АЛГОРИТМ ПОВЫШЕНИЯ ЭКОНОМИЧНОСТИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА ВОДНОМ ТРАНСПОРТЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ФУНКЦИЙ НЕЧЕТКОЙ ЛОГИКИ

Аннотация

Проблема повышения экономичности дизель-генераторных агрегатов различного назначения и систем энергообеспечения водного транспорта, работающих на топливах различных сортов, а также с альтернативными и возобновляемыми источниками электроэнергии, определяется неиспользованными резервами и возможностями получения новых энергоэффективных решений на организационном и техническом уровнях с применением компьютерных технологий и численных методов энергосбережения. Поскольку энергетические объекты в той или иной мере оказывают негативное влияние на окружающую среду, их работу требуется оптимизировать с учетом функционирования каждой энергосистемы в различных условиях эксплуатации. Сложность задачи оптимизации состоит в том, что ее решение должно выполняться при существенных различиях технических, экономических и режимных характеристик отдельных элементов системы, а аналитическое описание затруднено в случаях высокой размерности энергосистемы с регуляторами различного назначения и степени сложности.Рассмотрен алгоритм обеспечения экономичных режимов энергосети путем распределения активной мощности между генерирующими источниками электроэнергии с использованием метода инкрементальных характеристик для класса объектов с расходными характеристиками, аппроксимируемыми квадратичными полиномами. В отличие от существующих способов определения и оценки минимального расхода условного топлива, приходящегося на единицу генерируемой электроэнергии, в предлагаемом алгоритме оптимальное распределение мощности в условиях технологических ограничений определяется путем построения инкрементальных характеристик, на основе которых получаются решения для каждого генератора как функции мощности, потребляемой сетью. Решения являются кусочно-линейными функциями, что позволяет встроить в алгоритм элементы нечеткой логики и, в частности, трапецеидальную функцию принадлежности, что способствует упрощению вычислений. Приводятся примеры, подтверждающие корректность и эффективность алгоритма.

Ключевые слова

генераторы электроэнергии, параллельная работа, сеть, расход топлива, оптимизация, инкрементальные функции, элементы нечеткой логики

Читать полный текст статьи:  PDF

Список литературы

Барышников С. О. Автоматизация и повышение эффективности использования топлива на судах / С. О. Барышников, А. А. Кузьмин, В. В. Сахаров, С. Н. Тарануха. - СПб.: Изд-во Политехнического ун-та, 2016. - 390 с.
Безюков О. К. Использование хладопотенциала сжиженного природного газа для снижения выбросов диоксида углерода теплоэнергетическими установками, работающими на сжиженном природном газе / О. К. Безюков, В. Л. Ерофеев, А. С. Пряхин // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2016. - № 3 (37). - C. 143-155. DOI: 10.21821/2309-5180-2016-7-3-143-155.
Гаврилов А. Анализ воздействия режимов работы тепловых электростанций на окружающую среду / А. Гаврилов, А. Махнитко // Elektroenergetika Journal. - 2008. - Vol. 1. - No. 2. - Pp. 27-32.
Гришкин В. В. О деятельности в области сокращения выбросов парниковых газов с судов / В. В. Гришкин // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. - 2011. - № 34. - С. 153-166.
Жуков В. А. Контроль качества теплоносителей жидкостных систем охлаждения / В. А. Жуков // Контроль. Диагностика. - 2011. - № 9. - С. 66-72.
Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов (MARPOL 1973/78). [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1828544 (дата обращения: 24.03.2014).
Иванченко А. А. Энергетическая эффективность судов и регламентация выбросов парниковых газов / А. А. Иванченко, А. П. Петров, Г. Е. Живлюк // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2015. - № 3 (31). - С. 103-112.
Пантина Т. А. К вопросу формирования системы мониторинга подпрограммы «Внутренний водный транспорт» ФЦП «Развитие транспортной системы России (2010 - 2020 годы)» / Т. А. Пантина, С. А. Бородулина // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2015. - № 3 (31). - C. 124-132. DOI: 10.21821/2309-5180-2015-7-3-124-132.
Хасанов И. И. Развитие средств и технологий морского транспорта сжиженных газов: дис. … канд. техн. наук: 07.00.10 / И. И. Хасанов. - Уфа, 2015. - 160 с.
Cho B. B. A distributed control approach to optimal economic dispatch of power generators. Master thesis. - The University of Iowa, 2010. - 32 p.
Energy Efficiency related Rules and Regulations - EEDI and Ship Design [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://laradi.fi/images/files/syyspaivat_2014/Deltamarin_Elg_EE_Rules_and_Regulations_-_ EEDI.pdf (дата обращения - 10.11.2014).
Ramesh G. Optimal Dispatch of Real Power Generation Using Classical Methods / G. Ramesh, T. K. Sunil Kumar // International Journal of Electronics and Electrical Engineering. - 2015. - Vol. 3. - No. 2. - Pp. 115-120. DOI: 10.12720/ijeee.3.2.115-120.
Saadat H. Power System Analysis / H. Saadat. - USA: McGraw-Hill Higher Education, 1999. - 720 p.
Saadat H. Power System Analysis / H. Saadat. - 2nd edition. - McGraw-Hill Primis Custom Publishing, 2002. - 712 p.
Shrivastava A. A Simulation Analysis of Optimal Power Flow using Differential Evolution Algorithm for IEEE-30 Bus System / A. Shrivastava, H. M. Siddiqui // International Journal of Recent Development in Engineering and Technology. - 2014. - Vol. 2. - Is. 3. - Pp. 50-57.

Об авторах

Дмитриенко Дмитрий Владимирович - кандидат экономических наук

kaf_electricautomatic@gumrf.ru

ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»

Чертков Александр Александрович - кандидат технических наук, доцент

chertkov51@mail.ru. kaf_electricautomatic@gumrf.ru

ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»

Сабуров Сергей Валерьевич - аспирант

kaf_osnipr@gumrf.ru

ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»