Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высщего профессионального образования «волгоградский государственный аграрный университет» удк 536 Утверждаю № госрегистрации Ректор фгбоу впо волгау






НазваниеФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высщего профессионального образования «волгоградский государственный аграрный университет» удк 536 Утверждаю № госрегистрации Ректор фгбоу впо волгау
страница1/32
Дата публикации22.01.2015
Размер3.64 Mb.
ТипОтчет
e.120-bal.ru > Документы > Отчет
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   32


МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ И ОБРАЗОВАНИЯ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСЩЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

УДК 536 Утверждаю

№ госрегистрации Ректор ФГБОУ ВПО ВолГАУ

Инв № член-корр. РАСХН, профессор

____________А.С.Овчинников

«__»____________2013г.

О Т Ч Е Т

О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ

по теме:

«РАЗРАБОТАТЬ ИНФОРМАЦИОННО - ТЕХНИЧЕСКУЮ СИСТЕМУ ПО АНАЛИЗУ СОСТОЯНИЯ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ БАЗЫ ОБЪЕКТОВ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА ВОЛГОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ»
Проректор по научной работе ____________________ А.Н. Цепляев

подпись, дата
Руководитель темы _________________________ И.В. Юдаев

подпись, дата


Волгоград 2013

СПИСОК ИСПОЛНИТЕЛЕЙ
Ответственный исполнитель:

А.Н. Васильев, д.т.н., профессор, зам. директора по научной работе ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства» Россельхозакадемии

Исполнители темы:

А.Н. Тихомиров, к.т.н., с.н.с., зав. отделом прогнозирования электрификации, структуры энергетического баланса и энергосбережения в АПК ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства» Россельхозакадемии

Д.А. Будников, к.т.н., с.н.с. лаборатории АСУ ТП с.х. производства ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства» Россельхозакадемии

Д.А. Тихомиров к.т.н., с.н.с., зав. лабораторией автоматизированных систем отопления и вентиляции производственных объектов ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства» Россельхозакадемии

__________________________________________________________________

УДК 536

Ключевые слова: отчет, научно-исследовательская работа, топливно-энергетическая база, экономия энергоресурсов, снижение энергетических затрат

__________________________________________________________________
В авторской редакции

Компьютерная верстка И.В. Юдаев

Изд. Лиц. № от 2013. Сдано в набор 2013. Подписано в печать 2013

усл. печ.л. Тираж экз. Зак.

__________________________________________________________________

ИПК ФГБОУ ВПО Волгоградский ГАУ «Нива»

400002, Волгоград, пр. Университетский, 26

Реферат



Отчёт представлен на 269 стр. содержит 8 глав, список литературных источников, приложения.

Разработать информационно - техническую систему по анализу состояния топливно-энергетической базы объектов агропромышленного комплекса Волгоградской области
Научно-исследовательская и опытно-конструкторская работа по теме: «Разработать информационно - техническую систему по анализу состояния топливно-энергетической базы объектов агропромышленного комплекса Волгоградской области», выполнена в рамках государственного контракта № 11 от 22.04.2013г. на выполнение научно-исследовательской и опытно- конструкторской работы по теме: «Проведение научных исследований и разработка стратегии и проектов программ по комплексному развитию сельских территорий Волгоградской области и эффективному функционированию агропромышленного комплекса в условиях ВТО».

В отчёте по выполненной работе представлен перечень нормативных документов принятых в РФ по энергосбережению. Объекты АПК рассмотрены как потребитель энергоресурсов, с кратким анализом данных по Волгоградской области. Рассмотрены составляющие топливно-энергетической базы промышленных предприятий – электрическая энергия, газ, ГСМ, возобновляемые источники энергии. Представлены рекомендуемые функциональные схемы информационно-технических систем по анализу энергоресурсов Волгоградской области.

Представленные методики позволяют оценить экономическую целесообразность применения отдельных составляющих топливно-энергетической базы информационно – технической системы. Предложена структура информационной базы, на основе которой должна разрабатываться ИТС топливно-энергетической базы Волгоградской области.

