Оптимизация энергоснабжения производственного комплекса с использованием возобновляемых источников энергии

Использование возобновляемых источников энергии и накопителей электроэнергии позволяет уменьшить затраты предприятия на электроснабжение. Существенная экономия может быть достигнута лишь в случае грамотно организованной системы управления энергопотоками предприятия и закупками электроэнергии. Проведен анализ существующих накопителей и возобновляемых источников энергии. На основе анализа предложен подход к организации энергоснабжения предприятия, подразумевающий оптимизацию графика закупки электроэнергии в целях минимизации суммарных затрат. Оптимизация графика закупки в случае использования накопителей представляет собой некорректно поставленную задачу. В рамках решения задачи формализован внешний вид графика закупки в виде кусочно-постоянной функции, что позволило решить ее путем применения многокритериальной оптимизации на основе модифицированного метода направленного случайного поиска. Проведен анализ модельного случая, для которого получен оптимальный график закупки при использовании накопителей и солнечных панелей, а также построены графики достигаемого экономического эффекта от их использования. Определены максимальная величина операционных расходов на содержание накопителей и солнечных панелей, при которых сохраняется целесообразность их использования

Литература

[1] Захаров М.Н. Контроль и минимизация затрат предприятия в системе логистики. М., Экзамен, 2006.

[2] Захаров М.Н., Омельченко И.Н., Саркисов А.С. Ситуации инженерно-экономического анализа. М., Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014.

[3] Беккер Н.А., Захаров М.Н., Саркисов А.С. Комплексная оценка экономической эффективности проектов развития возобновляемых источников энергии. Нефть, газ и бизнес, 2007, № 10, с. 17--24.

[4] PJM Learning Center. learn.pjm.com: веб-сайт. How energy use varies with the seasons. URL: https://learn.pjm.com/three-priorities/keeping-the-lights-on/how-energy-use-varies.aspx (дата обращения: 13.12.2020).

[5] Васильев А.А., ред. Электрическая часть станций и подстанций. М., Энергоатомиздат, 1990.

[6] Jardini J.A., Tahan C.M.V., Gouvea M.R., et al. Daily load profiles for residential, commercial and industrial low voltage consumers. IEEE Trans. Power Deliv., 2000, vol. 15, no. 1, pp. 375--80. DOI: https://doi.org/10.1109/61.847276

[7] Jiao R., Zhang T., Jiang Y., et al. Short-term non-residential load forecasting based on multiple sequences LSTM recurrent neural network. IEEE Access, 2018, vol. 6, pp. 59438--59448. DOI: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2018.2873712

[8] Родионов В.Г. Энергетика: проблемы настоящего и возможности будущего. М., ЭНАС, 2010.

[9] Куликов Ю.А. Накопители электроэнергии --- эффективный инструмент управления режимами электроэнергетических систем. Сб. тр. конф. "Электроэнергетика глазами молодежи--2018". Казань, КГЭУ, 2018, с. 38--43.

[10] Pelz P.F. Upper limit for hydropower in an open-channel flow. J. Hydraul. Eng., 2011, vol. 137, no. 11, pp. 1536--1542. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0000393

[11] Semadeni M. Energy storage as an essential part of sustainable energy systems: a review on applied energy storage technologies. CEPE Working Paper, 2003, no. 24.

[12] Удалов С.Н., Васюткина И.А. Возобновляемая энергетика. Новосибирск, Изд-во НГТУ, 2016.

[13] Официальный сайт Mинистерства энергетики Российской Федерации. URL: https://minenergo.gov.ru (дата обращения: 13.12.2020).

[14] Тихонов А.Н. О решении некорректно поставленных задач и методе регуляризации. Докл. АН СССР, 1963, т. 151, № 3, с. 501--504.

[15] Ягола А.Г. Некорректные задачи и методы их решения. Сб. тез. докл. Междунар. школы-конф. "Математика, физика, информатика и их приложения в науке и образовании". М., Изд-во МИРЭА, 2016, с. 64--65.

[16] Карпенко А.П. Современные алгоритмы поисковой оптимизации. Алгоритмы, вдохновленные природой. М., Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014.

[17] Рейзлин В.И. Численные методы оптимизации. Томск, Изд-во ТПУ, 2011.

[18] Alibaba, крупнейшая в мире онлайн B2B торговая платформа. URL: https://russian.alibaba.com (дата обращения: 13.12.2020).

[19] Fan Y., Pei G., Yingying L., et al. Impacts on operation and benefit after new energy generation access to power grid. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sc., 2018, vol. 168, art. 012034. DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/168/1/012034