CC BY
21
13. Shabalov, P. G., Galkin, E. F. (2005). Aviatsionnyiy elektroprivod. Samara: SGAU, 52.
14. Ozyurt, C. H. (2005). Parameter and Speed Estimation of Induction Motors from Manufacturers Data and Measurements. Middle East Technical University, 33-34.
15. Bakulin, A. S. Kudrinskaya, K. I., Kui, P. A., Mo-sin, E. T., Pronin, V. A., Fedorov, E. A. (1979). Sooruzheniya, ustro-ystva i podvizhnyiy sostav metropolitena. Moscow: Transport, 239.
16. Markovich, I. M. (1963). Rezhimyi energeticheskih sistem. Moscow: Gosenergoizdat, 360.
17. Upravlenie po ogranicheniyam. Available at: http://www.businesstuning.ru/op/219-upravlenie-po-ograniche-niyam.html
18. Shvets, P. S., Monova, D. A., Bondarenko, V. V., Oborotova, E. A. (2016). Multi-objective optimization of the objects with coupled parameters using the sliding window method. ScienceRise, 4/2 (21), 31-36. doi: 10.15587/23138416.2016.67616
19. Aleksandrov, V. F., Ezerskiy, V. G., Zaharov, O. G., Malyishev, V. S. (2007). Chastotnaya razgruzka v energosiste-mah. Moscow: NTF «Energoprogress», 76.
20. Stanovskiy, O. L., Shvets, P. S., Toropenko, A. V., Bondarenko, V. V., Stanovskiy, A. O., Abu Shena, O., Kras-nozhon, O. M. (2015). Optimizatsiya zvyaznosti el ementiv v zadachah avtomatizovanogo proektuvannya system. Visnyk NTU «HPI», 49 (1158), 170-175.
Дата надходження рукопису 18.08.2016
Становский Александр Леонидович, доктор технических наук, профессор, кафедра нефтегазового и химического машиностроения, Одесский национальный политехнический университет, пр. Шевченко, 1, г. Одесса, Украина, 65044 E-mail: stanovsky@mail.ru
Швец Павел Степанович, кандидат технических наук, доцент, кафедра электроснабжения и энергетического менеджмента, Одесский национальный политехнический университет, пр. Шевченко, 1, г. Одесса, Украина, 65044 E-mail: pshvets@mail.ru
Бондаренко Виктор Владимирович, старший преподаватель, кафедра электроснабжения и энергетического менеджмента, Одесский национальный политехнический университет, пр. Шевченко, 1, г. Одесса, Украина, 65044 E-mail: snow_dog@ukr.net
Торопенко Алексей Викторович, кафедра нефтегазового и химического машиностроения, Одесский национальный политехнический университет, пр. Шевченко, 1, г. Одесса, Украина, 65044 E-mail: toropenko84@mail.ru
УДК 621.311.1 : 620.92
DOI: 10.15587/2313-8416.2016.77950
АНАЛ1З ФУНКЦ1ОНУВАННЯ 1НТЕГРОВАНИХ ЕНЕРГОПОСТАЧАЛЬНИХ СИСТЕМ З ЕНЕРГЕТИЧНИМИ ХАБАМИ
© Ю. А. Веремшчук, I. В. Притискач, О. С. Ярмолюк, В. П. Опришко
Проведено аналгз особливостей функцюнування iнтегрованих ттелектуальних енергопостачальних систем, як передбачають iнтеграцiю самооргатзуючих систем електро- та теплопостачання. Розгля-нуто можливiсть використання моделi енергетичних хабiв, яК поеднують рiзнорiднi джерела генерацИ тепловог та електричног енергИ для забезпечення попиту споживачiв на енергоресурси. Виконано оцтку доцiльностi впровадження енергетичних хабiв в умовах взаемодП локальних енергетичних систем Украши на ргзних рiвнях органгзацтног структури енергетики у процесi лiбералiзацii ринку енергИ Ключовi слова: iнтегрованi iнтелектуальнi енергопостачальнi системи, розосереджена генерацiя, монторинг, активний споживач, енергетичний хаб
The analysis of the operation properties of integrated intelligent energy supply systems that provide integration of self-organizing systems of electricity and heat consumption is conducted. Possibility of using energy hub models that combine disparate generate sources of heat and electricity energy for the consumers' demand for energy is considered. The feasibility estimation of implementing energy hubs in terms of interaction of local energy systems in Ukraine at different levels of the organizational structure of the energetics in the energy market liberalization is made
Keywords: integrated intelligent energy supply systems, dispersed generation, monitoring, active consumer, energy hub
1. Вступ
Сучасш вимоги до штегрованих штелектуаль-них енергопостачальних систем (ПЕС) визначаються засадами Smart Grid та передбачають, перш за все досягнення задано! надшносп й економ1чност1 !х функцюнування, що обумовлеш, зокрема, станом основного обладнання енергосистем, та активно! по-ведшки споживача [1-4]. Разом 1з тим при створенш та управлшш 11ЕС, юнуе необхщшсть оцшювання вщповвдносп показник1в процесу енергозабезпечення та вплив суб'екпв енергетики на функцюнування 11ЕС у процес впровадження положень концепци Smart Grid 1з врахуванням активно! поведшки спожи-вача щодо керування енергоспоживанням.