Представлен комплекс мероприятий по снижению энергетических затрат на производство, переработку и хранение с.х. продукции.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Реферат 3

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ 14

2. ПРАВОВЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ 15

3. ОБЪЕКТЫ АПК, КАК ПОТРЕБИТЕЛЬ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ 18

3.1. Особенности энергопотребления сельского хозяйства 18

3.2. Нормы потребления электроэнергии в с/х производстве 19

3.3. Анализ статистических данных Волгоградской области 21

4. СОСТАВЛЯЮЩИЕ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ БАЗЫ 27

АГРОПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ 27

4.1. Электрическая энергия 27

4.2. Газопровод 27

4.3. Бензин, дизельное топливо, прочие ГСМ 30

4.4. Возможные альтернативные составляющие топливно-энергетической базы 30

4.4.1. Энергия ветра 37

4.4.2. Гидроэнергия 43

4.4.3. Солнечная энергия 45

4.4.4. Геотермальная энергия 50

4.4.5. Энергия биомассы 51

4.5. Принципы комбинированного использования возобновляемых источников энергии 53

4.6. Структурная блок-схема комбинированной системы автономного электроснабжения на основе возобновляемых источников энергии 56

Краткое описание используемых установок. Фотоэлектрическая установка состоит из фотоэлектрических модулей на основе монокристаллического кремния, позволяющих реализовать широкий диапазон выходных мощностей и напряжений. Приемная площадка установки представляет оптимально ориентированную, неподвижную, наклоненную поверхность. 56

Ветроэлектрическая установка вертикально-осевого типа с синхронным генератором на постоянных магнитах была выбрана исходя из большей экологической безопасности. В устраивающем нас диапазоне мощностей на рынке имеется уже достаточное количество установок подобного типа. 56

МикроГЭС рукавного типа с активной турбиной Банки с асинхронным генератором и конденсаторной системой возбуждения. Для данной мощности такая установка является наиболее экономичной, она проста в конструкции, маневренна и имеет относительно высокий КПД, поскольку обратное движение лопастей осуществляется в воздушной среде, а не в воде. 56

Еще один перспективный вид ВИЭ, который был предварительно выбран для рассмотрения – биомасса. На сегодняшний день установки на ее основе разработаны только для систем, характеризующихся большими мощностями. На рынке нет компактных установок подобного рода для электроснабжения потребителей небольшой мощности. Важным качеством этого вида установок является управляемость, позволяющая обеспечить гарантированность электроснабжения потребителя. В перспективе, используя этот вид источника энергии в составе комбинированных систем электроснабжения, возможно без особых усилий обеспечить гарантированность электроснабжения потребителя. Причем само сырье (биотопливо), обеспечивающее функционирование таких установок, будет использоваться лишь при необходимости – при недостаточном поступлении энергии от других (неуправляемых) генераторов на основе ВИЭ. 56

Для аккумулирования энергии в периоды избыточного ее поступления от первичных источников (установок ВИЭ) и выработки в периоды дефицита выбраны следующие накопители энергии: АБ и суперконденсаторы (высоковольтная батарея суперконденсаторов). Суперконденсаторы выступают в качестве буфера, предназначенного для кратковременного демпфирования электрической энергии, и элемента, характеризующего энергетический баланс в системе, а АБ используются при длительном дефиците электрической энергии. Учитывая относительно высокую стоимость на сегодняшний день, суперконденсаторы были заменены на обычные электролитические конденсаторы, обеспечивающие в основном функцию элемента, характеризующего энергетический баланс в системе. 56

В качестве АБ используются герметичные свинцо-кислотные необслуживаемые аккумуляторные батареи, т.к. они надежны, удобны и безопасны, а также характеризуются малой величиной саморазряда. Не уступают им, а по некоторым параметрам превосходят, литий-железо-фосфатные АБ. Однако в связи с необходимостью их заказа и длительностью поставки, на данной стадии выбор был сделан в пользу свинцово-кислотных АБ. 57

