Оптимізація режимів навантаження гібридної системи енергозабезпечення з відновлювальними джерелами енергії

Анотація

Розповсюдженість гібридних систем енергозабезпечення (ГСЕ) щодо комплексного забезпечення споживачів електрикою та теплом зростає з кожним роком як в світі, так і в Україні. Для України напрямок щодо застосування розподіленої генерації в останні роки став доволі актуальним у зв’язку зі значними втратами централізованої генерації. ГСЕ поєднують в собі сучасні традиційні енерготехнології та відновлювальні джерела енергії. Таке поєднання має певний синергетичний ефект щодо посилення переваг кожного джерела енергії в системі та взаємної компенсації їх недоліків. ГСЕ щодо автономного забезпечення споживачів не тільки електрикою, але й теплом, мають широке застосування у комунально-побутовому секторі, індивідуальних домогосподарствах, невеликих промислових об’єктах, тощо. В кліматичних умовах України, для забезпечення споживачів електрикою, до ГСЕ найбільш доцільно інтегрувати фотоелектричні сонячні панелі  та вітроустановку. До розгляду пропонується ГСЕ з газовим та електричним водогрійними  котлами, як джерел постачання тепла, та  з фотоелектричними сонячними панелями і вітроустановкою, як автономних джерел електрики. Метою роботи є оптимізації режимів роботи ГСЕ на протязі року та потужності кожного з джерел енергії у запропонованій системі з застосуванням експериментальних даних щодо кліматичних умов Одеського регіону. Методику щодо визначення оптимальної структури та показників ГСЕ засновано на узагальнені експериментальних багаторічних кліматичних даних щодо сонячної інсоляції та швидкості вітру для даного регіону. Для оптимізації режимів навантаження та параметрів ГСЕ, запропоновано цільову функцію, що мінімізує небаланс між генерацією та споживанням електрики в системі. Розроблено методику щодо визначення оптимальних режимів навантаження та параметрів ГСЕ за критерієм мінімізації дефіциту електричної потужності ГСЕ. Отримано оптимальні графіки щодо електричного та теплового навантаження ГСЕ запропонованої конфігурації за місяцями року. Підтверджено, що сезонна мінливість енергетичного потенціалу сонячних та вітрових ресурсів може бути взаємно компенсована шляхом інтеграції до єдиної системи різних за природою джерел енергії,  оптимізації їх режимів навантаження та генеруючих потужностей