Отримання вичерпно! шформацп, що потр1бно для створення та функцюнування 11ЕС, яка для про-цеав енергопостачання дасть можливють формувати управлшсьш ршення й шструменти впливу, як1 не-обхщш для оптим1зац1! параметр1в енергозабезпечення споживач1в, у тому числ в енергосистемах 1з наявними джерелами розосереджено! генераци (РГ).
Широко в свт, наприклад у Сполучених штатах Америки (США), £вропейському Союз1 (£С), Японп, Швденнш Коре!, здшснюються науково-дослвдш роботи вщповщно до зазначено! тематики. Оч1куван1 результати дадуть змогу забезпечити ме-тодолопчний перехщ до нових структур у вигляд1 11ЕС, як1 передбачають штеграцш самооргашзуючих систем електро- та теплопостачання, побудованих за мультиагентним принципом на штелектуальнш основ!; виконання комплексного мон!торингу штелек-туальних систем енергопостачання, що включае оць нку стану та д!агностики !х елемент!в; формування принцип!в взаемод!! локальних енергетичних систем Укра!ни зг1дно £вропейського сп!втовариства на р1з-них р!внях орган!зац!йно! структури енергетики у процес л!берал!зац!! ринку електрично! енерг!!.
Для енергетики Укра!ни, яка знаходиться на етат зм!ни свое! парадигми розвитку, актуальним е переход до нових структур у вигляд1 11ЕС, яш передбачають штеграцш самоорган1зуючих систем елект-ро- та теплопостачання, побудованих за мультиаген-тним принципом на штелектуальнш основа 1деоло-г1я, створення та керування такими системами е най-важлив1шою проблемою, яка потребуе проведення активних досл1джень.
2. Аналiз л^ературних даних та постановка проблеми
Протягом останнього десятилггтя обговорю-еться проблема створення штелектуальних електро-енергетичних систем [1]. У багатьох кра!нах це обумовлено декшькома основними чинниками: очь куваним значним поширенням в1дновлювальних джерел енергп, додатковим попитом на електроене-рг1ю, пов'язаних з поступовим переходом на елект-ромоб1л1, розвитком шформацшних технолог1й, що дозволяють створити яшсно нов1 високоефективн1 системи мон1торингу та управлшня 11ЕС [2]. Як зазначено автором [3], штелектуал1зацп енергетичних мереж [1-3] займае провщне м1сце в р1шеннях i ди-рективних документах керiвних органiв проввдних
кра!н, електроенергетичних органiзацiй, компанiй i наукових виданнях.
Енергокомпанп £С, США, Канади, Японi! й шших кра!н вже впровадили масштабш пiлотнi прое-кти реалiзацi!' окремих фундаментальних положень концепцi! Smart Grid. Полггика розвинених кра!н свь ту, принципи побудови та функцiонування лiбералi-зованих енергетичних ринкiв спрямованi саме на стимулювання енергозбереження та тдвищення ефе-ктивностi енерговикористання [5]. Зокрема, на енер-горинку PJM (США) здатнють споживача скорочува-ти попит на електроенергш вважаеться екывалент-ною до здатностi виробника пвдвищувати виробницт-во електрично! енергi!. Правила цього ринку надають можливiсть кiнцевим споживачам продавати ресурси з боку попиту у виглядi енергоефективних ресурсiв або за допомогою керування попитом, утворюючи в такий спосiб конкуренцiю компашям-виробникам електрично! енергi! [6].
