Optimal control of the work of the hybrid electric energy system with renevable sources of energy

Abstract

Розроблено оптимальну систему автоматичного керування режимом комбінованої електроенергетичної системи з відновлюваними джерелами енергії, яка дозволяє забезпечити максимальний рівень генерації активної потужності за умови дотримання нормально допустимих значень усталеного відхилення напруги в точці приєднання відновлюваних джерел електроенергії та електроспоживачів до електричної мережі. Показано, що дану задачу автоматичного керування найдоцільніше інтерпретувати як задачу багатокритеріальної оптимізації. Запропоновано структурну схему оптимальної системи автоматичного керування та алгоритм розрахунку вектора керування, в основу якого покладено розв'язки задачі багатокритеріальної оптимізації методом наближення до утопічної точки в просторі критеріїв. На основі розроблених структурної схеми системи автоматичного керування та алгоритму визначення вектору керування створено комп'ютерну імітаційну модель, яка дозволяє проводити аналіз режиму роботи комбінованої електроенергетичної системи з відновлюваними джерелами енергії. За допомогою даної моделі було визначено ефект від застосування розробленого алгоритму автоматичного керування установками генерації електричної потужності. Аналіз результатів комп'ютерного імітаційного моделювання засвідчив, що застосування розробленої оптимальної системи керування, на відміну від базової моделі, дозволяє підвищити рівень генерації активної потужності в районну електричну мережу за умови дотримання нормально допустимих значень усталеного відхилення напруги. Так, при використанні розробленої системи автоматичного керування комбінованою електроенергетичною системою з відновлюваними джерелами енергії досягнуто збільшення генерації активної потужності в мережу на 8,13 %, порівняно з випадком базової моделі. При цьому результати статистичної обробки значень усталеного відхилення напруги в точці приєднання електроспоживачів засвідчили, що даний показник якості електроенергії для випадку розробленої системи автоматичного керування задовольняє вимогам ГОСТ 13109-97. Ключові слова: відновлювані джерела енергії, система автоматичного керування, алгоритм, відхилення напруги.

Determining weight coefficients for an optimal system of control over electric energy generation in a combined electric power system

“…Work [8] proposed an approach to the automated control over the level of active power generation by installations with RES, which considers the level of the steady-state voltage deviation at the electric consumers' buses. Underlying the ACS of the level of active power generation, reported in [8], is an algorithm that is based on the solutions to a multi-criteria optimization problem.…”

“…Work [8] proposed an approach to the automated control over the level of active power generation by installations with RES, which considers the level of the steady-state voltage deviation at the electric consumers' buses. Underlying the ACS of the level of active power generation, reported in [8], is an algorithm that is based on the solutions to a multi-criteria optimization problem. However, the disadvantage of this approach is, first of all, the lack of substantiation of the choice of weight coefficients, whose values affect both deriving the final solution to the specified problem (optimum control vector) and the effectiveness of ACS operation in general.…”

“…As shown in [8], a problem on the simultaneous maximization of the level of electric power generation by plants with RES and the minimization of losses from excess values of steady-state voltage deviation should be interpreted as the problem of multi-criteria optimization [8,9] ... ,…”

“…As shown by works [8,9], it is advisable, for finding solutions to the problem of multicriterial optimization in form (1), to apply a method of approximation to the utopian point in a criteria space, which is implemented in 2 stages:…”

“…Paper [8] notes that the values of weight coefficients k 1 and k 2 are permanent and are chosen during operation depending on the power of RES installations and the quantitative and qualitative composition of load. However, such an approach to the choice of weight coefficients k 1 and а k 2 is not the most appropriate, as it does not take into consideration a change in the quantitative and qualitative composition of load.…”