18 января 2023

Томский политех разработал метод, на 25% точнее предугадывающий вероятность потерь мощности в ветровых и солнечных энергосистемах

Ученые Томского политехнического университета разработали метод, который точнее и быстрее аналогов может определить вероятность потери мощности в ветроустановках третьего и четвертого типа и солнечных батареях. Для получения верного ответа ему необходимо провести в полтора раза меньше испытаний, а результаты при этом будут на 25 % точнее.

Результаты исследования ученых опубликованы в журнале Electrical Power & Energy Systems (IF: 5,659, Q1).

Вопрос оптимальной установки объектов возобновляемой энергогенерации относится к задачам перспективного планирования РФ. Для его решения необходимо проводить точную оценку распределения перетоков мощности в электроэнергетической системе для разных комбинаций графиков мощности нагрузки. Эта величина, которая показывает, насколько допустимо отклонение от нормы уровня напряжения в системе для ее надежной работы в нормальном режиме.

«Достоверность проверки этих данных зависит от методов исследования. Актуальные на сегодняшний день методы используют вероятностные характеристики параметров режима, в которых значения редкой повторяемости часто недостоверны. Это значит, что специалисты не могут предугадать, когда и где возможны неполадки в системе, например, рост потерь мощности или тока в линии. Чтобы получить точный ответ о возможности возникновения таких неполадок, необходимо проводить огромное количество испытаний: чем больше энергосистема, тем больше и количество испытаний. На это уходит много времени, а достоверность таких данных может быть сравнительно небольшой. Знание этих величин необходимо для оптимизации работы системы», — поясняет один из авторов метода, ассистент отделения электроэнергетики и электротехники ТПУ Юлий Бай.

Ученые ТПУ предложили универсальный метод для любых станций возобновляемой генерации. Политехники подготовили специальным образом плотности генерации и нагрузки энергосистемы в виде специальных значений (квантилей) и провели с ними ряд математических расчетов. Теоретической базой методики стали основные положения метода селекции границ входных и выходных данных, которые разработал доцент ТПУ Анатолий Васильевич Шмойлов.

"Мы провели испытания нашего метода на маленьких энергосистемах и сравнили результаты его работы с результатами работы аналитических методов. Оказалось, что они полностью совпадают. При масштабировании подхода метод также показал себя прекрасно. При этом разработанная нами методика на 25 % точнее при меньшем количестве математических операций", — добавляет Бай.

Ученые также установили минимальное количество испытаний, которое необходимо методу для выдачи результата: оно минимум в полтора раза меньше по сравнению с аналогами, а в зависимости от типа энергосистемы это количество может увеличиваться до двух, трех, десяти и больше.