У порiвняннi з iншими кра!нами в Укра!ш дослiдження знаходяться на початковш стадi! [4]. При цьому слщ враховувати, що концепцiя Smart Grid базуеться на ретельно скоординованому, комплексному виршенш проблеми перебудови енер-гетичного сектору економiки, мае враховувати особливосл електроенергетично! системи нашо! кра!ни [7].
Отриманi результати дослвдження дають мож-ливiсть переходити до формулювання основ побудови та розвитку ПЕС зпдно положень концепцi!' Smart Grid та енергетичних хабiв. Проте з'являю -ться напрацювання, таш, як «енергетичний хаб» -це фжсований набiр вузлiв мережi, що становить единий спецiалiзований простiр, для постачання рiзноманiтних видiв енергоресурсiв iз фiнансовими iнструментами.
В результатi шгеграцп систем енергопостачання на рiвнях виробництва i споживання енергоно-спв виникае необхiднiсть спiльного розгляду елект-ричних, теплових i газових розпод№них мереж для вирiшення завдань ошгашзаци потокорозподiлу в iнтегрованих системах енергопостачання [8], оптимь зацi! добових режимiв при !х диспетчеризацi! [9], аналiзу надiйностi енергопостачання при викорис-танш iнтегрованих систем та iн.
Концепщя енергетичних хабiв розвиваеться у роботах [1, 10, 11]. У них представлено математичш моделi для визначення оптимально! потужностi споживання та генераци енергоресурсiв.
Прикладна проблема полягае у пвдвищенш безпеки, надiйностi й економiчностi функцiонування 11ЕС, в умовах штеграци джерел РГ, подальшому розвитку методолопчних засад щодо забезпечення ефективного керування електро- та теплопостачан-ням з активною участю споживачiв енерги.
Функцiонування iнтегрованих енергопостачальних систем зпдно положень енергетичних хабiв поки для умов Укра!ни практично не дослщжува-лось. Необхiдно виконати глибокий аналiз та адап-тацiю до вггчизняних умов свiтовий досвiд, на осно-вi цього можуть бути сформульоваш актуальнi за-дачi дослвджень.
3. Мета та задачi дослвдження
Метою роботи е анал1з процесу створення, ро-звитку та функцюнування штегрованих енергопоста-чальних систем зпдно положень Smart Grid та енер-гетичних хаб1в для щдвищення гх безпеки, надшносп й економ1чност1 функцюнування, а також забезпе-чення ефективного управлшня електро- та теплопо-стачанням i3 активною участю споживач1в.
Для досягнення поставлено! мети необхщно виршити наступнi задачi:
- аналiз й адаптащя нормативно-технiчних та нормативно-правових документа для сприяння вза-емодii суб'екпв енергетики щодо пiдвищення ефек-тивносл функцiонування iнтегрованих енергетич-них систем;
- розроблення методiв використання комуш-кативних прийомiв у керуваннi електроспоживанням для щдвищення самоенергозабезпечення, надiйностi й економiчностi функцiонування iнтегрованих енер-гетичних систем та принципiв комплексно! системи ощнювання на рiзних рiвнях оргашзацшно! структу-ри енергетики;
- виконання комплексного аналiзу задач створення, розвитку та функцюнування штегрованих енергопостачальних систем в умовах УкраГни;
- розроблення теоретичних основ i формуван-ня практичних прийомiв до визначення потужностi, яка генеруеться нетрадицшними та ввдновлюваними джерелами енергй (НВДЕ) рiзних типiв i РГ в умовах експлуатаци з урахуванням характеру наявноГ шфор-мацii та фактичного рiвня ii невизначеностi для оцш-ки енергопотенцiалу;
- дослщження можливостей взаемозамiни та сумiщення джерел РГ зпдно положень енергетич-них хабiв;
- розробка науково-методологiчних засад i практичних алгоритмiв поетапного впровадження засобiв монiторингу в iснуючi та перспективш штег-рованi енергопостачальнi системи;
- розроблення методiв комплексного ощню-вання стану обладнання енергетичних систем на ос-новi результатiв постiйного монiторингу дiагностич-них параметрiв у робочих режимах для експлуата-цiйних органiзацiй.
