THE PROBLEM OF OPTIMIZATION OF HYBRID ENERGY SYSTEM ACCORDING TO THE LEVEL OF DISPERSION OF GENERATED POWER
The purpose of this work is to build analytical solutions for the problem of capacity optimization in the combined power system. A characteristic feature of the local system with renewable energy sources (RES) are random fluctuations in current capacity due to the changing nature of wind and solar p...
Збережено в:
| Дата: | 2022 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2022
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/324 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Vidnovluvana energetika |
Репозитарії
Vidnovluvana energetika| id |
veorgua-article-324 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Vidnovluvana energetika |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
hybrid power system renewable energy sources random process Lagrange problem гібридна енергосистема відновлювані джерела енергії випадковий процес задача Лагранжа |
| spellingShingle |
hybrid power system renewable energy sources random process Lagrange problem гібридна енергосистема відновлювані джерела енергії випадковий процес задача Лагранжа Kuznietsov, M. Lysenko, O. Melnyk, O. THE PROBLEM OF OPTIMIZATION OF HYBRID ENERGY SYSTEM ACCORDING TO THE LEVEL OF DISPERSION OF GENERATED POWER |
| topic_facet |
hybrid power system renewable energy sources random process Lagrange problem гібридна енергосистема відновлювані джерела енергії випадковий процес задача Лагранжа |
| format |
Article |
| author |
Kuznietsov, M. Lysenko, O. Melnyk, O. |
| author_facet |
Kuznietsov, M. Lysenko, O. Melnyk, O. |
| author_sort |
Kuznietsov, M. |
| title |
THE PROBLEM OF OPTIMIZATION OF HYBRID ENERGY SYSTEM ACCORDING TO THE LEVEL OF DISPERSION OF GENERATED POWER |
| title_short |
THE PROBLEM OF OPTIMIZATION OF HYBRID ENERGY SYSTEM ACCORDING TO THE LEVEL OF DISPERSION OF GENERATED POWER |
| title_full |
THE PROBLEM OF OPTIMIZATION OF HYBRID ENERGY SYSTEM ACCORDING TO THE LEVEL OF DISPERSION OF GENERATED POWER |
| title_fullStr |
THE PROBLEM OF OPTIMIZATION OF HYBRID ENERGY SYSTEM ACCORDING TO THE LEVEL OF DISPERSION OF GENERATED POWER |
| title_full_unstemmed |
THE PROBLEM OF OPTIMIZATION OF HYBRID ENERGY SYSTEM ACCORDING TO THE LEVEL OF DISPERSION OF GENERATED POWER |
| title_sort |
problem of optimization of hybrid energy system according to the level of dispersion of generated power |
| title_alt |
ЗАДАЧА ОПТИМІЗАЦІЇ ГІБРИДНОЇ ЕНЕРГОСИСТЕМИ ЗА РІВНЕМ ДИСПЕРСІЇ ГЕНЕРОВАНОЇ ПОТУЖНОСТІ |
| description |
The purpose of this work is to build analytical solutions for the problem of capacity optimization in the combined power system. A characteristic feature of the local system with renewable energy sources (RES) are random fluctuations in current capacity due to the changing nature of wind and solar power plants. The optimal choice of generation capacities and auxiliary balancing systems allows to reduce the uncontrolled component of generation. The object of the study are hybrid power systems that have the properties of the local network. The elements of the system are wind and solar power plants, energy storage facilities and reserve capacity designed to respond to changes in RES generation. Then power balancing can be considered as a superposition of random processes of generation and consumption. The classical method of Lagrange multipliers is chosen as the research method, and the peculiarity of this work is the representation of the solution through integrals from random functions. The applied energy balance model allows us to consider the possibility of energy accumulation and the use of reserve power in cases of insufficient generation. As a result of the research the analytical representation of optimality conditions for power system structure is constructed, including the installed capacity at a different configuration of generating and auxiliary equipment. The presence of optimal values for the proportion of solar and wind generation, backup generator, the dependence of imbalance on energy accumulation is established. The results can be presented through mathematical expectations and variances of the studied random variables. The obtained dependences are of a generalizing nature, and precise solutions for specific energy systems are possible only in some cases when the nature of the distribution of random processes of energy generation and consumption is known. This requires a preliminary study of energy sources, considering climatic features and energy supply requirements. Bibl. 22 |
| publisher |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| publishDate |
2022 |
| url |
https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/324 |
| work_keys_str_mv |
AT kuznietsovm theproblemofoptimizationofhybridenergysystemaccordingtothelevelofdispersionofgeneratedpower AT lysenkoo theproblemofoptimizationofhybridenergysystemaccordingtothelevelofdispersionofgeneratedpower AT melnyko theproblemofoptimizationofhybridenergysystemaccordingtothelevelofdispersionofgeneratedpower AT kuznietsovm zadačaoptimízacíígíbridnoíenergosistemizarívnemdispersíígenerovanoípotužností AT lysenkoo zadačaoptimízacíígíbridnoíenergosistemizarívnemdispersíígenerovanoípotužností AT melnyko zadačaoptimízacíígíbridnoíenergosistemizarívnemdispersíígenerovanoípotužností AT kuznietsovm problemofoptimizationofhybridenergysystemaccordingtothelevelofdispersionofgeneratedpower AT lysenkoo problemofoptimizationofhybridenergysystemaccordingtothelevelofdispersionofgeneratedpower AT melnyko problemofoptimizationofhybridenergysystemaccordingtothelevelofdispersionofgeneratedpower |