В качестве элементов силовой электроники, осуществляющих объединение электрического оборудования в единую систему электроснабжения, используются AC-DC преобразователи, построенные по мостовой схеме, повышающие и понижающие импульсные преобразователи и инвертор, построенный на мостовом ШИП. AC-DC преобразователи, построенные по мостовой схеме, обладают высоким КПД, а также наименьшими пульсациями напряжения на выходе. Повышающие импульсные преобразователи подключаются к каждому из генерирующих модулей (ФЭУ, ВЭУ, микроГЭС). В случае с ВЭУ и микроГЭС они подсоединяются через выпрямитель, к ФЭУ – напрямую. Эти конверторы работают совместно на одну общую нагрузку, представляя многотакный преобразователь, и выполняют две функции: 57

Для качественного и надежного функционирования КСАЭ разработка АСУК осуществляется с централизованным принципом управления на цифровой программируемой технике. 57

На основе принятых решений по составу используемого оборудования КСАЭ-ВИЭ и его типу разработана ее структурная блок-схема (рисунок 2.1), наглядно представляющая общую структуру и состав системы, определяющая ее функциональные части, их назначения, взаимосвязи. Предусмотрены две конфигурации КСАЭ-ВИЭ определяемые характером использования системы. 57

Первый вариант конфигурации КСАЭ-ВИЭ, предусматривающий питание нагрузки потребителя непосредственно от инвертора, используется в случае если нагрузка системы может иметь параллельное подключение к автономной электрической сети, образованной другими источниками. 57

Второй вариант конфигурации, предусматривающий питание нагрузки потребителя параллельно от микроГЭС и инвертора, используется в случае если система электроснабжения работает исключительно на нагрузку потребителя (рабочий тракт от микроГЭС на блок-схеме показан пунктиром). В таком случае, разумеется, возможно применение и первого варианта. При выборе необходимо учитывать, что второй вариант характеризует отсутствие потерь на преобразование той части энергии микроГЭС, которая потребляется нагрузкой напрямую, однако усложняет систему управления и снижает надежность. 57

Структурная блок-схема состоит из следующих блоков: ФЭУ; ВЭУ; микроГЭС; АБ; силовой коммутатор (СК); согласующие устройства; ЗРУ; балластное устройство (БУ); буфер; инвертор; нагрузка переменного тока (потребитель); АСУК [81]. 58

Исходя из функциональных особенностей элементов, они условно объединены в четыре группы: блоки генерации энергии, преобразовательно-распределительные блоки, потребитель и автоматическая система управления и контроля. 58

К блокам генерации относятся: ФЭУ, ВЭУ, микроГЭС и АБ. Таким образом, имеется два неуправляемых первичных преобразователя (ФЭУ и ВЭУ); один «квази-управляемый» (микроГЭС) и один управляемый источник (АБ), обеспечивающий бесперебойное электропитание потребителя. 58

Преобразовательно-распределительные блоки – это элементы силовой электроники, взаимосвязанные «микросетью» постоянного тока, выполняющие функции преобразования, распределения и регулирования электрической энергии. 58

Принцип функционирования системы. 58

Первичные потоки энергии возобновляемых источников преобразуются в электрическую энергию. 58

В совокупности согласующие устройства образуют многотактный импульсный преобразователь (МИП), осуществляющий функцию суммирования энергии от энергоустановок на основе ВИЭ. 59

Выводы согласующих устройств, ЗРУ, БУ и инвертора подключены к буферу (батареи суперконденсаторов или электрических конденсаторов), в котором происходит накопление энергии. Затем она передается инвертору, зарядно-разрядному устройству для накопления энергии и балластному устройству в случае избытка электрической энергии. Буфер – это звено, которое осуществляет баланс между потреблением и выработкой электрической энергии. Основным параметром, характеризующим баланс, является напряжение буфера. Если оно выше установленного значения, то подается команда на отвод лишней энергии, которая, в первую очередь, начинает накапливаться в АБ, а при полной зарядке АБ   потребляться балластной нагрузкой. Если напряжение на буфере ниже установленного значения, что означает превышение величины потребления энергии над выработкой, подается команда на закачку дополнительной энергии в буфер от АБ. Количество подводимой или отбираемой от буфера электроэнергии, позволяет сохранять напряжение буфера в рамках нормированного. 59