4. Концепщя енергетичних хаб1в як напрям енергетики майбутнього
Створення енергетичного хаба на територп нашог крагни - проект, реалiзацiя якого може зробити з УкраГни активного гравця на енергетичному ринку Свропи. Становлення енергетичних хабiв - перспек-тивний процес зпдно впровадження положень кон-цепци Smart Grid та залучення активного споживача, що вимагае перегляд побудови та розвитку енергети-чних систем в украГнських реалiях згiдно свiтових тенденцп до зниження енергозалежностi, пошуку альтернативних джерел i постачальник1в енергетичних ресурав. Зазначенi поняття потребують продов-ження, доповнення та вдосконалення напрацювань, що у свою чергу стимулюють краГни до реалiзацii таких iнiцiатив в енергетищ й економiки в цшому.
Для досягнення мети та виршення задач дос-лвджень передбачаеться комплексне використання можливостей математичного та техшчного забезпе-чення сучасних iнформацiйно-обчислювальних ком-плексiв, нових теорiй, що адекватно враховують по-будову 11ЕС, автоматизованих систем облiку та керу-вання, напрацьованих методiв, алгоритмiв та програ-много забезпечення для оцiнки та щдвищення ефек-тивностi функцiонування сучасних ПЕС (рис. 1).
Рис. 1. Структура штегрованих штелектуальних енергопостачальних систем
Трансформащя юнуючих енергетичних систем в ПЕС пов'язана з питаннями забезпечення ефектив-ностi розподiлу та споживання енергй, високо! на-
дiиностi енергопостачання та якостi енергй, освоення альтернативних джерел енергй' у виглядi РГ, що базу-еться на рiзноманiтних технологiях, формування аде-
кватного шформацшного середовища, широкого об-грунтованого впровадження сучасного обладнання, стимулювання активно! поведшки споживач!в.
Важлива особливють енергетичних систем Укра!ни полягае у неможливосп навиъ у найближчш перспектив! охопити усю сукупнють ïx чисельних елеменпв засобами телевим1рювань та каналами передач! даних, що дало б змогу здшснювати моделю-вання режим!в у реальному час!.
Джерела РГ можуть як !нтегруватися в енер-гетичн! системи, так i використовуватися автономно для певного видшеного навантаження. Як св!д-чить свтговий досвiд в останньому випадку часто використовуються мiкромережi. У робот! передба-чаеться розробка евристичного алгоритму багаток-ритерiального розподiлу ресурсiв i3 метою визна-чення оптимальних умов роботи компоненпв м!к-ромереж [12].
Одшею i3 головних задач систем мониторингу та дiагностування обладнання енергетичних систем е визначення поточного стану за вама доступними дiагностичними параметрами [13]. Актуальним е за-стосування методiв постiйного контролю на облад-наннi в робочих режимах iз метою найбiльш точного та швидкого виявлення дефектiв й аномальних ре-жимiв роботи. Необxiдною е розробка методiв аналь зу масивiв значень дiагностичниx параметрiв, як! враховують вплив на зм!ну параметрiв сукупностi зовшшшх факторiв та беруть до уваги юторш конк-ретноï одиницi обладнання.
Структура виконання дослiджень являе собою комплекс взаемопов'язаних елементiв системи ощ-нювання, дiагностики, монiторингу стану та функць онування 11ЕС з активним споживачем.
5. Концептуальнi положення
Концепщя використання енергетичних xабiв впливае на процес оптимального планування розвитку системи енергопостачання, змшюючи витра-ти на нове будiвництво, реконструкцiю й експлуа-тацiю елементiв мереж, а також показники надш-ностi. Видшення окремих енергетичних xабiв в мереж! дае змогу сформулювати процедуру опти-мiзацiï, яка мiнiмiзуе загальнi витрати енергопо-стачально! оргашзаци та визначае оптимальш зна-чення потокорозпод!лу енергш, потужност! основ-них i резервних генерувальних та накопичувальних пристро!в.
Розглядають два види енергетичних xабiв: ха-би, як! знаходяться у власностi споживачiв енергп та можуть постачати енерпю в основну енергосистему, i хаби, як! знаходяться у власносп енергопостачаль-них органiзацiй та використовують р!знор!дн! енер-гонос!!' для вироблення енергп в межах розподшьних мереж [14].
