Модель оптимизации надежности автономной электроэнергетической системы с ограничениями на динамическую устойчивость ветрогенератора

Актуальность исследования обусловлена разработкой в данной работе модели оптимизации надежности автономных энергосистем с ветрогенераторами и электрохимическими накопителями энергии, при этом особое внимание в рамках данной модели уделяется специфике эксплуатации энергетического оборудования. Ключевая особенность разработанной модели заключается в том, что она позволяет учитывать требования, предъявляемые к оборудованию, как вытекающие из соображений динамической устойчивости автономной системы. При моделировании режимов работы аккумуляторных батарей учитываются пределы заряда- разряда, а также оставшийся заряд в накопителе. Таким образом, достигается сокращение общего числа рассматриваемых вариантов вводимого в эксплуатацию оборудования, повышается вычислительная эффективность метода оптимизации надежности и повышается достоверность результатов моделирования. Цель: разработка методов оптимизации надежности автономных электроэнергетических систем ветроэнергетическими установками и электрохимическими накопителями энергии при соблюдении требований к электродинамической устойчивости. Объектом исследования является автономная энергосистема, предположительно расположенная в прибрежной зоне озера Байкал в Кабанском государственном природном заповеднике Республики Бурятия. Расчеты основаны на многократном моделировании режимов работы электроэнергетической системы методом Монте-Карло. Значения случайных величин моделируются в соответствии с заданными законами распределения и показателями аварийности энергетического оборудования. Моделирование выработки электроэнергии на ветрогенераторах основано на детальном анализе реальных погодных данных (среднечасовая скорость ветра, плотность и влажность воздуха). Разработана методика оптимизации надежности автономных энергосистем с ветрогенераторами и электрохимическими накопителями энергии с учетом требований, предъявляемых к электроэнергетическому оборудованию с точки зрения динамической устойчивости. Критерием оптимизации является минимальное ожидаемое значение себестоимости произведенной электроэнергии. В качестве средств обеспечения надежности используются устройства резервирования мощности и накопленияэнергии. Результаты расчетов свидетельствуют о том, что для рассматриваемой природно- климатической зоны использование ветрогенераторов с вертикальной осью в автономной энергосистеме оказывается более эффективным, чем использование ветрогенераторов с горизонтальной осью.