Доктор физико-математических наук, профессор Адрес для переписки: Добрего Кирилл Викторович – Белорусский национальный технический университет, просп. Независимости, 65/2, 220013, г. Минск. Тел.: +375 17 292-42-32 ef@bntu.by
Professor, PhD in Physics and Mathematics
Address for correspondence: Dobrego Kirill V. – Belаrusian National Technical University, 65/2 Nezavisimosty Ave., 220013, Minsk, Republic of Belarus. Tel.: +375 17 292-42-32 ef@bntu.by
В настоящее время наблюдается быстрый рост рынка накопителей энергии. Имеются предпосылки для их распространения в Беларуси. Несмотря на развитие технологии, вопросы оптимизации систем накопления электроэнергии и их работы в условиях конкретных систем «генератор – накопитель – потребитель» (ГНП) не получили необходимой проработки. Вместе с тем настройка и оптимизация системы ГНП могут дать конкурентное преимущество тем или иным системам накопителей, поскольку применение аккумуляторных батарей в неоптимальных условиях зарядки-разрядки снижает их ресурс. Оптимизация системы ГНП может включать использование гибридных систем накопителей совместно с разнородными химическими и механическими накопителями, с настройкой параметров контроллера системы и др. В научных работах представлено немало эмпирических и аналитических методов расчета электрических нагрузок, использующих в качестве исходных данных усредненные по времени значения фактического потребления электроэнергии, средние квартирные нагрузки, эмпирические или статистические коэффициенты формы и коэффициенты максимума электрической нагрузки группы однородных потребителей. Однако такие модели не отвечают требованиям детального имитирования работы небольших систем, когда моделирование должно соответствовать нестационарному, неусредненному, стохастическому характеру нагрузки. В статье изложен простой подход к детальному имитационному моделированию электрических нагрузок относительно небольших объектов, таких как многоквартирный дом или небольшое сельскохозяйственное производство. Модель сформулирована как в физическом, так и в алгоритмическом виде, что позволяет легко реализовать ее в любой среде программирования. Представлена сходимость интегрального потребления электроэнергии, задаваемого моделью, к статистически средним параметрам. Рассчитана автокорреляционная функция, показывающая два масштаба автокорреляции имитационных графиков нагрузок. Проанализированы Фурье-спектры сгенерированных графиков нагрузок. Модель электрической нагрузки может использоваться независимо или как составная часть общей модели системы ГНП. Она также может применяться для настройки систем контроля и учета энергоресурсов (АСКУЭ) и различных исследовательских целей.
Nowadays we observe rather rapid growth of energy accumulators market. There are prerequisites to their extensive application in Belarus. In spite of technology development problems pertaining to optimization of electric power and their operation under conditions of specific systems “generator – accumulator – consumer” (GAC) have not obtained proper consideration. At the same time tuning and optimization of the GAC system may provide competitive advantages to various accumulating systems because application of accumulator batteries in non-optimal charge – discharge conditions reduces its operating resource. Optimization of the GAC system may include utilization of hybrid accumulator systems together with heterogeneous chemical and mechanical accumulators, tuning of system controller parameters etc. Research papers present a great number of empirical and analytical methods for calculation of electric loads. These methods use the following parameters as initial data: time-averaged values of actual electric power consumption, averaged apartment electric loads, empirical and statistical form coefficients, coefficients of maximum electric load for a group of uniform consumers. However such models do not meet the requirements of detailed simulation of relatively small system operation when the simulation must correspond to non-stationary, non-averaged, stochastic load nature. The paper provides a simple approach to the detailed simulation of electric loads in regard to small projects such as multi-unit apartment building or small agricultural farm. The model is formulated both in physical and algorithmic terms that make it possible to be easily realized in any programming environment. The paper presents convergence of integral electric power consumption, which is set by the model, to statistically averaged parameters. Autocorrelation function has been calculated in the paper that shows two scales for autocorrelation of simulated load diagrams. The paper contains of an analysis on Fourier spectra for generated electric load diagrams. The model of electric load may be used separately or as a component of a general model in the GAC system. It may also be applied for tuning of automatic systems for control and accounting of power resources and various research purposes.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.