Виконання зазначених задач дослвдження пе-редбачае виконання !х на дек!лька етапах:
1) анал!з особливостей i можливостей розвитку та функцюнування 11ЕС;
2) впровадження засоб!в мониторингу в !с-нуюч! та перспективш !нтегрован! енергопостача-льн! системи;
3) ощнювання управлiння енергоспоживанням iз залученням активного споживача зг!дно положень концепци Smart Grid та енергетичних хабiв.
Приведемо перелш задач дослiдження, як! ставить перед собою автор, як! потребують виконання.
Перший етап включае наступнi задачi досль дження:
- виконання комплексного аналiзу можливостей та особливостей шформацшного забезпечення задач побудови, розвитку та функцюнування штегрованих енергетичних систем в умовах Укра!ни;
- розробка проекпв нормативно-техшчних та нормативно-правових документiв для сприяння взае-мод!! суб'ектiв i п!двищення ефективностi функцю-нування штегрованих енергетичних систем;
- проведення аналiзу нормативно! бази щодо забезпечення оргашзацп ринкових взаемовiдносин в енергетичнiй сферi у Свропейському спiвтовариствi та використання вщомих методiв та п!дход!в, що дасть змогу створити шдгрунтя для ефективного впровадження 3-го Енергетичного пакету.
Другий етап включае такi задачi дослвдження:
- розробка науково-методологiчних засад та практичних алгоритмiв поетапного впровадження засобiв мон!торингу в !снуюч! та перспективш штег-рованi енергопостачальнi системи;
- визначення рацюнального складу та струк-тури систем мон!торингу окремо для кожного з основних вид!в обладнання енергопостачальних систем, з урахуванням техшчних та економiчних факторiв;
- розроблення методiв комплексного ощню-вання стану обладнання енергетичних систем на основ! результата пост!йного мониторингу д!агностич-них параметр!в в робочих режимах.
Третш етап включае наступи задач! досль дження:
- розроблення метода використання комушка-тивних щдход!в в систем! управл!ння енергоспоживанням й штегрованими енергетичними системами та принцишв комплексно! системи оц!нювання на р!зних р!внях орган!зац!йно! структури енергетики;
- розроблення теоретичних основ i формуван-ня практичних п!дход!в до визначення потужност!, яка генеруеться НВДЕ р!зних тип!в i РГ в умовах експлуатацп з урахуванням характеру наявно! шфор-мац!! та фактичного р!вня !! невизначеност!;
- формування набор!в д!агностичних парамет-р!в, як! будуть оптимальними за критериями виявлення к!лькост! дефект!в обладнання та вартютю системи мон!торингу та д!агностування, для кожного з типу задач, що вир!шуються системами мониторингу;
- розроблення метод!в i методик вибору складу та мюць розмщення засоб!в вим!рювання д!агнос-тичних параметр!в, що забезпечать отримання шформацп про ефектившсть функц!онування енергетичних систем !з м!н!мальними витратами матер!альних i ф!нансових ресурс!в.
Отримаш результати проведених дослвджень дадуть змогу реал!зувати об'ективне оц!нювання стану та керування режимами роботи 11ЕС !з метою забезпечення ефективного використання первинних
ресурав, потенщалу енергетичного обладнання, шд-вищення надiйностi енергопостачання, шшшзаци використання оргашчного палива й емюп СО2, спри-яння сталому розвитку окремих територiальних громад краши.
6. Перспективш результати дослiджень що-до функцюнування штегрованих штелектуальних енергопостачальних систем
Поетапне впровадження таких ршень у енер-гопостачальш системи дасть змогу пiдвищити ефек-тивнiсть 1х режиму за рахунок рацюналiзацil енерго-споживання, тттзацд втрат енергй, забезпечення високого рiвня надiйностi й якостi. При цьому максимально враховуються особливосп вiтчизняних електричних i теплових мереж, суб'екпв енергетики, що забезпечують безконфлжгне впровадження реко-мендованих рiшень та гарантуе !х ефективнiсть.
Для ефективно! роботи алгоритмiв оптимального функцюнування енергетичного хабу необхщна якомога точшша iнформацiя про рiвнi потокорозпо-дшв енергй, можливi рiвнi генераци джерел енергй та потреби споживачiв. Частину необхщно1 шформа-ци можна отримувати з систем монiторингу, якi бу-дуть впроваджуватися в енергосистемах. Разом з тим, широке застосування систем мониторингу дасть змогу виршити iншi задачi, як1 стоять перед енергопо-стачальними компанiями.
