Математическое моделирование гибридных энергетических систем с помощью теории массового обслуживания
- Авторы: Фёдорова Е.А.1, Тюленина Я.А.1, Мелошникова Н.П.1
-
Учреждения:
- Национальный исследовательский Томский государственный университет
- Выпуск: № 115 (2025)
- Страницы: 279-297
- Раздел: Управление техническими системами и технологическими процессами
- URL: https://journals.rcsi.science/1819-2440/article/view/306201
- ID: 306201
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Предлагается новый математический подход к оценке эффективности гибридных электроэнергетических установок, использующих альтернативный источник энергии совместно с центральной сетью электроснабжения, основанный на методах теории массового обслуживания и позволяющий учитывать стохастический характер природных процессов. В качестве математической модели гибридной энергетической системы, использующей альтернативную (непостоянную) энергию как один из источников электроэнергии, предлагается система массового обслуживания с двумя блоками приборов, один из которых имеет случайное время работы и ограниченную мощность. Исследуется трехмерный марковский случайный процесс. С помощью метода начальных моментов получены формулы стационарных характеристик системы. Выполнен численный анализ зависимости характеристик системы от входных параметров, а также представлен пример расчёта эффективности использования источника солнечной электроэнергии для бытовых нужд на основе реальных данных.
Об авторах
Екатерина Александровна Фёдорова
Национальный исследовательский Томский государственный университет
Email: ekat_fedorova@mail.ru
Томск
Яна Андреевна Тюленина
Национальный исследовательский Томский государственный университет
Email: yanccch@yandex.ru
Томск
Наталья Павловна Мелошникова
Национальный исследовательский Томский государственный университет
Email: meloshnikovana@gmail.com
Томск
Список литературы
- ВИШНЕВСКИЙ В.М., СЕМЕНОВА О.В., ШАРОВ С.Ю.Моделирование и анализ гибридного канала связи на базелазерной и радио технологий // Управление большими си-стемами. – 2011. – Вып. 35. – С. 237–249.
- ГРИГОРАШ О.В. КРИВОШЕЙ А.А., СМЫК В.В. Автоном-ные гибридные электростанции // Политематический се-тевой электронный научный журнал Кубанского государ-ственного аграрного университета. – 2016. – №124(10). –С. 1–12.
- ГОРДИЕВСКИЙ Е.М., МИРОШНИЧЕНКО А.А., КУЛГА-НАТОВ А.З. и др. Разработка имитационной моделимобильного энергокомплекса на базе ВИЭ в программеMatLab // Вестник ПНИПУ. Электротехника, информаци-онные технологии, системы управления. – 2019. – №31. –С. 51–71.
- ИВАНОВА А.Ю. Альтернативные источники в энергети-ке: виды и принципы функционирования // Int. ScientificReview. – 2016. – С. 29–32.
- МАРЧЕНКО О.В. Математическая модель энергосисте-мы с возобновляемыми источниками энергии // ИзвестияРАН. Энергетика. – 2006. – №3. – С. 154—161.
- МИТРОФАНОВ С.В., ПЕРЕПЕЛКИН К.А. Математиче-ское моделирование гибридной ветро-солнечной станциидля электроснабжения собственных нужд // Вестник ЮУр-ГУ. Серия «Энергетика». – 2022. – №22(3). – С. 18–26.
- НАЗАРОВ А.А., ТЕРПУГОВ А.Ф. Теория массового обслу-живания. – Томск: НТЛ, 2004. – 228 c.
- НОВОКРЕЩЕНОВ О.В., ОТМАХОВ Г.С., ХУАДЕ М.Ю.Комбинированные системы электроснабжения на возоб-новляемых источниках энергии // Политематический се-тевой электронный научный журнал Кубанского государ-ственного аграрного университета. – 2017. – №132(08). –С. 1–12.
- РЕЗИНЬКОВ А.А., ЩЕКЛЕИН С.Е. Сравнительный ана-лиз эффективности гибридных (солнечно-дизельных) элек-тростанций для регионов России // Энерго- и ресурсосбе-режение. Энергообеспечение. Нетрадиционные и возобнов-ляемые источники энергии. Атомная энергетика : сборникнаучных трудов. – Екатеринбург : Издательство Уральскогоуниверситета. – 2021. – С. 385–388.
- СИНЯКОВА И.А., МОИСЕЕВА С.П. Метод моментов дляисследования математической модели параллельного об-служивания кратных заявок потока Марковского восста-новления // Известия Томского политехнического универси-тета. – 2012. – №321(5). – С. 24–28.
- Enerdata [Электронный ресурс]. – Режим доступа:https://yearbook.enerdata.net/renewables/wind-solar-share-electricity-production.html.
- Global Solar Atlas [Электронный ресурс]. – Режим доступа:https://globalsolaratlas.info/map.
- HERBST A., TORO F., REITZE F., JOCHEM E. Introductionto Energy Systems Modelling // Swiss Journal of Economics andStatistics. – 2012. – Vol. 148(2). –P. 111–135.
- FERRETTI I., CAMPARADA M., ZAVANELLA L.E. QueuingTheory-Based Design Methods for the Definition of PowerRequirements in Manufacturing Systems // Energies. – 2022. –No. 15. – 7621.
- KING M., DACHENG LI., DOONER M. et al. MathematicalModelling of a System for Solar PV Efficiency ImprovementUsing Compressed Air for Panel Cleaning and Cooling //Energies. – 2021. – No. 14.
- KUMAR A., SOOD Y., RAM N.M. Hybrid Energy SystemSimulation and Modelling Incorporating Wind and SolarPower // IEEE Int. Students’ Conf. on Electrical, Electronicsand Computer Science (SCEECS-2024). – 2024.
- MOHAMMED I., ABUASHOUR M.W., THA’ER O.S. et al.Modelling, simulations and operational performance of a stand-alone hybrid wind/PV energy system supplying induction motorfor pumping applications // Int. Journal of Engineering SystemsModelling and Simulation (IJESMS). – 2018. – Vol.10, No. 1. –P. 12–25.
- PERVEEN G., RIZWAN M., GOEL N. Comparison ofintelligent modelling techniques for forecasting solar energyand its application in solar PV based energy system // IETEnergy Systems Integration. – 2019. – No. 11. – P. 34–51.
- TYAGI S., GOYAL N., KUMAR A. et al. Stochastichybrid energy system modelling with component failure andrepair // Int. Journal of System Assurance Engineering andManagement. – 2021. – Vol. 13. – P. 842–852.
- VARSHNEY S., SHEKHAR C. Optimal management strategiesof renewable energy systems with hyperexponential serviceprovisioning: an economic investigation // Frontiers. EnergyResearch. – 2023. – No. 11. – P. 1–22.
- WATERMEYER M., THOMAS M., GROTHE O. et al. Ahybrid model for day-ahead electricity price forecasting:Combining fundamental and stochastic modelling //Engineering, Economics. – 2023. – P. 1–38.
Дополнительные файлы
