлюваними джерелами, може призвести до невизначеності експлуатаційних витрат. Додатковим джерелом невизначеностей є змінний характер споживання електроенергії. Ризики проекту полягають в небезпеці втратити частину енергії чи не забезпечити потреби споживача. Наявність акумуляторів енергії знижує ризики, але збільшує вартість проекту. Результатом дослідження є спосіб оптимізації такої системи. Ризик можна визначити як дисперсію випадкової складової, тоді цільовими функціями будуть собівартість енергії та стандартне відхилення небалансу потужностей. Для пошуку оптимального рішення при двох критеріях застосовано математичну модель поточного стану енергосистеми з різнотипними ВДЕ та системою акумулювання. Огинаюча множини станів є лінією можливих оптимальних значень. Обмеженнями задачі є вимоги до надійності, наприклад довірча імовірність небалансу генерації та споживання. Бібл. 11, табл. 2, рис. 3.

Метою даної роботи є визначення оптимального співвідношення різних джерел відновлюваної енергії в гібридних енергосистемах, базуючись на оцінках випадкової складової потужностей генерації та споживання електроенергії. Для цього розглядаються короткотермінові коливання потужності, спричинені природними змінами сонячної та вітрової енергії в діапазоні менше години. Такі зміни впливають на можливості регулювання частоти й напруги, а також стійкості систем електропостачання. Предметом дослідження є пропорція вітрової та сонячної генерації, а також її загальний рівень у споживанні електроенергії, а предметом оптимізації – варіативність сукупної генерованої потужності. Особливістю роботи є синхронне співставленні рівнів генерації енергії та її споживання різними локальними споживачами. Методи дослідження – математична модель комбінації випадкових процесів та безпосереднє використання статистичних даних в якості експериментальних. Методом оптимізації обрано побудову поверхні відгуку, що забезпечує візуалізацію результатів при задовільній точності. При необхідності результат уточнюється методом дихотомії. Результати дослідження порівнюються за рівнем впливу погодних факторів, для чого розглядаються дані різних пір року. Отримані залежності дозволяють також оцінити вплив енергетичної ефективності вітрової та сонячної енергетики як технологічного фактору. Істотним результатом є оцінка впливу точності прогнозування потужностей генерації і споживання на енергетичний баланс при складанні графіків роботи енергосистеми – так, наявність добового прогнозу дозволяє в півтора рази збільшити потужність ВДЕ при збереженні рівня варіативності. Встановлено наявність оптимальних співвідношень потужності ВЕС та СЕС, при яких мінімізується загальна варіативність енергобалансу. В умовах України це складає приблизно третину номінальної потужності ВДЕ за рахунок ВЕС та дві третини СЕС, однак результати суттєво залежать від сезону. Запропоновано критерії оптимальності, що враховують випадкову природу досліджуваних процесів, це дає можливість імовірнісної оцінки результатів. Бібл. 13, рис. 6.

Метою дослідження є оптимізація екологічних показників і показників енергоефективності цукрового виробництва при забезпеченні випуску продукції високої якості в процесі випарювання соку у багатокорпусній випарній установці цукрового заводу за рахунок удосконалення та впровадження математичного забезпечення в АСУТП.На основі даних про споживання енергії та пари проведено аналіз ефективності цукрового виробництва в цілому і по кожній виробничій ділянці окремо. Розрахунковими методами на основі нормативних інструментів для розрахунку базових, проектних викидів в результаті різних процесів визначено вплив найбільш енерговитратних ділянок цукрового заводу, що впливають на стан довкілля. Шляхом диференціювання якісної моделі у розрахунку матеріального балансу виробничого процесу встановлено вплив впровадження удосконаленого математичного забезпечення АСУТП, в якому враховуються показники якості соку і екологічності, на енергоефективність процесу випарювання.Встановлено що основними складовими впливу на довкілля підприємств цукрової галузі є викиди в атмосферу. Викиди цукрових заводів містять як токсичні речовини (монооксид Карбону, оксиди Нітрогену, Сульфуру та тверді частки), так і парникові гази, що спричинюють зміни клімату (вуглекислий газ, монооксид Нітрогену і метан). Скиди цукрових заводів у водні об’єкти небезпечні високим вмістом органіки (за БПК) і можуть спричиняти евтрофікацію водойм. З метою екологічного обґрунтування застосування обраних показників у математичному забезпеченні автоматизованих систем управління цукрового виробництва проведено визначення обсягів утворення парникових газів у результаті використання електроенергії, виробленої єдиною енергосистемою України, природного газу, декарбонізації вапняку та зберігання жому. Визначено, що впровадження ефективних систем автоматизації технологічних процесів цукрового виробництва здатне скоротити споживання природного газу (до 17%) та електроенергії (близько 4%). Визначено вплив застосування показників якості у математичному забезпеченні АСУТП на оптимізацію процесу випарювання.Наслідками досліджень є розробка математичної моделі технологічного процесу випарювання цукрового соку, яка б доповнювала рівняння матеріального балансу врахуванням показника кольоровості соку. Іншим наслідком оптимізації процесу випарювання є зменшення витрати енергоносіїв, що покращує екологічні показники роботи цукрового заводу. Практична цінність дослідження полягає у вирішенні як нагальних проблем економії енергоносіїв в умовах постійного зростання їхньої вартості, так і забезпечення отримання якісної продукції та виконання екологічних вимог як в межах України, так і міжнародних зобов’язань країни. Застосовано нові підходи до розробки математичного забезпечення АСУТП випарного відділення цукрового заводу на основі нейромережевого підходу з урахуванням якості соку для зниження енергоємності процесу і мінімізації викидів парникових газів.

