Ссылка для цитирования: Лукутин Б.В., Муравьев Д.И. Оптимизация оперативного управления автономной фото-дизельной системой электроснабжения с шиной постоянного тока // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2022. – Т. 333. – № 4. – С. 224-235.

Актуальность. Увеличение вклада возобновляемых энергоносителей в генерацию автономного гибридного энергетического комплекса актуально для снижения воздействия на окружающую среду дизель-генераторных установок и уменьшения эксплуатационных издержек при производстве электрической энергии в интеллектуальных микросетях с распределённой, в том числе «зелёной», генерацией. Наиболее актуален этот вопрос для сотовых вышек мобильной связи, вахтовых жилых посёлков, метеорологических станций и других децентрализованных потребителей, установленная мощность которых составляет десятки–сотни кВт. Цель: разработка компьютерных моделей оптимизации управления оперативным составом и режимами автономной фото-дизельной системы электроснабжения с шиной постоянного тока, позволяющих минимизировать время работы дизель-генераторной установки за счёт увеличения вклада фотоэлектрической станции при оптимальных технико-экономических показателях. Использование шины постоянного тока для интеграции электроэнергии от распределённых энергоисточников рассматривается как перспективный вариант уменьшения количества часов неэффективной работы дизель-генераторной установки, что позволит существенно экономить дизельное топливо и продлить моторесурс дизель-генератора. Новизна. Данная работа расширяет известные варианты моделирования и оптимизации режимов автономной гибридной энергетической установки на постоянном токе в плане использования критериальной целевой функции с соответствующими ограничениями, адаптацией моделей энергетического оборудования для поставленных целей моделирования, представлением структуры технико-экономического анализа, основанной на коммерчески доступных характеристиках элементов системы электроснабжения. Методы. Исследование предусматривает разработку компьютерных моделей интеллектуальной архитектуры управления автономного гибридного энергетического комплекса на базе фотоэлектрической станции, дизель-генераторной установки, системы накопления электрической энергии, децентрализованного потребителя, а также вспомогательных преобразовательных устройств. Моделирование процессов управления реализуется в библиотеке Stateflow, а также использованием синтаксиса языка пакета высокого уровня Matlab, возможности которого приемлемы для поставленных целей. Результаты. Анализ результатов показывает, что фотодизельные системы электроснабжения на постоянном токе могут быть экономически эффективными во всех сценариях, которые включают в себя разные виды аккумуляторных батарей, тогда как для систем без аккумулирования электроэнергии распределение постоянного тока часто не является экономически эффективным. Результаты будут интересны специалистам, разрабатывающим или эксплуатирующим автономные системы электроснабжения, и организациям, планирующим модернизацию существующих дизель-электрических станций.