Инвертор обеспечивает потребителя электрической энергией в требуемом количестве и надлежащего качества. При работе системы параллельно с другой сетью, он функционирует синхронно с ней. 61

Работоспособность и контроль всех элементов КСАЭ-ВИЭ как в отдельности, так и в целом осуществляет автоматическая система управления и контроля. 61

Силовой коммутатор осуществляет электрическое переключение микроГЭС от согласующего устройства на нагрузку и наоборот по необходимости, определяемой алгоритмами АСУК системы. 61

В случае построения системы электроснабжения согласно второму варианту конфигурации соединенное с микроГЭС согласующее устройство и инвертор работают взаимосвязано (пунктирная линия). Если мощности, генерируемой микроГЭС, достаточно для осуществления электроснабжения потребителя, согласующее устройство осуществляет функцию балласта. Оно отбирает от генератора возникающий избыток и стабилизирует тем самым выходные параметры на нагрузке без искажения синусоиды, поскольку отбор избытка мощности осуществляется по алгоритму коррекции коэффициента мощности. В противном случае инвертор, подключенный параллельно, восполняет недостаток энергии, стабилизируя параметры на нагрузке. 61

Рассмотренная блок-схема позволила не только предметно представить КСАЭ-ВИЭ, но и перейти к непосредственной реализации системы. Отличительной особенностью такого построения КСАЭ-ВИЭ является повышение напряжения до входного уровня ШИП (инвертора) непосредственно от первичных преобразователей энергии. Работа на повышенном напряжении позволяет повысить общий КПД системы, снизив токовые потери. Кроме того, отдельное зарядно-разрядное устройство с многостадийной (многоступенчатой) зарядкой обеспечивает правильную зарядку АБ и постоянный контроль ее состояния, что повышает срок ее эксплуатации. Стоит также отметить, что принятая система построения КСАЭ-ВИЭ позволяет применить в будущем при экономической доступности суперконденсаторов идею разделения системы накопления, так как она позволяет оптимально использовать качества накопителей: способность суперконденсатора выдерживать большое количество циклов заряда-разряда и АБ длительно хранить электрическую энергию. Наличие такого силового буфера позволит увеличить срок службы АБ за счет сокращения количества зарядно-разрядных циклов. 61

4.7. Анализ статистических данных по использованию энергоресурсов по основным видам экономической деятельности 61

Анализ данных расхода электроэнергии предприятиями Волгоградской области показывает (табл. 4.8, 4.9), что после кризиса 2008 г. идёт медленное, но стабильное увеличение потребление энергии. В этой ситуации необходимо обратить внимание на структуру вводимых в эксплуатацию источников энергии. 61

Таблица 4.10. – Фактический расход электроэнергии на производство отдельных видов продукции (работ, услуг) (миллионов киловатт-часов) 62

Таблица 4.11. – Фактический расход теплоэнергии на производство отдельных видов продукции (работ, услуг) (тысяч гигакалорий) 63

Таблица 4.12. – Фактический расход топлива на производство отдельных видов продукции (работ, услуг) (тысяч тонн условного топлива) 63

- при разработке предложений по внедрению энергосберегающих технологий необходимо учитывать как потребности энергоёмкого производства, так и варианты развития фермерских хозяйств и частного подворья. В этом случае может быть эффективно развитие децентрализованных систем энергообеспечения. 65

5. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ И ПЕРЕЧЕНЬ НЕОБХОДИМЫХ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ 70

5.1. Функциональные схемы 70

5.1.1. Функциональная схема информационно-технической системы на уровне предприятия 70

5.1.2. Функциональная схема информационно-технической системы на уровне муниципального образования 71

5.1.3. Функциональная схема информационно-технической системы на уровне области 73