Сучаснi пвдходи до побудови 11ЕС передбача-ють широке використання мжропроцесорно! технiки для реатзацд iнтелектуальних алгоритмiв роботи обладнання. Розробка та впровадження методiв та алгоршшв монiторингу стану, що базуються та ви-користаннi сучасних протоколiв передачi та засобiв обробки шформацп, дасть змогу перейти ввд обмiну традицiйними аналоговими та дискретними сигналами на ушфжований обмiн цифровими поввдомлення-ми, як1 забезпечують можливють розподшено1 реаль заци функцiй систем мониторингу та повну функцю-нальну сумiснiсть iнтелектуальних електронних при-стро!в рiзних виробник1в.
Створення нових i вдосконалення iснуючих методiв монiторингу та дiагностування обладнання, якi на в1дм1ну вiд iснуючих передбачають комплекс-не використання результата параметрично! вденти-фшацд моделей фiзичних процесiв в обладнанщ ди-намiчне оцiнювання вимiрюваних параметрiв та фо-рмування багатофакторно1 оцшки стану обладнання, дасть змогу тдвищити точнiсть виявлення дефектiв i рiвень технiчного обслуговування основного обладнання штегрованих енергопостачальних систем. Впровадження точних й ефективних систем безпере-рвного мониторингу та дiагностування обладнання штегрованих енергетичних систем дасть змогу знач-но знизити перюдичшсть м1жремонтного контролю такого типу обладнання, забезпечити перехщ до тех-нiчного обслуговування за фактичним станом i зме-ншити витрати енергопостачальних компанiй на по-точнi експлуатацiю та ремонти обладнання.
Модель енергетичних хабiв дае змогу перейти до розробки алгоритмiчного та програмного забезпечення для систем мониторингу та дiагностування об-
ладнання енергетичних мереж, у тому числ1 з наяв-ними джерелами РГ; ощнювання потужностей альтернативних джерел генераци та параметр1в режим1в 11ЕС; оперативного керування роботою комплексних джерел енергй з можливютю залучення при необхвд-носп експертних ощнок, яш надаються у р1зноман1т-них формах.
Поеднання активного споживача та джерел РГ в одну структуру дасть можливють сформувати 11ЕС, i3 метою щдвищення якосп надання послуг з енергопостачання, для яких досягаеться узгоджене функщ-онування всiх елемента системи, що сприяе змен-шенню технологiчних втрат енергй' за рахунок опти-мiзацiï енергетичних потоков.
Використання результата роботи забезпечить створення науково-техшчних основ для розробки i реалiзацiï заходiв з регулювання локальноï' енергети-чно1 системи Украши кiнцевим споживачем, що дасть змогу залучати зовтшт iнвестицiï' у проекти з енергозбереження, в яких вщчуваеться гостра потреба в Украш, розширити сферу й обсяги взаемовипд-ного ствробггництва Украши з крашами £С.
Наступним етапом роботи плануеться створення програмного комплексу для аналiзу й отгашзаци процесiв в iнтелектуальних комбшованих енергопостачальних системах, з штегрованими джерелами РГ малоï' та середньоï' потужносп, активними споживача-ми та мультиагентними системами керування енерге-тичними об'ектами. Передбачаеться створення алго-ритмiчного та вщповвдного програмного забезпечення усiх принципово нових методiв вирiшення задач: ал-горитми формування нечiтких оцiнок навантажень, потужностей альтернативних джерел генерацiï' та па-раметрiв режимiв 11ЕС; програми вибору складу та мiсць розташування пристро1в силово1 електронiки, комутацiйних апарата, у тому числi при використанш засобiв РГ; алгоритми оперативного керування роботою комплексних джерел енергй з можливютю залучення при необхвдносп експертних ощнок, як надаються у рiзноманiтних формах.
Передбачаеться розробка нормативно-методичного забезпечення щодо управлiння режимами енергоспоживання сумiсно працюючих систем елек-тро- та теплопостачання; моделей оцiнювання характеристик кшцевих споживачiв електрично1 енергй; системи ощнювання методiв керування енергоспо-живанням iз використанням можливостей аналiзу енергетичного ринку.
