Применение цифрового двойника для исследования и оптимизации локальных гибридных энергокомплексов с генерацией на основе ВИЭ
Ключевые слова:
гибридный энергокомплекс, надежность энергоснабжения, возобновляемая энергетика, система накопления энергии, цифровой двойник, 3D модель, изолированные энергосистемы, ветроэнергетическая установка, фотоэлектрическая установкаАннотация
В работе показана эффективность применения универсального верифицированного цифрового двойника для исследования и выработки рекомендаций по выбору оптимальных параметров и режимов работы гибридных энергетических комплексов на всех этапах жизненного цикла, имеющих разнотипный состав генерирующих установок и высокую зависимость от природных неопределенных факторов. Предложенные методики и полученные результаты могут быть использованы при решении проектных задач по обоснованию параметров систем энергоснабжения потребителей в изолированных и труднодоступных энергорайонах, а также в узлах распределенных энергетических систем.
Метрики
Библиографические ссылки
ГОСТ
1. Илюшин П.В. Системный подход к развитию и внедрению распределённой энергетики и возобновляемых источников энергии в России // Энергетик. 2022. № 4. С. 20-27. EDN: JPOGXC
2. Юдаев И.В., Даус Ю.В., Ганага В.В. Возобновляемые источники энергии. СПб.: Лань, 2020. 328 с.
3. Актуальные проекты [Сайт]: Аналитический центр при Правительстве РФ. URL: https://ac.gov.ru/projects (дата обращения 24.07.2022).
4. Чубайс А.Б., Копылов А.Е., Зубакин В.А. Развитие возобновляемой энерге-тики в России: технологии и экономика. М.: Точка, 2020. 464 с.
5. Тягунов М.Г. Как должна быть построена энергетическая система с уста-новками на основе ВИЭ // Технический оппонент. 2019. № 2, С. 22-29. EDN: BZWMUE
6. Тягунов М.Г. Цифровизация и управление в распределенных энергетиче-ских системах с ВИЭ // Цифровая энергетика: новая парадигма функционирования и развития; под ред. Н.Д. Рогалева. М.: Изд-во МЭИ, 2019. С. 187-203. EDN: IYUTBY
7. Kharchenko V., Gusarov V., Bolshev V. Reliable electricity generation in res-based microgrids // Handbook of research on smart power system operation and control. Hershey (PA, USA): Igi Global, 2019. P. 162-187. EDN: DPXIWI. DOI: 10.4018/978-1-5225-8030-0.ch006.
8. Maleki A., Nazari M.A., Pourfayaz F. Harmony search optimization for optimum sizing of hybrid solar schemes based on battery storage unit // Energy Reports. 2020. Vol. 6. pp. 102-111. DOI: 10.1016/j.egyr.2020.03.014
9. Тягунов М.Г., Шевердиев Р.П. Влияние режимов работы гибридных энерге-тических комплексов на основе возобновляемых источников энергии на определение типа аккумуляторов энергии // Вестник МЭИ. 2020. № 4. С. 62-70. EDN: GPYYYJ. DOI: 10.24160/1993-6982-2020-4-62-70
10. Св-во гос. рег. базы данных № 2015620053. Энергокомплексы на возобновляемых и традиционных источниках энергии: опубл. 12.01.2015 / В.В. Елистратов, И.Г. Кудряшева, А.В. Чернова, П.А. Пилипец; правообл. ФГАОУ ВО «СПбПУ». URL: https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=DB&DocNumber=2015620053.
11. Frolov D. How machine learning empowers models for digital twins // Bench-mark. 2018. July. P. 48-53. URL: https://www.datadvance.net/assets/files/publications/Benchmark-July-2018-How-Machine-learning-empowers-models-for-digital-twins-dmitry-frolov-opt.pdf.
