Оптимизация энергопотребления предприятия с локальными генераторами и накопителями энергии

Автор(ы): Марьясин О.Ю., Плохотнюк А.Н.

Выпуск: 106

Рубрика: Управление в социально-экономических системах

Год: 2023

Библиография: Марьясин О.Ю., Плохотнюк А.Н. Оптимизация энергопотребления предприятия с локальными генераторами и накопителями энергии // Управление большими системами. Выпуск 106. М.: ИПУ РАН, 2023. С.184-217. DOI: https://doi.org/10.25728/ubs.2023.106.7

Дата опубликования: 30.11.2023

Ключевые слова: оптимизация энергопотребления, оптимальное планирование энергопотребления, возобновляемые источники энергии, micro smart grid, линейное программирование

Аннотация: В работе рассмотрена проблема оптимизации энергопотребления предприятия, использующего для энергоснабжения не только центральную энергосистему, но и локальные генераторы и накопители энергии. Для решения этой проблемы в работе предложен эвристический алгоритм оптимального планирования энергопотребления предприятия, включающий решение задачи линейного программирования. Для уменьшения риска существенного расхождения планового и фактического профилей энергопотребления в работе предлагается использовать алгоритм оптимального планирования энергопотребления со сдвигающимся шагом. Особенностью задачи оптимального планирования энергопотребления предприятия, решаемой в данной работе, является использование дополнительных условий, выполнение которых при достаточной мощности локальных генераторов и накопителей энергии приводит к сглаживанию оптимального профиля энергопотребления предприятия. Это облегчает реализацию такого профиля энергопотребления предприятия, так как не требует резкого изменения рабочих режимов, перенастройки оборудования и изменения интенсивности работы персонала предприятия. Предложенный авторами эвристический алгоритм позволяет реализовать выполнение дополнительных условий и при этом избежать сведения задачи оптимального планирования энергопотребления предприятия к задаче линейно-целочисленной оптимизации. В работе выполнена реализация примера оптимизации энергопотребления небольшого предприятия, на территории которого расположены два потребителя электроэнергии и различные локальные генераторы и накопители энергии.

Author(s): Maryasin O., Plohotnyuk A.

Article title: Energy consumption optimization of enterprise with local generators and energy storage devices

Issue: 106

Year: 2023

Keywords: energy consumption optimization, optimal energy consumption scheduling, renewable energy sources, micro smart grid, linear programming

Abstract: This paper considers the energy consumption optimization for an enterprise using both the centralized power grid, local generators and energy storage systems. To solve this problem, the authors suggest a heuristic algorithm for the energy consumption optimization of an enterprise, including the solution of a linear programming problem. To reduce the risks of significant discrepancies between the scheduled and actual power consumption profiles, one can use the optimal energy consumption scheduling algorithm with a moving scheduling horizon. The optimal energy consumption scheduling problem solved in this paper has additional restrictions that can result in the smoothing of the optimal power consumption profile of the enterprise, provided the power of local generators and storage devices is enough. This facilitates the implementation of such energy consumption profile of the enterprise, since it does not require a sharp change in operating modes, reconfiguration of equipment and changes in the intensity of work of enterprise personnel. The heuristic algorithm proposed by the authors makes it possible to implement additional conditions, and, at the same time, avoid reducing the optimal energy consumption scheduling problem of the enterprise to a linear-integer optimization problem. This article provides an example of energy consumption optimization for a small enterprise featuring two power consumers, as well as various local generators and power storage devices.