5.2. Перечень необходимых исходных данных 74

5.2.1. Уровень хозяйства 74

5.2.2. Уровень муниципального образования 77

5.2.3. Уровень области 78

5.3. Справочные, нормативные данные 80

6. МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ 82

ПРИМЕНЕНИЯ ОТДЕЛЬНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ 82

ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ БАЗЫ ИТС 82

6.1. Экономическое обоснование применения альтернативных источников при производстве электроэнергии 82

6.2. Выбор экономического варианта по минимуму приведенных затрат 86

6.3. Основы метода расчета экономической эффективности техники по критерию "удельной прибыли" 87

6.4. Методики определения технико-экономических характеристик применения конкретного вида энергии 89

6.4.1. Методика определения технико-экономических характеристик автономных ветроэлектростанций 89

6.4.2 Технико-экономические характеристики автономных микрогидроэлектростанций 93

6.4.3 Технико-экономические характеристики автономных электростанций, использующих биотопливо 97

6.5. Определение рационального сочетания традиционных и возобновляемых источников в системе энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей 100

6.5.1 Принципы исследования рационального сочетания потребляемых энергоресурсов в системе энергоснабжения 101

6.5.2. Разработка системы комплексного энергоснабжения с использованием возобновляемых источников 104

6.5.3. Условия определения рационального сочетания потребляемых энергоресурсов в системе комплексного энергоснабжения 109

6.6. Показатели использования возобновляемых источников в системе комплексного энергоснабжения 111

6.6.1. Показатели использования ВИЭ в энергообеспечении потребителей 111

6.6.2. Показатель доли замещаемой энергии от ВИЭ 113

6.6.3. Методы оценки условий энергообеспечения и замещения потребной энергии от ВИЭ 116

6.6.4. Методика определения оптимального состава и параметров комбинированной системы автономного электроснабжения на основе возобновляемых источников энергии 122

Особенности оптимизационной задачи. Одной из задач работы является определение оптимального состава и параметров КСАЭ-ВИЭ с учетом реальных климатических условий эксплуатации, характеристик используемого оборудования, а также особенностей потребителя, включая ожидаемые переменные графики потребления энергии. 122

Критерием оптимальности является минимум затрат на электроснабжение потребителя. 122

Определяемыми параметрами являются оптимальные мощности генерирующих модулей на основе ВИЭ и емкости аккумуляторных батарей. Использование того или иного генерирующего модуля определяет состав КСАЭ-ВИЭ. 122

Условием обеспечения гарантированного электроснабжения потребителя является соблюдение энергетического баланса между выработкой и потреблением в течение всего срока эксплуатации. Необходимо отметить, что для ВИЭ характерны такие свойства, как прерывистость и периодичность, и, в тоже время, малая изменчивость величины энергоресурсов из года в год. Поэтому при решении уравнения энергетического баланса необходимо рассматривать период равный одному году . Тогда выражение энергетического баланса запишется следующим образом [81]: 122

(6.91) 122

– объем электрической энергии, определяемый потерями в k-ом элементе системы электроснабжения, за год, кВт·ч. 122

В целом энергоресурсы некоторых ВИЭ относительно постоянны и хорошо прогнозируются только за длительные периоды времени равные месяцу или году. При этом необходимо отметить, что потоки энергии этих источников за месяц относительно постоянны из года в год только для определенного месяца, а от одного календарного месяца к другому значения этих ресурсов не постоянны и изменяются в значительных пределах. Прогнозирование на более короткие периоды времени затруднительно, так как приход энергии солнца и ветра зависит от множества факторов. Приход солнечной радиации описывается функцией от времени, состоящей из детерминированной (день-ночь, месяц, год, определяемой геометрией Земля-Солнце) и случайной (климат, метеорология) составляющих. Ветровой поток описывается случайной функцией. Для третьего возобновляемого источника, используемого в комбинированной системе – малого водотока – значение энергоресурсов относительно постоянно за все интервалы времени, и возможны, в основном, сезонные изменения. 122

