ОПТИМИЗАЦИЯ НАДЕЖНОСТИ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ С УЧЕТОМ ФУНКЦИЙ АКТИВНОГО ПОТРЕБИТЕЛЯ

И.В. Постников

doi:10.14529/power210201

Авторы

И.В. Постников Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН, г. Иркутск, Россия

DOI:

https://doi.org/10.14529/power210201

Ключевые слова:

теплоснабжающая система, активный потребитель, анализ и оптимизация надежности, интегральный параметр надежности элементов, марковский случайный процесс, узловые показатели надежности, теория гидравлических цепей

Аннотация

Рассматривается проблема анализа и оптимизации надежности теплоснабжения активного потребителя (АП) тепловой энергии в теплоснабжающих системах (ТСС) с учетом их дополнительной тепловой
мощности, обеспечиваемой собственными источниками тепловой энергии (ИТ). Сформулирована научнометодическая проблема, заключающаяся в определении оптимального соотношения значений параметров надежности элементов ТСС (интенсивностей отказов и/или восстановлений) и мощности собственного ИТ АП, обеспечивающего требуемый уровень надежности теплоснабжения при минимальных суммарных затратах на обеспечение элементной надежности системы и эксплуатацию собственных ИТ АП.
Предложены методы решения сформулированной задачи, основанные на использовании теории надежности, моделей марковских случайных процессов, некоторых закономерностей теории вероятностей, узловых ПН, моделей теории гидравлических цепей и укрупненных закономерностей теплофизических
процессов, протекающих при теплоснабжении потребителей. Проведен вычислительный эксперимент с
использованием разработанных методов на основе тестовой схемы ТСС с характеристиками, приближенными к реальным системам, сформулированы выводы и направления дальнейших исследований.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Библиографические ссылки

Lund H., Østergaard P., Connolly D., Mathiesen B. Smart energy and smart energy systems. Energy, 2015,

vol. 137, pp. 556–565. DOI: 10.1016/j.energy.2017.05.123

Lund H., Duic N., Østergaard P., Mathiesen B. Smart energy systems and 4th generation district heating.

Energy, 2016, vol. 110, pp. 1–4. DOI: 10.1016/j.energy.2016.07.105

Mancarella P. MES (multi-energy systems): An overview of concepts and evaluation models. Energy,

, vol. 65, pp. 1–17. DOI: 10.1016/j.energy.2013.10.041

Perkovic L., Mikulcic H., Duic N. Multi-objective optimization of a simplified factory model acting as

a prosumer on the electricity market. Journal of Cleaner Production, 2017, vol. 167, pp. 1438–1449. DOI:

1016/j.jclepro.2016.12.078

Ottesen Ødegaard S., Tomasgard A., Fleten S.-E. Prosumer bidding and scheduling in electricity markets.

Energy, 2016, vol. 94, pp. 828–843. DOI: 10.1016/j.energy.2015.11.047

Yang H., Xiong T., Qiu J., Qiu D., Yang Dong Z. Optimal operation of DES/CCHP based regional multi-energy

prosumer with demand response. Appled Energy, 2016, vol. 167, pp. 353–365. DOI: 10.1016/j.apenergy.2015.11.022

Hwang J., Choi M., Lee T., Jeon S., Kim S., Park S. Energy Prosumer Business Model Using Blockchain

System to Ensure Transparency and Safety. Energy Procedia, 2017, vol. 141, pp. 194–198. DOI:

1016/j.egypro.2017.11.037

Zhang N., Yan Y., Su W. A game-theoretic economic operation of residential distribution system with high

participation of distributed electricity prosumers. Applied Energy, 2015, vol. 154, pp. 471–479. DOI:

1016/j.apenergy.2015.05.011

Zafar R., Mahmood A., Razzaq S., Ali W., Naeem U., Shehzad K. Prosumer based energy management and

sharing in smart grid. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2018, vol. 82, pp. 1675–1684. DOI:

1016/j.rser.2017.07.018

Vergados D.J., Mamounakis I., Makris P., Varvarigos E. Prosumer clustering into virtual microgrids

for cost reduction in renewable energy trading markets. Sustainable Energy, Grids and Networks, 2016, vol. 7,

pp. 90–103. DOI: 10.1016/j.segan.2016.06.002

Prakash L., Sugatha Kumari P.R., Chandran S., Sachin Kumar S., Soman K.P. Self-sufficient Smart

Prosumers of Tomorrow. Procedia Technology, 2015, vol. 21, pp. 338–344. DOI: 10.1016/j.protcy.2015.10.044

Lund H., Werner S., Wiltshire R., Svendsen S., Thorsen J.E., Hvelplund F., Mathiesen B.V. 4th Generation District Heating (4GDH): Integrating smart thermal grids into future sustainable energy systems. Energy,

, vol. 68, pp. 1–11. DOI: 10.1016/j.energy.2014.02.089

Lund H., Duic N., Østergaard P., Mathiesen B. Smart energy systems and 4th generation district heating.

Energy, 2016, vol. 110, pp. 1–4. DOI: 10.1016/j.energy.2016.07.105

Lund H., Østergaard P., Chang M., et al. The status of 4th generation district heating: Research and results. Energy, 2018, vol. 164, pp. 147–159.

Brange L., Englund J., Lauenburg P. Prosumers in district heating networks – A Swedish case study.

Applied Energy, 2016, vol. 164, pp. 492–500. DOI: 10.1016/j.apenergy.2015.12.020

Brand L., Calvén A., Englund J., Landersjö H., Lauenburg P. Smart district heating networks – A simulation study of prosumers’ impact on technical parameters in distribution networks. Applied Energy, 2014, vol. 129,

pp. 39–48. DOI: 10.1016/j.apenergy.2014.04.079

Kauko H., Kvalsvik K.H., Rohde D., Nord N., Utne A. Dynamic modeling of local district heating grids with

prosumers: A case study for Norway. Energy, 2018, vol. 151, pp. 261–271. DOI: 10.1016/j.energy.2018.03.033

Postnikov I., Stennikov V., Penkovskii A. Prosumer in the District Heating Systems: Operating and Reliability Modeling. Energy Procedia, 2019, vol. 158, pp. 2530–2535. DOI: 10.1016/j.egypro.2019.01.411

Postnikov I. Methods for optimization of time redundancy of prosumer in district heating systems. Energy

Reports, 2020, vol. 6, no. 2, p. 214–220. DOI: 10.1016/j.egyr.2019.11.065

Сеннова Е.В., Смирнов А.В., Ионин А.А. и др. Надежность систем теплоснабжения. Новосибирск:

Наука, 2000. 351 с. [Sennova E.V. Sennova E.V., Smirnov A.V., Ionin A.A. and other. Reliability of heat supply

systems. Novosibirsk, Nauka Publ., 2000. 351 p.]

Сеннова Е.В., Сидлер В.Г. Математическое моделирование и оптимизация развивающихся теплоснабжающих систем. Новосибирск: Наука, 1985. 222 с. [Sennova E.V., Sidler V.G. Mathematical modeling

and optimization of developing heat supply systems. Novosibirsk, Nauka Publ., 1985. 222 p.]

Меренков А.П., Хасилев В.Я. Теория гидравлических цепей. Москва: Наука, 1985. 272 с.

[Merenkov A.P., Khasilev V.Ya. Theory of hydraulic circuits. Moscow, Nauka Publ., 1985. 272 p.]