To solve the actual task of finding optimal generation mix and dispatch of thermal and nuclear power units, and hydro units of hydro pumped storages of Ukraine to cover day load power profile according to one of possible wind and solar generation curtailment mode the modification of mathematical MIP model is proposed. There are three modes of wind and solar generation curtailment revised in the article: 1) absolute maximum generation curtailment, 2) single for whole day decreased load factor, and 3) one per one hour decreased load factor. The possibility to allocate an exogenously determined level of frequency containment reserves (secondary reserves) on thermal power units is realized in the MIP model. The calculation’s results analysis shows that among revised wind and solar generation curtailment methods the method 2) is most appropriate in the short term because only administrative measures implementation is required, which could be put into force with appropriate legislation and does not require essential investments or implementation of complicated technical measures. The additional possible positive effect caused by the implementation of method 2) is it makes background for participation wind and solar generation in the ancillary services market and intraday balancing. In the middle term, the gradual implementation of method 3) is the most appropriate decision because a more stable power system balancing mode (minimum import/export amounts) could be provided. Moreover, extra nuclear power units and fewer coal thermal power units could be dispatched that is decreases hazard pollutions and carbon emission. The MIP model is written using MathProg language, a freeware version of AMPL. As a solver, the GNU GLPK program is used. The overall time for one calculation with standard table PC is about 30 seconds. MIP model could be used both for short-term power system optimal dispatch and for long-term national generation mix development studies under the growth rates of renewable installed capacities. Keywords: power system, daily load profile, robust decisions, mixed linear-integer problem, frequency containment reserve

В статті представлено дослідження екологічної та енергетичної безпеки як компоненти міжнародних економічних відносин. Оскільки водна сфера впливає на стан багатьох галузей, то проаналізовано вплив водорозподільних мереж на розвиток секторів національного господарства. Представлено базову модель водопостачання в економічній сфері, в якій виявлено фактори впливу на всі сектори економіки в кожній країні. Проаналізовано стан сфери водопостачання в Україні. Продовольчу галузь розглянуто з позиції прерогативи продовольчої безпеки в країнах, що розвиваються, що особливо стосується Економічного співтовариства країн Західної Африки.Констатовано, що бідність та продовольча безпека в Африці є головною проблемою економіки для багатьох країн. Доведено, що інтеграція є кращим інструментом для вирішення проблеми забезпечення продовольчої безпеки в країнах, що розвиваються. Запропоновано також дослідження однієї з найважливіших галузей критичної інфраструктури – енергетичної сфери. Опрацьовано оптимізацію роботи енергосистеми в КНР. Запроваджено аналіз енергоефективності в Україні. Для цього використано показник енергоємності, показник ефективності використання палива/ціни, індекс Герфіндаля-Гіршмана. За допомогою індекса енергоємності доведено, що споживання енергії в Україні стає більш ефективним. Значення коефіцієнту палива/ціни вказує на позитивну тенденцію у споживанні енергії в останні роки. Визначений індекс Герфіндаля-Гіршмана у гідроенергетиці показує, що ринкова концентрація на ринку гідроелектроенергії є середньою, що є позитивним явищем для України, однак при цьому необхідним є контроль галузі Антимонопольним Комітетом України.

Магістерська дисертація складається з пояснювальної записки та графічного матеріалу. Пояснювальна записка містить у собі 188 сторінках машинописного тексту формату А4, містить 94 рисунків та 24 таблиць, 20 джерел використаної літератури. Графічна частина складається з 9 аркушів технічних креслень у форматі А1. В дисертації розглянуто і запропоновано варіант удосконалення універсального лабораторного стенду УРМЕС-2М, розроблено та проведено цикл лабораторних робіт за допомогою програмного комплексу Matlab та проведено моделювання монтажної плати електронно-цифрового генератора, розроблено стартап-проект, розглянуто та пораховано релейний захист шунтувального реактору, розглянуто питання охорони праці при використанні лабораторного стенду.
The master's dіssertatіon consіsts of an explanatory note and graphіc materіal. The explanatory note contaіns 188 pages of typewrіtten A4 text, contaіns 94 fіgures and 24 tables, 20 sources of used lіterature. Graphіc part consіsts of 9 pіeces of technіcal drawіngs іn the format A1. Іn the dіssertatіon the varіant of perfectіon of the unіversal laboratory stand URMES-2M was consіdered and proposed, the cycle of laboratory works was developed and conducted wіth the help of the Matlab software package and the sіmulatіon of the electronіc-dіgіtal generator cіrcuіt board was carrіed out, a startup project has been developed, a relay protection for the shunt reactor has been considered and taken into account, the issues of labor protection with the use of a laboratory stand are considered.