Потребитель характеризуется неравномерным потреблением электрической энергии за короткие интервалы времени – сутки, и относительно постоянным потреблением за длительные – месяц, год. 123

В этой связи такие установки требуют использования накопителей энергии, осуществляющих компенсацию (распределение) энергии в связи с неравенством потребления и генерации путем аккумулирования энергии в периоды ее избытка и выдачи ее в моменты дефицита. Поскольку аккумуляторные батареи способны в течение длительного срока хранить электрическую энергию (месяцы), они могут применяться и для сезонного выравнивания выработки и потребления. 123

Таким образом, при определении мощности генерирующих устройств на основе ВИЭ, достаточных для обеспечения электроснабжения потребителя, необходимо рассматривать выполнение энергетического баланса с учетом использования АБ на среднегодовой, среднемесячный и среднечасовой периоды. Однако если при электроснабжении используется управляемый источник (биотопливная установка, ДГУ, БГУ) или имеется подключение к электрической сети, то АБ выбираются по-другому принципу и при оптимизации не рассматриваются. Их главная цель в этом случае – обеспечить электрической энергией потребителя в моменты времени малой нагрузки. Однако их следует учитывать в дальнейшем при проверке (моделировании) работы системы. 123

При этом, решая задачу оптимизации, целесообразно не учитывать элементы компенсации (биотопливную установку, ДГУ, БГУ, сеть), поскольку произведенная ими энергия, пусть и в разной степени, но не экологична. Более того, для ее получения они затрачивают топливо. Топливо, как элемент долго хранящийся и не претерпевающий изменений (нет потерь), рациональнее использовать для компенсации неравномерностей приходящей энергии от нестабильных ВИ. 123

Постановка оптимизационной задачи. Искомые переменные – мощности энергоустановок на основе ВИЭ и емкость накопителя в одном случае, а также мощности энергоустановок в другом (когда компенсация осуществляется не только за счет АБ), которые принимают определенные значения, согласно их типоразмерному ряду. 123

Таким образом, в оптимизационной задаче имеется n искомых переменных xi (i=1,2…n). Дискретные значения каждой переменной xi заданы согласно типоразмерному ряду используемого оборудования. В оптимальное решение должно войти λ переменных (λ
При определении удельной стоимости АБ, необходимо учитывать количество их замен в процессе эксплуатации системы в связи с ограниченным количеством зарядно-разрядных циклов: 124

В таком случае удельная стоимость АБ, определяемая за весь срок эксплуатации КСАЭ-ВИЭ, может быть найдена как: 124

(6.95) 124

К этой системе добавляются ограничения вида: 124

Следует отметить, что коэффициент использования энергии АБ соответствует коэффициенту разряда АБ и не может быть больше коэффициента глубины разряда (принимаемого в расчетах равным 0,6), поскольку в таком случае за время ч АБ разрядиться более чем, принятая глубина разряда. 125

Общее количество ограничений, исходя из i=24 и j=12 равно 12·24=288. 125

Отметим, что при решении задачи оптимизации, когда в качестве дополнительного элемента компенсации применяется управляемый источник или сеть, учитываются более «грубые» ограничения   уравнения энергетического баланса, составленные для среднего месяца года. В итоге общее количество ограничений в этом случае, исходя из i=1 и j=12, равно 12·1=12. 125

(6.100) 126

Граничные условия не записываются, поскольку возможные значения дискретных переменных являются заданными, а значения дискретных переменных могут быть только 0 или 1. 126

