Синергетическая модель учета экологического ущерба при оптимизации режимов водохозяйственного комплекса на основе критерия максимизации прибыли
Ключевые слова:
дефицит расхода воды, ГЭС, синергетическая стоимость гидроресурса, оптимизация функционирования гидроэлектростанций, матрица противоречий, Парето – оптимальное множество, предельная полезность, водохозяйственный комплексАннотация
Поскольку при оптимизации режимов работы ГЭС в составе водохозяйственного комплекса (ВХК) необходимо учесть взаимо-противоречивые требования его участников в сочетании с синергетическим подходом к решению поставленной задачи, учитывая принципы эмерждентности, то можно говорить о ее многокритериальности. Поэтому в работе используется Парето-оптимальное множество для поиска компромиссного решения по определению режима сработки-заполнения водохранилища, которое бы обеспечило не только выдачу гарантированных мощностей ГЭС, но и удовлетворение требований всех участников водохозяйственного комплекса. В качестве критериев выступают экономический и экологический критерии. При этом учитываются взаимо-противоречивые требования участников ВХК на основе заполнения матрицы противоречий. В общем случае оно формируется дефицитными условиями работы водохозяйственного комплекса, т. е. зависит от ожидания дефицита стока, распределения его между компонентами комплекса и стоимости компенсирующих мероприятий, направленных на сохранение водного и материального баланса региона. Выявляется связь между параметрами водохранилища, распределением отдачи между параметрами комплекса, структурой установленных мощностей и производственными затратами ЭВХК. Авторами создана оптимизационная модель, которая позволяет на основе полученных компромиссных решений с использованием экономического и экологического критериев, за счет чего примере Новосибирского ВХК удалось найти оптимальный режим по управлению емкостью водохранилища ГЭС и добиться улучшения экологических параметров, что улучшает условия для водного транспорта.
Метрики
Библиографические ссылки
ГОСТ
1. Иванова Е.В., Зубова Н.В. Анализ эффективности использования СЭС и ВЭУ для обеспечения электроэнергией хозяйственных нужд НГЭС // Наука. Технологии. Инновации: сб. науч. тр.: в 9 ч. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2019. – Ч. 4. – С. 35–38. EDN: IHNKKC
2. Секретарев Ю.А., Султонов Ш.М. Оптимальное управление режимами ГЭС в электроэнергетических системах: монография. – Душанбе: ТТУим. акад. М. С. Осими, 2020. – 144 с.
3. Ksenofontova E.E. The research of operation modes of hydroelectric power station with annual regulation // ASPIRE TO SCIENCE: Мат-лы Межд. научной конф. студ., маг. и асп. – Новосибирск, НГТУ, 2019. – P. 158–162. EDN: BDOXAW
4. The classification of accidental situations scenarios on hydropower plants / O. Skvortsova, A. Dashkina, E. Petrovskaia et all. // MATEC Web of Conferences. – 2016. – Vol., 53. P. 01014. EDN: VWROZF. DOI: 10.1051/matecconf/20165301014.
5. Ivanova E.V. Assessment of opportunity of placement the renewable energy sources on the territory of the Novosibirsk HPP // ASPIRE TO SCIENCE: Мат-лы Межд. научной конф. студ., маг. и асп. – Новосибирск, НГТУ, 2019. – P. 87–91. EDN: KWLBII
6. Sekretarev U.A., Myatezh T.V., Gorshin A.V. Optimization of operating modes of hydropower plants with determination of the price for a hydro resource using complex criteria of ecological and economic efficiency // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2021. – Vol. 1089. – P. 012038. DOI: 10.1088/1757-899X/1089/1/012038.
7. Mathematical model of managing of the generating company on the criterion of the profit maximization / B.N. Moshkin, T.V. Myatezh, Y.A. Sekretarev, M.A. Averbukh // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2019. – Vol. 552. – P. 012016. DOI: 10.1088/1757-899X/552/1/012016.
8. Menyaykin D.A. The use of fuzzy logic in the theory of reliability // PROGRESS THROUGH INNOVATIONS: Тез. городской научно-практ. конф. асп. и маг. – Новосибирск: НГТУ, 2016. –P. 52–53. EDN: VYMYSP
9. Mitrofanov S.V., Armeev D.V., Domahin E.A. Analysis of the Impact of Autonomous Hybrid Power Plants on the Railways Capacity // 2021 XV International Scientific-Technical Conference on Actual Problems Of Electronic Instrument Engineering (APEIE). – Novosibirsk: IEEE, 2021. – P. 161-165. EDN: UACHUT. DOI 10.1109/APEIE52976.2021.9647596.
10. Development of a simulation model of hpps chain operation / A. Khalyasmaa, S. Eroshenko, S. Mitrofanov et al. // E3S Web of Conferences. – 2020. – Vol. 191. – P. 02004. EDN: PXWWIG. DOI: 10.1051/e3sconf/202019102004.
