Математическое моделирование учета состояния процесса многомашинной ветроэнергоустановки при распределении электроэнергии потребителям

В И Буяльский

doi:10.22213/2410-9304-2025-4-47-54

Авторы

В. И. Буяльский государственное автономное образовательное учреждение профессионального образования города Севастополя «Институт развития образования»

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2025-4-47-54

Ключевые слова:

математическое моделирование, ветротурбина, распределение электроэнергии, технологический процесс, потребитель, принятие решений, состояние процесса

Аннотация

Обоснована актуальность способа эффективного управления ветроэлектростанцией на основе математического моделирования учета состояния процесса многомашинной ветроэнергоустановки при распределении электроэнергии потребителям, направленного на минимизацию времени принятия управляющих воздействий перераспределения технологического процесса производства электроэнергии другому потребителю путем наличия оперативной информации о фиксации времени отказа оборудования (генератор, накопительная система электрической энергии), что способствует оптимальному планированию обеспечения требуемого объема электричества объекту потребления в северных широтах. Предложенный двухуровневый (иерархический) подход позволяет разграничить решения задачи математического моделирования учета состояния процесса многомашинной ветроэнергоустановки нижнего уровня (уровень расположения генераторов, дополнительно подключенных к ветротурбине) и верхнего уровня (уровень расположения ветроустановки, как системы в целом) при распределении электроэнергии потребителям в северных широтах. В результате проведенного анализа способа эффективного управления ветроэлектростанцией на основе математического моделирования учета состояния процесса генераторов, дополнительно подключенных к ветроэнергоустановке, при распределении электроэнергии потребителям в северных широтах целесообразным является применение подходов теории игр и математических методов анализа функционирования импульсных систем на основе разностных уравнений. Определены стратегии принятия решений нижнего уровня технологического процесса, обусловленные «природой» (работоспособность или отказ генератора), планировщиком (ремонт или перераспределение генератора) и состоянием фазовой координаты (ремонт, простой, перераспределение или работа генератора). На основе принятых стратегий и использовании ступенчатой функции Хэвисайда Ф ( t ) для фиксации времени течения технологического процесса выполнено описание уравнения состояния генераторов дополнительно подключенных к отдельной ветроэнергоустановке, которое обеспечивает оперативный доступ к информации о времени отказа по причине простоя, перераспределения либо ремонта, что способствует оптимальному планированию обеспечения требуемого объема электричества объекту потребления.

Биография автора

В. И. Буяльский, государственное автономное образовательное учреждение профессионального образования города Севастополя «Институт развития образования»

кандидат технических наук

Библиографические ссылки

Серебряков Р. А. Перспективы развития ветроэнергетики // Точная наука. 2021. № 110. С. 2-13.

Серебряков Р. А. Теоретические основы математического моделирования вихревой ветроэнергетической установки // Точная наука. 2021. №110. С. 23-30.

Многоагрегатная ветроэнергетическая установка для районов с низким ветровым потенциалом / С. С. Доржиев, Е. Г. Базарова, В. В. Пилипков, М. И. Розенблюм // Агротехника и энергообеспечение. 2021. № 2 (31). С. 45-52.

Qin Hongwu, Li Xinze, Chye En Un, Voronin V. V. Research on the mechanism of wind turbine blades ice coating and anti-icing methods // Вестник ТОГУ. 2021. № 2 (61). С. 53-60.

Wei K, Yang Y, Zuo H, et al. A review on ice detection technology and ice elimination technology for wind turbine. Wind Energy. 2020. No. 23(3). Pp. 433-457.

Пионкевич В. А. Следящие системы автоматического управления напряжением асинхронного генератора и перспективы их развития // Вестник ИрГТУ. 2016. № 2 (109). С. 81-86.

Нечаев И. С., Шонина Д. Е. Особенности и проблемы развития ветровой энергетики // Молодой ученый. 2019. № 15 (253). С. 44-46.

Горячев С. В., Смолякова А. А. Проблемы и перспективы ветроэнергетических систем в России // Международный научно-исследовательский журнал. 2022. № 5 (119). С. 37-41.

Александров О. И., Демьянкова В. С., Пекарчик О. А. Оптимизация межсистемных перетоков во взаимодействующих энергообъединениях // Энергосбережение - важнейшее условие инновационного развития АПК: материалы Международной научно-технической конференции, Минск, 21-22 декабрь 2021 г. Минск: БГАТУ, 2021. С. 27-28.

Третьяков Е.А. Совершенствование методов управления передачей и распределением электроэнергии в адаптивных системах электроснабжениях стационарных потребителей железных дорог: дис. … докт. техн. наук. Омск, 2022. 403 с.

Назаров М. Х. Оптимизация и планирование режимов автономной энергетической системы на основе возобновляемых и альтернативных источников энергии (на примере системы Памира): дис. … канд. техн. наук. Новосибирск, 2022. 195 с.

Шклярский Я. Э., Батуева Д. Е. Разработка алгоритма выбора режимов работы комплекса электроснабжения с ветродизельной электростанцией. Записки горного института. 2022. Т. 253. С. 115-126. DOI:10.31897/PMI.2022.7.

Олейников А. М., Канов Л. Н. Исследование режимов работы многомашинной ветроустановки с механической редукцией // Альтернативная энергетика и экология: Международный научный журнал (ISJAEE), 2019; 10-12:12-22.

Буяльский В. И. Методы повышения эффективности ветроэлектростанции на основе математического моделирования учета состояния процесса ветротурбины при распределении электроэнергии потребителям в Арктике и на Крайнем Севере. // Интеллектуальные системы в производстве. 2024. Т. 22, № 2. С. 32-40. DOI: 10.22213/2410-9304-2024-2-32-40.

Буяльский В. И. Эффективность многомашинных ветроагрегатов в Арктике и на Крайнем Севере // Интеллектуальные системы в производстве. - 2025. Т. 23, № 3. С. 63-70. DOI: 10.22213/2410-9304-2025-3-63-70.