12. El Saddik A. Digital twins: the convergence of multimedia technologies // IEEE MultiMedia. 2018. Т. 25, No 2. P. 87-92. DOI: 10.1109/MMUL.2018.023121167
13. Digital twin service towards smart manufacturing / Q. Qia, F. Taoa, Y. Zuoa, D. Zhaob // Procedia CIRP. 2018. Vol. 72. P. 237-242. DOI: 10.1016/j.procir.2018.03.103
14. Digital twin-driven product design framework / F. Tao, F. Sui, A. Liu et al. // In-ternational Journal of Production Research. 2018. No 57(1). P. 1-19. DOI: 10.1080/00207543.2018.1443229
15. Прохоров А., Лысачев М. Цифровой двойник. Анализ, тренды, мировой опыт. М.: ООО «АльянсПринт», 2020. 401 с.
16. Тягунов М.Г., Шевердиев Р.П. Модели и методы исследования факторов, влияющих на режим работы гибридного энергокомплекса гарантированного энерго-снабжения // Вестник МЭИ. 2021. № 5. С. 58-68. EDN: SJHBRS. DOI: 10.24160/1993-6982-2021-5-58-68
17. Обухов С.Г., Плотников И.А. Имитационная модель режимов работы авто-номной фотоэлектрической станции с учетом реальных условий эксплуатации // Изве-стия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2017, № 6. С. 38-51. EDN: ZCIDNX
18. Солнечная энергетика / В.И. Виссарионов, Г.В. Дерюгина, В.А. Кузнецова, Н.К. Малинин; Под ред. В.И. Виссарионова. М.: Изд. дом МЭИ, 2008. 276 с.
19. Св-во гос. регистр. прогр. для ЭВМ № 2021681290. Программный комплекс для ис-следования и оптимизации состава и режимов работы гибридного энергетического комплекса на основе возобновляемых источников энергии «RES Energy Complex»: опубл. 20.12.2021 / Тягунов М.Г., Шевердиев Р.П. ; правообл. ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ». URL: https://www1.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=EVM&DocNumber=2021681290
APA
1. Ilyushin, P. V. (2022). Sistemnyj podhod k razvitiyu i vnedreniyu raspredelyonnoj energeti-ki i vozobnovlyaemyh istochnikov energii v Rossii [A systematic approach to the development and implementation of distributed energy and renewable energy sources in Russia]. Energetik, 4, 20-27. [In Russian]
2. YUdaev, I. V., Daus YU. V., & Ganaga V. V. (2020). Vozobnovlyaemye istochniki ener-gii. Lan'. [In Russian]
3. Analytical Center under the Government of the Russian Federation (n.d.) Aktual'nye proekty [Actual projects] . Retrieved Jule 24, 2022, from https://ac.gov.ru/projects. [In Rus-sian]
4. CHubajs, A. B., Kopylov A. E., & Zubakin, V. A. (2020). Razvitie vozobnovlyaemoj ener-getiki v Rossii: tekhnologii i ekonomika. Tochka. [In Russian]
5. Tyagunov, M.G. (2019). Kak dolzhna byt' postroena energeticheskaya sistema s ustanov-kami na osnove VIE [How an energy system with RES-based installations should be built]. Tekhnicheskij opponent, 2, 22-29. [In Russian]
6. Tyagunov, M.G. (2019). Cifrovizaciya i upravlenie v raspredelennyh energeticheskih siste-mah s VIE [Digitalization and management in distributed energy systems with RES]. In N.D. Ro-galev (ed.) Cifrovaya energetika: novaya paradigma funkcionirovaniya i razvitiya (pp. 187-203). Izd-vo MEI. [In Russian]
7. Kharchenko, V., Gusarov, V., & Bolshev, V. (2019). Reliable electricity generation in res-based microgrids. In Handbook of research on smart power system operation and control (pp. 162-187). Igi Global. https://doi.org/10.4018/978-1-5225-8030-0.ch006. [In Russian]
8. Maleki, A., Nazari, M. A., Pourfayaz, F. (2020). Harmony search optimization for optimum sizing of hybrid solar schemes based on battery storage unit. Energy Reports, 6, 102-111. http://dx.doi.org/10.1016/j.egyr.2020.03.014.