11. Integrating GIS technologies in hydro power plant cascade simulation model / A.I. Khalyasmaa, S.A. Eroshenko, A.Y. Arestova et al. // E3S Web of Conferences. – 2020. – Vol. 191. – P. 02006. EDN: JEHIBZ. DOI: 10.1051/e3sconf/202019102006
12. Применение ГИС-технологий для повышения эффективности имитационного моделирования каскадов ГЭС / А.Ю. Арестова, С.В. Митрофанов, А.Г. Русина, A.А. Колесников // Журнал Сибирского Федерального Университета. Серия: Техника и технологии. – 2020. – № 13 (6). – С. 732–744. EDN: BPYNRI. DOI: 10.17516/1999-494X-0262.
13. Секретарев Ю.А., Мятеж Т.В., Мошкин Б.Н. Оптимизация режимов работы генерирующей компании на базе ТЭЦ по выработке электроэнергии на основе критерия максимизации прибыли // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. – 2016. – № 4. – С. 82-88. EDN: WJHEMF. DOI: 10.17213/0136-3360-2016-4-82-88
14. Mitrofanov S.V. , Kiryanova N.G. , Gorlova A.M. Stationary hybrid renewable energy systems for railway electrification: A review // Energies. – 2021. – Vol. 14, Iss. 18. – P. 5946. EDN: VGRWEU. DOI: 10.3390/en14185946.
15. Разработка имитационной модели работы каскада ГЭС / С.В. Митрофанов, А.Г. Русина, А.Ю. Арестова, А.Е. Калинин // Вестник Казанского государственного энергетического университета. – 2019. – Т. 11, № 2(42). – С. 116-126. EDN: ZFACHZ
16. Исследование управляемой гибкой связи турбины и генератора микроГЭС в автономной электроэнергетической системе / А.А. Ачитаев, А.А. Жидков, С.В. Митрофанов, А.Г. Русина // Электричество. – 2020. – № 1. – С. 25–31. EDN: IQTEJZ. DOI: 10.24160/0013-5380-2020-1-25-31
17. Султонов Ш.М., Секретарев Ю.А., Митрофанов С.В. Назначение оптимальных режимов энергосистемы Таджикистана // Электротехника. Энергетика. Машиностроение: Сб. науч. тр. I Межд. научн. конф. мол. уч. – Новосибирск: НГТУ, 2014. – Ч. 2. – С. 107-109. EDN: TYEQEH
18. Sultonov S. M., Sekretarev Y. A., Mitrofanov S. V. Implementation of the method of Lagrange for optimal modes of energy system of Tajikistan // Applied Mechanics and Materials. – 2014. – Vol. 698. – P. 726-731. EDN: VYCVKB. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.698.726
19. Система поддержки принятия решений для управления составом агрегатов ГЭС / Ю.А. Сек¬ре¬тарев, А.А. Жданович, С.В. Митрофанов, Я.В. Панова // Электро. Электротехника, элек¬тро¬энергетика, электротехническая промышленность. – 2015. – № 5. – С. 18-27. EDN: UQFFSP
20. Bik Y., Buchelnikov M.A., Kofeeva V.N. Environmental assessment of the estimated dredging volumes on the Ob River/ IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. – 2021. – Vol. 937. – P. 022042. EDN: HYTTEP. DOI: 10.1088/1755-1315/937/2/022042
21. Русловые процессы и водные пути на реках Обского бассейна: монография/ Р. С. Чалов, Е. М. Плескевич, В. А. Баула и др. –Новосибирск: РИПЭЛплюс, 2001. – 300 с.
APA
1. Ivanova, E. V., & Zubova, N. V. (2019). Analiz effektivnosti ispol'zovaniya SES i VEU dlya obespecheniya elektroenergiej hozyajstvennyh nuzhd NGES [Analysis of the efficiency of using solar power plants and wind turbines to provide electricity for the economic needs of the NGPP]. In Proc. Nauka. Tekhnologii. Innovacii (Part. 4, pp. 35-38). NGTU. [In Russian]
2. Sekretarev, YU. A., & Sultonov, SH. M. (2020). Optimal'noe upravlenie rezhimami GES v elektroenergeticheskih sistemah [Optimal control of hydroelectric power plant modes in electric power systems] . TTUim. akad. M. S. Osimi. [In Russian]
3. Ksenofontova, E. E. (2019). The research of operation modes of hydroelectric power station with annual regulation. In Proc. Aspire to science (pp. 158-162). NGTU.
4. Skvortsova, O., Dashkina, A., Petrovskaia, E., Terleev, V., Nikonorov, A., Badenko, V., Volkova, Y., & Pavlov S. (2016). The classification of accidental situations scenarios on hydropower plants // MATEC Web of Conferences, 53, 01014. https://doi.org/10.1051/matecconf/20165301014.
5. Ivanova, E. V. (2019). Assessment of opportunity of placement the renewable energy sources on the territory of the Novosibirsk HPP. In Proc. Aspire to science (pp. 87-89). NGTU.