При такой формализации задачи оптимизации нельзя утверждать о точности полученных результатов, поскольку не учитываются некоторые факторы. Во-первых, коэффициент глубины разряда (использования энергии) АБ зависит от требуемой энергии и определяет выдаваемую разрядную емкость АБ. Во-вторых, неточность представления АБ в выражении (6.98) как самостоятельного источника энергии необходимо учитывать введением дополнительного ограничения. Оно формирутся исходя из того, что АБ являются источником энергии, выработка которых непосредственно зависит от выработки генерирующих модулей на основе ВИЭ. Тогда среднегодовая выработка энергоустановками на основе ВИЭ должна превосходить требуемую среднегодовую нагрузку с учетом коэффициента потерь на компенсацию электрической энергии, т.е. потерь в АБ. Но при этом сложно точно оценить величину компенсируемой энергии. Таким образом, в связи с вышеизложенными факторами решение оптимизационной задачи классическими методами линейного программирования приводит к неточным результатам, поэтому принято решение определять оптимальный состав и параметры КСАЭ-ВИЭ методом последовательных итераций [81]. 126

Решение оптимизационной задачи. Расчетный метод заключается в пошаговой проверке уравнений энергетического баланса, созданных для среднего суточного часа каждого календарного месяца всего расчетного периода (6.98) с учетом накопления (–) и генерации (+) энергии АБ: 126

Найденные таким образом параметры элементов КСАЭ-ВИЭ являются обобщенными, поскольку в них используются средние значения, определяющие выражения являются упрощенными, а некоторые зависимости и вовсе не учитываются, поскольку из-за изменчивости во времени их очень сложно выразить простыми средствами. Поэтому после их определения целесообразно провести моделирование работы КСАЭ-ВИЭ в течение всего расчетного периода: проанализировать ее функционирование; проверить оптимальные параметры; внести корректировки. Более того, для решения задачи оптимизации требуются коэффициенты использования энергоустановок, характеризующие климатические условия выбранной местности, а также характеристики используемого оборудования, которые моделирование позволяет наиболее точно определить. 127

Таким образом, общая методика определения оптимального состава и параметров КСАЭ-ВИЭ выглядит следующим образом: 127

1. С помощью компьютерной математической модели определяются коэффициенты использования энергоустановок за интервал времени, равный среднесуточному часу каждого календарного месяца расчетного периода (года); 127

2. Расчетным методом определяется предварительный оптимальный состав и параметры КСАЭ-ВИЭ; 127

3. С помощью математической модели системы данные проверяются и, при необходимости, корректируются. В случае, если моделирование ведется для КСАЭ-ВИЭ, использующей в качестве элемента компенсации также биотопливную установку, ДГУ, БГУ или сеть, определяется степень участия (доля покрытия нагрузки) данного компенсируемого элемента в обеспечении электроснабжения потребителя. 127

Достоинством метода является то, что он позволяет распределить оптимальные варианты в порядке возрастания их стоимости. Это позволяет в дальнейшем при отрицательном результате проверки предварительных оптимизационных данных сразу же переходить к следующему варианту. 127

На практике решение оптимизационной задачи согласно представленной методике было реализовано с помощью специальных программных средств – системы компьютерной математики (СКМ) MATLAB с ее пакетом визуального блочного имитационного моделирования Simulink, для чего средствами MATLAB-Simulink создан специализированный программный комплекс, определяющий оптимальный состав и параметры КСАЭ-ВИЭ. В дальнейшем, данный комплекс может быть согласован с базой оценки объектов АПК. 127

7. ИНФОРМАЦИОННАЯ БАЗА 129

8. МЕРОПРИЯТИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ 133

ЗАТРАТ НА ПРОИЗВОДСТВО, ПЕРЕРАБОТКУ И ХРАНЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ 133

8.1. Направления энергосбережения 133

8.1.1. Экономия электрической энергии: 134

8.1.2. Экономия тепла 136

8.1.3. Экономия газа 137

8.1.4. Экономия моторного топлива 137

8.2. Энергосбережение в растениеводстве 138

8.2.1. Основные принципы энергосберегающего растениеводства 138

8.2.2. Малоэнергоемкие приемы обработки почвы 139

8.2.3. Малоэнергоемкие технологии при возделывании и уборке сельскохозяйственных культур 143

8.2.4. Малоэнергоемкие технологии процессов посева, внесения удобрений и применения ядохимикатов 145

