DOI: 10.47026/1810-1909-2022-3-103-113
УДК 620.92
ББК 31.27-02
Е.Н. СОСНИНА, А.В. ШАЛУХО, Н.И. ЭРДИЛИ
Ключевые слова
виртуальная электростанция, распределенная генерация, возобновляемые источники энергии, энергообмен, мультиагентный подход
Аннотация
Развитие распределенной энергетики на основе возобновляемых источников энергии – одно из важнейших направлений обеспечения энергетической безопасности потребителей электроэнергии и снижения антропогенной нагрузки на окружающую среду. Объединение распределенных источников электроэнергии в виртуальные электростанции (ВиЭС) общей системой управления позволяет эффективнее использовать потенциал возобновляемых источников энергии. Предложен мультиагентный подход к управлению энергообменом в электрической сети виртуальной электростанции с установками распределенной генерации. Разработаны алгоритмы работы агентов генерации и нагрузки для управления энергообменом. Алгоритмы учитывают экологичность энергоустановок и позволяют максимально использовать потенциал возобновляемых источников энергии, обеспечивая баланс электрической мощности в виртуальной электростанции и минимальные потери при ее передаче. Предложенный подход рассмотрен на примере виртуальной электростанции, объединяющей на напряжении 20 кВ десять децентрализованных систем электроснабжения с источниками распределенной генерации различных типов. Виртуальная электростанция имеет возможность обмена электроэнергией с централизованной энергосистемой. С помощью программных комплексов JADE и «RastrWin» проведено исследование эффективности мультиагентной системы управления энергообменом в виртуальной электростанции с учетом рейтинга экологичности установок распределенной генерации. Результаты исследования показали, что применение мультиагентного подхода к управлению виртуальной электростанцией позволило повысить долю использования возобновляемых источников энергии и снизить потери мощности в электрической сети.
Литература
- Барахтенко Е.А., Воропай Н.И., Соколов Д.В. Современное состояние исследований в области управления интегрированными энергетическими системами // Известия Российской академии наук. Энергетика. 2021. № 4. С. 4–23.
- Воропай Н.И. От плана ГОЭЛРО к глобальному электроэнергетическому интернету // Электричество. 2020. № 12. С. 9–13.
- Лоскутов А. Б. Проблемы перехода электроэнергетики на цифровые технологии // Интеллектуальная электротехника. 2018. № 1. С. 9–27.
- Максимов А. Ввод новых электростанций на базе ВИЭ в рамках программы поддержки до 2035 года может вырасти до 8 ГВТ [Электронный ресурс] // Минэнерго России: офиц. сайт. URL: https://minenergo.gov.ru/node/21596 (дата обращения: 22.11.2021).
- Маслеева О.В., Эрдили Н.И., Борисов С.Е. Оценка материального потока жизненного цикла возобновляемых источников энергии// Актуальные проблемы электроэнергетики: сб. ст. науч.-техн. конф. НГТУ им. Р.Е. Алексеева. Н. Новгород, 2020. С. 303–309.
- О внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации по вопросам функционирования активных энергетических комплексов: постановление Правительства РФ № 320 от 21.03.2020 [Электронный ресурс]. URL: https://www.so-ups.ru/fileadmin/files/laws/regulations/reg320-210320.pdf.
- Соснина Е.Н., Шалухо А.В., Кечкин А.Ю. Оптимизация электротехнического комплекса виртуальной электростанции с источниками распределенной генерации // Фёдоровские чтения – 2017: материалы междунар. научно-практической конференции МЭИ. М.: Изд. дом МЭИ, 2017. С. 312–320.
- Технические требования к генерирующему оборудованию участников оптового рынка М.: АО «Системный оператор единой энергетической системы», 2021.
- Фортов В.Е., Макаров А.А. Концепция интеллектуальной электроэнергетической системы России с активно-адаптивной сетью. М.: ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС», 2012. 235 с.
- Chang W., Dong W., Zhao L., Yang Q. Model Predictive Control based Energy Collaborative Optimization Management for Energy Storage System of Virtual Power Plant. In: Proc. 19th International Symposium on Distributed Computing and Applications for Business Engineering and Science (DCABES), 2020, pp. 112–115. DOI: 10.1109/DCABES50732.2020.00037.
- Hanan M., Yousaf W., Ai X., Asghar E., Javed M. Y., Salman S. Multi-operating Modes Based Energy Management Strategy of Virtual Power Plant. In: Proc. 2nd IEEE Conference on Energy Internet and Energy System Integration (EI2), 2018, pp. 1-6. DOI: 10.1109/EI2.2018.8582406.
- Kasaei M.J., Gandomkar M., Nikoukar J. Optimal management of renewable energy sources by virtual power plant. Renewable Energy, 2017, vol. 114, pp. 1180–1188.
- Meliani M., Barkany A. el, Abbassi I. el, Darcherif A.M., Mahmoudi M. Control system in the smart grid: State of the art and opportunities. In: Proc. IEEE 13th International Colloquium of Logistics and Supply Chain Management (LOGISTIQUA), 2020. DOI: 10.1109/LOGISTIQUA49782.2020.9353878.
- Yu J., Jiao Y., Ni M., Yu W. VPP frequency response feature based on distributed control strategy. In: Proc. China International Conference on Electricity Distribution (CICED), 2016, 1–5. DOI: 10.1109/CICED.2016.7576386.
- Zamani A.G., Zakariazadeh A., Jadid S., Kazemi A., Stochastic operational scheduling of distributed energy resources in a large scale virtual power plant. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 2016, vol. 82, pp. 608–620.
Сведения об авторах
Соснина Елена Николаевна – доктор технических наук, профессор кафедры электроэнергетики, электроснабжения и силовой электроники, Нижегородский государственный технический университет имени Р.Е. Алексеева, Россия, Нижний Новгород (sosnyna@yandex.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6207-9103).
Шалухо Андрей Владимирович – кандидат технических наук, доцент кафедры электроэнергетики, электроснабжения и силовой электроники, Нижегородский государственный технический университет имени Р.Е. Алексеева, Россия, Нижний Новгород (shaluho.andrey@mail.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8235-0658).
Эрдили Наталья Игоревна – ассистент кафедры электроэнергетики, электроснабжения и силовой электроники, Нижегородский государственный технический университет имени Р.Е. Алексеева, Россия, Нижний Новгород (erdili.ni@yandex.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2994-5759).
Формат цитирования
Соснина Е.Н., Шалухо А.В., Эрдили Н.И. Повышение эффективности использования возобновляемых источников энергии в составе виртуальной электростанции на основе мультиагентного управления // Вестник Чувашского университета. – 2022. – № 3. – С. 103–113. DOI: 10.47026/1810-1909-2022-3-103-113.
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 20-19-00541).
Загрузить полный текст статьи