6. Sekretarev, U. A., Myatezh T. V., & Gorshin, A. V. (2021). Optimization of operating modes of hydropower plants with determination of the price for a hydro resource using complex criteria of ecological and economic efficiency. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 1089, 012038. http://doi.org/10.1088/1757-899X/1089/1/012038
7. Moshkin, B. N., Myatezh, T. V., Sekretarev, Y. A., & Averbukh, M. A. (2019). Mathematical model of managing of the generating company on the criterion of the profit maximization. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 552, 012016. http://doi.org/10.1088/1757-899X/552/1/012016
8. Menyaykin, D. A. (2016). The use of fuzzy logic in the theory of reliability. In Proc. Progress through innovations (pp. 52-53), NGTU.
9. Mitrofanov, S. V., Armeev, D. V., & Domahin, E. A. (2021). Analysis of the Impact of Autonomous Hybrid Power Plants on the Railways Capacity. In Proc. 2021 XV International Scientific-Technical Conference on Actual Problems Of Electronic Instrument Engineering (APEIE) (pp. 191-165). IEEE. https://doi.org/10.1109/APEIE52976.2021.9647596.
10. Khalyasmaa, A., Eroshenko, S., Mitrofanov, S., Rusina, A., Arestova, A., & Sidorova A. (2020). Development of a simulation model of hpps chain operation. E3S Web of Conferences, 191, 02004. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202019102004
11. Khalyasmaa, A., Eroshenko, S., Arestova, A., Mitrofanov, S., Rusina, A., & Kolesnikov, A. Integrating GIS technologies in hydro power plant cascade simulation model. E3S Web of Conferences, 191, 02006. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202019102006
12. Arestova, A. Yu., Mitrofanov, S. V., Rusina, A. G., & Kolesnikov, A. A. (2020). Application of gis technologies to improve the efficiency of hpp cascades simulation model. Journal of Siberian Federal University. Engineering and technologies, 13(6) , 732-744. https://doi.org/10.17516/1999-494X-0262 [In Russian]
13. Sekretarev, Yu. A., Myateg, T. V., & Moshkin, B. N. (2016). Administration functioning power generation companies based on thermal electrical power station on maximization profit criterion. Russian electromechanics, 4, 82-88. https://doi.org/10.17213/0136-3360-2016-4-82-88 [In Russian]
14. Mitrofanov, S. V., Kiryanova, N. G., & Gorlova, A. M. (2021). Stationary hybrid renewable energy systems for railway electrification: A review. Energies, 14(18) , 5946. https://doi.org/10.3390/en14185946
15. Mitrofanov, S., Rusina, A., Arestova, A., & Kalinin A. (2019). Imitation model development of HPP cascade work. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo energeticheskogo universiteta, 11(2) , 116-126. [In Russian]
16. Achitaev, A. A., Zhidkov, A. A., Mitrofanov, S. V., & Rusina, A. G. (2020). Studying the Controlled Flexible Coupling of the Micro HPP Turbine and Generator Operating in a Self-Contained Electric Power System. Elektrichestvo, 1, 25-31. https://doi.org/10.24160/0013-5380-2020-1-25-31. [In Russian]
17. Sultonov, SH. M., Sekretarev, YU. A., & Mitrofanov, S. V. (2014). Naznachenie optimal'nyh rezhimov energosistemy Tadzhikistana [Assignment of optimal modes of the energy system of Tajikistan]. In Proc. Elektrotekhnika. Energetika. Mashinostroenie (pp. 107-109). NGTU. [In Russian]
18. Sultonov, S. M., Sekretarev, Y. A., & Mitrofanov S. V. (2014). Implementation of the method of Lagrange for optimal modes of energy system of Tajikistan. Applied Mechanics and Materials, 698, 726-731. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.698.726
19. Sekretarev, YU. A., ZHdanovich, A. A., Mitrofanov, S. V., & Panova YA. V. (2015). Sistema podderzhki prinyatiya reshenij dlya upravleniya sostavom agregatov GES [Decision support system for managing the composition of hydroelectric power plants]. Elektro. Elektrotekhnika, elektroenergetika, elektrotekhnicheskaya promyshlennost', 5, 18-27. [In Russian]
20. Bik, Y., Buchelnikov, M. A., & Kofeeva, V. N. (2021). Environmental assessment of the estimated dredging volumes on the Ob River. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 937, 022042. http://doi.org/10.1088/1755-1315/937/2/022042
21. CHalov, R. S., Pleskevich, E. M., Baula, V. A., Pronin, V. YU., Berkovich, K. M., Zavadskij, A. S., Ruleva, S. N., Vinogradova, N. N., & Surkov V. V. (2001). Ruslovye processy i vodnye puti na rekah Obskogo bassejna [Channel processes and waterways on the rivers of the Ob basin] . RIPELplyus. [In Russian]
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Категории
URN
Лицензия
Copyright (c) 2024 Секретарев Ю.А. , Мятеж Т.В. , Мошкин Б.Н. , Волосатов Р.В.
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