8.2.5. Малоэнергоемкие технологии при уборке, доработке и хранении урожая 147

8.3. Энергосберегающие технологии в животноводстве 151

8.3.1. Энергообеспеченность животноводческой отрасли 151

8.3.2. Энергосбережение в кормопроизводстве 152

8.3.3. Энергоресурсосберегающие технологии заготовки кормов. 153

8.3.4. Энергосберегающие приемы содержания КРС 154

8.3.5. Снижение энергоемкости процесса доения коров и первичной обработки молока 155

8.4. Энергосбережение при использовании машино-тракторного парка 156

8.4.1. Транспортировка, хранение топлива и заправка машин 156

8.4.2. Энергосбережение путем совершенствования технической эксплуатации машино-тракторного парка 161

8.4.3. Использование транспорта в сельскохозяйственном 163

производстве 163

8.5. Основные принципы электросбережения в сельском хозяйстве 165

8.5.1. Пути экономии электроэнергии при эксплуатации электрооборудования в растениеводстве 165

8.5.2. Пути экономии электроэнергии при эксплуатации электрооборудования в животноводстве 167

8.5.3. Пути экономии электроэнергии при эксплуатации оборудования подсобных предприятий 169

8.6. Энергосбережение в зданиях и сооружениях 173

8.6.1. Бытовое энергосбережение 173

8.6.2. Структура расхода тепловой и электрической энергии зданиями 173

8.6.3. Тепловая изоляция зданий и сооружений 175

8.6.4. Совершенствование теплоснабжения. Тепловая изоляция трубопроводов. 176

8.6.5. Изоляционные характеристики остекления и стеклопакеты 177

Литература 178

82. Симакин В.В., Смирнов А.В., Тихонов А.В., Тюхов И.И. Современные системы автономного электроснабжения с использованием возобновляемых источников энергии // Энергетик. 2013. № 3. С. 22-26. 183

Приложение 1 – Ресурсы возобновляемых источников Волгоградской области 187
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   32

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высщего профессионального образования «волгоградский государственный аграрный университет» удк 536 Утверждаю № госрегистрации Ректор фгбоу впо волгау iconФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение...
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высщего профессионального образования «волгоградский государственный аграрный университет» удк 536 Утверждаю № госрегистрации Ректор фгбоу впо волгау iconОтчет о научно-исследовательской работе по теме: «программный продукт...
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «волгоградский государственный...

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высщего профессионального образования «волгоградский государственный аграрный университет» удк 536 Утверждаю № госрегистрации Ректор фгбоу впо волгау iconФгбоу впо ргупс утверждаю
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высщего профессионального образования «волгоградский государственный аграрный университет» удк 536 Утверждаю № госрегистрации Ректор фгбоу впо волгау iconФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение...
Федеральных государственных требований к структуре основной профессиональной образовательной программы послевузовского профессионального...

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высщего профессионального образования «волгоградский государственный аграрный университет» удк 536 Утверждаю № госрегистрации Ректор фгбоу впо волгау iconФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение...
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высщего профессионального образования «волгоградский государственный аграрный университет» удк 536 Утверждаю № госрегистрации Ректор фгбоу впо волгау iconГорский государственный аграрный университет
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высщего профессионального образования «волгоградский государственный аграрный университет» удк 536 Утверждаю № госрегистрации Ректор фгбоу впо волгау iconФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение...
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высщего профессионального образования «волгоградский государственный аграрный университет» удк 536 Утверждаю № госрегистрации Ректор фгбоу впо волгау iconС указанием структурного подразделения
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Башкирский государственный...

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высщего профессионального образования «волгоградский государственный аграрный университет» удк 536 Утверждаю № госрегистрации Ректор фгбоу впо волгау iconКрасноярский государственный аграрный университет ачинский филиал информационное письмо
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высщего профессионального образования «волгоградский государственный аграрный университет» удк 536 Утверждаю № госрегистрации Ректор фгбоу впо волгау iconТюменский государственный университет «утверждаю»: Проректор по учебной работе
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования






При копировании материала укажите ссылку © 2016
контакты
e.120-bal.ru
..На главную