9. Tyagunov, M.G., & SHeverdiev, R.P. (2020). Vliyanie rezhimov raboty gibridnyh energetich-eskih kompleksov na osnove vozobnovlyaemyh istochnikov energii na opredelenie tipa akku-mulyatorov energii [Influence of operating modes of hybrid energy complexes based on renewa-ble energy sources on determining the type of energy accumulators]. Vestnik MEI, 4, 62-70. https://doi.org/10.24160/1993-6982-2020-4-62-70. [In Russian]
10. Elistratov, V. V., Kudryasheva, I. G., CHernova A. V., & Pilipec P. A. (2015). Energokompleksy na vozobnovlyaemyh i tradicionnyh istochnikah energii [Energy complexes on renewable and traditional energy sources] : Certificate of state registration of the data-base No. 2015620053. https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=DB&DocNumber=2015620053. [In Russian]
11. Frolov, D. (2018). How machine learning empowers models for digital twins. Benchmark, July 2018, 48-53. https://www.datadvance.net/assets/files/publications/Benchmark-July-2018-How-Machine-learning-empowers-models-for-digital-twins-dmitry-frolov-opt.pdf.
12. El Saddik, A. (2018). Digital twins: the convergence of multimedia technologies. IEEE MultiMedia, 25(2) , 87-92. http://dx.doi.org/10.1109/MMUL.2018.023121167.
13. Qia, Q., Taoa, F., Zuoa, Y., & Zhaob, D. (2018). Digital twin service towards smart manufac-turing. Procedia CIRP, 72, 237-242. http://dx.doi.org/10.1016/j.procir.2018.03.103.
14. Tao, F., Sui, F., Liu, A., Qi, Q., Zhang, M., Song, B., Guo, Z., Lu, S. C.-Y. & Nee A. Y. C. Digital twin-driven product design framework. International Journal of Production Research, 57(1) , 1-19. http://dx.doi.org/10.1080/00207543.2018.1443229.
15. Prohorov, A., & Lysachev, M. (2020). Cifrovoj dvojnik. Analiz, trendy, mirovoj opyt [Dig-ital twin. Analysis, trends, world experience] . Al'yansPrint. [In Russian]
16. Tyagunov, M.G., & SHeverdiev, R.P. (2021). Modeli i metody issledovaniya faktorov, vliyayushchih na rezhim raboty gibridnogo energokompleksa garantirovannogo energosnab-zheniya [Models and methods for studying factors influencing the mode of operation of a hybrid energy complex with guaranteed energy supply]. Vestnik MEI, 5, 58-68. https://doi.org/10.24160/1993-6982-2021-5-58-68. [In Russian]
17. Obuhov, S.G., & Plotnikov, I.A. (2017). Imitacionnaya model' rezhimov raboty avtonomnoj fotoelektricheskoj stancii s uchetom real'nyh uslovij ekspluatacii [Simulation model of operating modes of an autonomous photovoltaic station, taking into account real operating conditions]. Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. Inzhiniring georesursov, 6, 38-51. [In Russian]
18. Vissarionov, V. I., Deryugina, G. V., Kuznecova, G. V., & Malinin, N. K. (2008). Solnechnaya energetika [Solar energy] (Ed. V.I. Vissarionov). Izd. dom MEI. [In Russian]
19. Tyagunov, M.G., & SHeverdiev, R.P. (2021). Programmnyj kompleks dlya issledovaniya i optimizacii sostava i rezhimov raboty gibridnogo energeticheskogo kompleksa na osnove vozobnovlyaemyh istochnikov energii «RES Energy Complex» [Software package for research and optimization of the composition and modes of operation of a hybrid energy complex based on renewable energy sources "RES Energy Complex"]: Certificate of state registration of the soft No. 2021681290. https://www1.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=EVM&DocNumber=2021681290. [In Russian]
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Категории
URN
Лицензия
Copyright (c) 2022 Тягунов М.Г., Шевердиев Р.П.
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
