asyan.org
добавить свой файл
1
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧІ Вибору ощадної системи енергопостачання

за допомогою еволюційного пошуку
Ю.В. Хацкевич
Державний вищий навчальний заклад «Національний гірничий університет»,

м. Дніпропетровськ
PROBLEM STATEMENT FOR Selection

of saving system of energy supply

based on evolutionary search
Yu. Khatskevych
State higher educational institution “National Mining University”, Dniepropetrovsk
В роботі сформульовано задачу вибору системи енергопостачання з метою заощадження паливно-енергетичних ресурсів. Запропоновано підхід до її вирішення на основі еволюційного пошуку.
Вступ. При будуванні або реконструкції систем енергопостачання одною з основних вимог є забезпечення енергоощадності. Це забезпечує зменшення експлуатаційних витрат, екологічних платежів і витрат ресурсів. Вибір технічного рішення у кожному конкретному випадку залежить від характеристик об’єкту, капітальних витрат, наявності тих чи інших природних ресурсів. До того ж відомо, що сучасні енергоощадні джерела такі як теплові насоси, вітрогенератори, геліосистеми доцільніше використовувати у складних системах, що містять основні, резервні, пікові джерела енергії [1]. Також відомо, що вартість генеруючого обладнання нелінійно збільшується при зрості номінальної потужності. З урахуванням цих факторів задача вибору комплектації системи енергопостачання стає досить складною задачею нелінійної оптимізації.

Мета даної роботи – показати підхід до вирішення задачі вибору елементів системи енергопостачання для мінімізації витрат енергії нею.

Основна частина. Пропонується наступна постановка задачі вибору системи енергопостачання. Для заданого об’єкту відомі потреби у енергії Q. Згідно з технологічними можливостями та наявністю ресурсів обираються типи джерел енергії, що можуть бути застосовані на даному об’єкті. Кількість систем, що можливо застосувати, позначимо n.

Для кожного типу джерела енергопостачання заданий дискретний ряд потужностей обладнання виду: q1j, q2j, …, qmj, де m(j) – кількість типорозмірів обладнання для системи енергопостачання номеру j (j=1, …, n). Для цього набору обладнання відоме: значення капітальних витрат на впровадження K1j, K2j,…, Kmj;

значення витрат на паливно-енергетичні ресурси для роботи обладнання П1j, П2j,…, Пmj; значення експлуатаційних витрат Е1j, Е2j,…, Еmj.

Необхідно визначити потужності кожного типу джерела енергії, що буде використовуватися в даному об’єкті. Пропонується їх представити у вигляді:

x1, x2, …, xі,…, xn, (1)

де . (2)

Шукані значення мають вдовольняти обмеженню:

, (3)

Для створення енергоощадної системи необхідно забезпечити мінімум паливно-енергетичних витрат при її експлуатації:

. (4)

При цьому необхідно враховувати обмеження, що зазвичай існує для капітальних витрат на створення системи енергопостачання:

, (5)

де Кпр – найбільше припустиме значення капітальних витрат.

Для вирішення поставленої задачі пропонується використати метод випадкового пошуку, а саме – еволюційний [2]. Цей метод є зручним для вирішення задач нелінійної оптимізації [3].

В даному випадку пошук необхідно вести у просторі можливих потужностей елементів системи енергопостачання (2). Рішення задачі зводиться до знаходження мінімуму (4) з урахуванням обмежень (3) і (5).

Пропонується еволюційний алгоритм пошуку у вигляді:

, (6)

де Xsk – множина найкращих рішень, що були відібрані на k-му кроці s-ої гілки ітераційного процесу пошуку;

S(.) – функція вибору рішень;

G(.) – функція генерації рішень;

s – порядковий номер гілки еволюційного пошуку;

k – порядковий номер шагу ітераційного процесу пошуку;

Nb – загальна кількість гілок еволюції.

Висновки. Сформульовано задачу вибору енергоощадної системи енергопостачання. Для вказаної постановки задачі запропоновано алгоритм її вирішення на основі еволюційного пошуку. Найбільш складною частиною такого методу є збирання попередньої інформації для вибору найкращих варіантів з розрахунком відповідних експлуатаційних і капітальних витрат для різних типів обладнання. Необхідно продовжувати дослідження з метою зменшення обсягів необхідної інформації і узагальнення підходів до її розрахунків.
Список джерел

  1. Праховник А.В. Малая энергетика: распределенная генерация в системах энергоснабжения. – Київ:“Освіта України”, 2007. – 464 с.

  2. Букатова Л.И. Эвоинформатика: Теория и практика эволюционного моделирования / И.Л. Букатова, Ю.И. Михасев, А.М. Шаров – М.: Наука, 1991. – 206 с.

  3. Иродов В.Ф., Хацкевич Ю.В. Развитие методов эволюционного поиска и его применение для задач идентификации // Интеллектуальные системы принятия решений и проблемы вычислительного интеллекта: Материалы международной научной конференции. Том 1. – Херсон, ХНТУ, 2010. – С. 332–335.


Контактна інформація:

e-mail: yuliakhatskevych@gmail.com;

адреса: ДВНЗ «НГУ», 49050, м. Дніпропетровськ, пр. К Маркса, 19, каф. систем електропостачання;

тел. +38(095)255 1010.