| first_indexed |
2024-06-01T14:34:14Z |
| last_indexed |
2024-06-01T14:34:14Z |
| _version_ |
1800669710251982848 |
| spelling |
veorgua-article-3242024-02-09T13:51:13Z THE PROBLEM OF OPTIMIZATION OF HYBRID ENERGY SYSTEM ACCORDING TO THE LEVEL OF DISPERSION OF GENERATED POWER ЗАДАЧА ОПТИМІЗАЦІЇ ГІБРИДНОЇ ЕНЕРГОСИСТЕМИ ЗА РІВНЕМ ДИСПЕРСІЇ ГЕНЕРОВАНОЇ ПОТУЖНОСТІ Kuznietsov, M. Lysenko, O. Melnyk, O. hybrid power system renewable energy sources random process Lagrange problem гібридна енергосистема відновлювані джерела енергії випадковий процес задача Лагранжа The purpose of this work is to build analytical solutions for the problem of capacity optimization in the combined power system. A characteristic feature of the local system with renewable energy sources (RES) are random fluctuations in current capacity due to the changing nature of wind and solar power plants. The optimal choice of generation capacities and auxiliary balancing systems allows to reduce the uncontrolled component of generation. The object of the study are hybrid power systems that have the properties of the local network. The elements of the system are wind and solar power plants, energy storage facilities and reserve capacity designed to respond to changes in RES generation. Then power balancing can be considered as a superposition of random processes of generation and consumption. The classical method of Lagrange multipliers is chosen as the research method, and the peculiarity of this work is the representation of the solution through integrals from random functions. The applied energy balance model allows us to consider the possibility of energy accumulation and the use of reserve power in cases of insufficient generation. As a result of the research the analytical representation of optimality conditions for power system structure is constructed, including the installed capacity at a different configuration of generating and auxiliary equipment. The presence of optimal values for the proportion of solar and wind generation, backup generator, the dependence of imbalance on energy accumulation is established. The results can be presented through mathematical expectations and variances of the studied random variables. The obtained dependences are of a generalizing nature, and precise solutions for specific energy systems are possible only in some cases when the nature of the distribution of random processes of energy generation and consumption is known. This requires a preliminary study of energy sources, considering climatic features and energy supply requirements. Bibl. 22 Метою цієї роботи є побудова аналітичних розв’язків задачі оптимізації потужностей в комбінованій енергосистемі. Характерною особливістю локальної системи з відновлюваними джерелами енергії (ВДЕ) є випадкові коливання поточної потужності, обумовлені змінною природою вітрових і сонячних електростанцій. Оптимальний вибір потужностей генерації та допоміжних систем балансування дозволяє зменшити неконтрольовану складову генерації. Об’єкт дослідження – гібридні електроенергетичні системи, які мають властивості локальної мережі. Елементами системи є вітрові та сонячні електростанції, засоби акумулювання енергії та резервні потужності, призначені реагувати на зміну генерації ВДЕ. Тож балансування потужності можна розглядати як суперпозицію випадкових процесів генерації та споживання. Методом дослідження вибрано класичний метод множників Лагранжа, а особливістю цієї роботи є представлення розв’язку через інтеграли від випадкових функцій. Застосована модель енергобалансу дає змогу враховувати можливість акумулювання енергії та застосування резервної потужності для випадків відсутності достатньої генерації. В результаті дослідження побудовано аналітичне представлення умов оптимальності складу енергосистеми, тобто встановлених потужностей, при різній конфігурації генерувального та допоміжного обладнання. Виявлено наявність оптимальних значень для пропорції сонячної та вітрової генерації, резервного генератора, залежності небалансу від акумулювання енергії. Результати можна представити через математичні очікування та дисперсії досліджуваних випадкових величин. Отримані залежності мають узагальнювальний характер, а точні рішення для конкретних енергосистем можливі лише в окремих випадках, коли відомі характер розподілу випадкових процесів генерації та споживання енергії. Для цього необхідне попереднє вивчення джерел енергії, з урахуванням кліматичних особливостей та вимог до енергопостачання. Бібл. 22. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2022-04-13 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/324 10.36296/1819-8058.2022.1(68).17-26 Возобновляемая энергетика; № 1(68) (2022): Scientific and Applied Journal Vidnovliuvana energetyka; 17-26 Відновлювана енергетика; № 1(68) (2022): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 17-26 Vidnovluvana energetika ; No. 1(68) (2022): Scientific and Applied Journal Vidnovliuvana energetyka; 17-26 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2022.1(68) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/324/1%2868%29 Copyright (c) 2022 Vidnovliuvana Energetyka http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |