Оптимизация надежности теплоснабжения с учетом функций активного потребителя
Автор: Постников Иван Викторович
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Рубрика: Теплоэнергетика
Статья в выпуске: 2 т.21, 2021 года.
Бесплатный доступ
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 научно-методическая 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.
Теплоснабжающая система, активный потребитель, анализ и оптимизация надежности, интегральный параметр надежности элементов, марковский случайный процесс, узловыепоказатели надежности, теория гидравлических цепей
Короткий адрес: https://sciup.org/147234101
IDR: 147234101 | DOI: 10.14529/power210201
Список литературы Оптимизация надежности теплоснабжения с учетом функций активного потребителя
- 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, 2014, 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: 10.1016/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: 10.1016/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: 10.1016/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: 10.1016/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, 2014, 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.]
