Ученые ТПУ разработали универсальный алгоритм для определения оптимального места размещения объектов возобновляемой генерации и водородных накопителей энергии. Разработка, в отличие от аналогов, позволяет получить полное представление о режиме работы энергосистемы, а также в отсутствие вариативности конечного решения выводить рекомендуемое место установки объекта на основе возобновляемых источников энергии и его мощность, соответствующие глобальному минимуму целевой функции.

Результаты исследования опубликованы в журнале International Journal of Hydrogen Energy (IF: 5,816, Q1).

Для решения оптимизационной задачи определения места подключения к сети и мощности объекта возобновляемой генерации необходимо сформировать целевую функцию и задать ограничительные условия, где важным критерием является индикатор потерь мощности. Это количество энергии, которое затрачивается для передачи электроэнергии от заказчика до потребителя. Поэтому стоит задача поиска оптимального места размещения электростанции.

«Широко используемые алгоритмы определения места расположения энергетической станции в основном основаны на метаэвристических методах. Их недостаток заключается в вероятности зацикливания системы в точках локального оптимума, что не дает сделать точный расчет. Мы при разработке алгоритма применили итерационный метод, который перебирает все возможные варианты для определения глобального оптимума», — рассказывает соавтор статьи, студентка магистратуры Инженерной школы энергетики Яна Малькова.

Предложенный учеными ТПУ алгоритм универсальный и может применяться при осуществлении предпроектных работ по развитию электросетевого комплекса, в частности для любой схемы энергорайона при планировании нового ввода объекта на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ).

«Акцент в исследовании был сделан на объекты ВИЭ, поскольку в настоящее время перед современным топливно-энергетическим комплексом стоит задача достижения углеродной нейтральности, а в электроэнергетике одной из мер по сокращению углеродного следа является частичный переход от традиционной генерации в пользу возобновляемой (солнце, ветер и др.). Однако объектам ВИЭ присущ нестабильный характер выработки электроэнергии, ввиду чего зачастую их устанавливают совместно с накопителями энергии», — добавляет Яна Малькова.

В качестве оптимального накопителя энергии, вырабатываемой ВИЭ, по мнению ученых, может выступить водород.

«На сегодняшний день в мире наблюдается тенденция роста всеобщего интереса к водородной энергетике. Она позволяет хранить значительный объем энергии в течение длительного промежутка времени, а водородные накопители энергии обеспечивают постоянство выработки электроэнергии объектами ВИЭ. Так, в случае «избыточной» генерации ВИЭ (в дневное время) водородные накопители накапливают энергию, а при дефиците генерируемой мощности (в вечернее время) они выдают запасенную энергию в сеть», — поясняет молодая ученая.

В перспективе ученые планируют продолжить работу в этом направлении и усовершенствовать расчетную часть алгоритма.