Математична модель визначення умовного динамічного тарифа мікроенергетичної системи з відновлюваними джерелами

Abstract

З огляду на дискретний і комбінаторний характер математичних задач для систем такого роду, застосовані принципи структурування, декомпозиції, а також методи дискретної оптимізації, теорії множин, алгебри матриць. У роботі обґрунтовано основні положення методу математичного моделювання функціонування мікроенергетичної системи з традиційними і поновлюваними джерелами та її оптимізації на основі умовного динамічного тарифу з використанням спектрального аналізу. Показано, що створення електроенергетичних комплексів на основі взаємно-інтегрованих розподілених джерел електроенергії (традиційних і відновлюваних) потребує використання автоматизованих систем управління з урахуванням топології, базових і змішаних режимів функціонування, контролю генерації і споживання електроенергії. Вперше запропоновано використання математичної моделі функціонування мікроенергетичної системи з взаємно-інтегрованими розподіленими джерелами електроенергії і комп'ютерними системами управління з урахуванням топології, контролю генерації і споживання електроенергії на основі спектрального аналізу, що дало змогу оптимізувати такі електротехнічні комплекси за одним критерієм – умовним динамічним тарифом. Одержані результати створюють передумови для вирішення завдань, пов'язаних із математичним моделюванням функціонування складних багатокомпонентних систем, визначення процедур аналізу їх ефективності та оптимальності, удосконалення алгоритмів управління, створення відповідного програмного забезпечення.

Учитывая дискретный и комбинаторный характер математических задач для систем такого рода, применены принципы структурирования, декомпозиции, а также методы дискретной оптимизации, теории множеств, алгебры матриц. В работе обоснованы основные положения метода математического моделирования функционирования микроэнергетической системы с традиционными и возобновляемыми источниками и ее оптимизации на основе условного динамического тарифа с использованием спектрального анализа. Показано, что создание электротехнических комплексов на основе взаимно интегрированных распределенных источников электроэнергии (традиционных и возобновляемых) требует использование автоматизированных систем управления с учетом топологии, базовых и смешанных режимов функционирования, контроля генерации и потребления электроэнергии. Впервые предложено использование математической модели функционирования микроэнергетической системы с взаимно-интегрированными распределенными источниками электроэнергии и компьютерными системами управления с учетом топологии, контроля генерации и потребления электроэнергии на основе спектрального анализа, что позволило оптимизировать такие электротехнические комплексы по одному критерию – условному динамическому тарифу. Полученные результаты создают предпосылки для решения задач, связанных с математическим моделированием функционирования сложных многокомпонентных систем, определение процедур анализа их эффективности и оптимальности, совершенствование алгоритмов управления, создание соответствующего программного обеспечения.

Development of theoretical bases for managing the processes of generation, accumulation and consumption of electricity in the microenergy system with a deterministic daily electricity consumption schedule with several sources based on one criterion – the conditional dynamic tariff. Given the discrete and combinatorial nature of mathematical problems for systems of this kind, the principles of structuring, decomposition, as well as methods of discrete optimization, set theory, matrix algebra, are applied. The paper substantiates the main provisions of the method of mathematical modelling of the functioning of the micro-energy system with traditional and renewable sources and its optimization based on the conditional dynamic tariff using spectral analysis. It is shown that the creation of electrical systems based on mutually integrated distributed sources of electricity (traditional and renewable) requires the use of automated control systems taking into account the topology, basic and mixed modes of operation, control of generation and consumption of electricity. For the first time, it was proposed to use a mathematical model of the functioning of a micro grid with mutually integrated distributed sources of electricity and computer control systems with regard to topology, control of generation and consumption of electricity based on spectral analysis, which made it possible to optimize such electricity complexes according to one criterion – conditional dynamic tariff. The obtained results create prerequisites for solving problems related to mathematical modelling of the operation of complex multicomponent systems, the definition of procedures for analyzing their effectiveness and optimality, the improvement of control algorithms, the creation of appropriate software.