Дослвдження не мае аналогiв щодо комплексного виршення поставлених задач. Сформульовано науковi аспекти побудови та функцюнування 11ЕС, ключовi положення концепци енергетичних хабiв, принципи побудови адаптивних систем керування попитом на енерпю на основi мультиагентного керування, визначено потенщал 1х впровадження, розроб-ленi рекомендацiï' щодо методiв заохочення до активно! поведшки споживача.
7. Висновки
1. Вггчизняна енергетика знаходиться на еташ змiни свое1 парадигми розвитку. Новi виклики часу ставлять новi завдання, вирiшити яш на базi iсную-
но! структуры енергетично! системи не представля-еться можливим. Необхщно здшснити «перехщ» до нових структур у вигляд1 11ЕС. 1деолопя, створення та керування такими системами е найважлившою проблемою, яка потребуе проведення активних дос-лщжень.
2. Реал1зац1я комушкативних прийом1в в про-цеа керування електроспоживанням при функцюну-вання штегрованих енергетичних систем дасть мож-ливють переглянути конфиурацп в добових графшах електричних навантажень та дозволить створити пе-редумови для формування нових вар1анпв тариф1в на електроенерпю.
3. Проведений анал1з свггових тенденцш та до-свщу розвитку енергетики показуе дощльшсть створення 11ЕС Í3 комплексним застосуванням засоб1в РГ з урахуванням можливостей !х впровадження в умовах Украши.
4. У подальшому отриман результати плану-еться використовувати при розв'язанш широкого кола р1зноманггних задач, пов'язаних 1з оптим1зац1ею режим1в штегрованих ЕПС, визначенн найб1льш ефективних умов паралельно! роботи енергосистем, джерел РГ i мжромереж, появи енергетичних хаб1в у процес лiбералiзацil ринку електроенергп.
Лiтература
1. Воропай, Н. И. Интегрированные интеллектуальные энергетические системы [Текст] / Н. И. Воропай, В. А. Стенников // Известия Академии наук. Энергетика. -
2014. - № 1. - С. 64-73.
2. Ahcin, P. Simulating demand response and energy storage in energy distribution systems [Text] / Р. Ahcin, М. Sicic // 2010 International Conference on Power System Technology. - 2010. doi: 10.1109/powercon.2010.5666564
3. Системные исследования в энергетике: Ретроспектива научных исследований СЭИ-ИСЭМ [Текст] / ред. Н. И. Воропай. - Новосибирск: Наука, 2010. - 686 с.
4. Стогнш, Б. С. 1нтелектуальш електричт мережг свгговий досввд i перспективи Укра!ни [Текст] / Б. С. Стогнш, О. В. Кириленко, А. Г. Баталов, С. П. Денисюк // Пращ 1нституту електродинамши НАН Украши. - К.: 1нститут електродинамши НАН Украши, 2011. - С. 5-20.
5. Apajalahti, E.-L. From demand side management (DSM) to energy efficiency services: A Finnish case study [Text] / E.-L. Apajalahti, R. Lovio, E. Heiskanen // Energy Policy. -
2015. - Vol. 81. - P. 76-85. doi: 10.1016/j.enpol.2015.02.013
6. Haghifam, M. R. Reliability and availability modeling of combined heat and power (CHP) systems [Text] / M. R. Haghifam, М. Manbachi // International Journal of Electrical Power & Energy Systems. - 2011. - Vol. 33, Issue 3. -Р. 385-393. doi: 10.1016/j.ijepes.2010.08.035
7. Стогнш, Б. С. Еволющя штелектуальних елек-тричних мереж та !хш перспективи в Украш [Текст] / Б. С. Стогнш, О. В. Кириленко, А. В. Праховник, С. П. Денисюк // Техшчна електродинамша. - К.: 1нститут електродинамши НАН Украши, 2012. - № 5. - С. 52-67.
8. Стогнш, Б. С. 1нтелектуальш електричт мережi електроенергетичних систем та !хне технолопчне забезпечення [Текст] / Б. С. Стогнш, О. В. Кириленко, С. П. Денисюк // Техшчна електродинамжа. - К.: 1нститут електродинамши НАН Украши, 2010. - № 6. - С. 44-50.
9. Zamulko, A. Methods of controlling power consumption in terms of reforming market conditions [Text] / A. Zamulko, Y. Veremiichuk // Power and Electrical Engineering. - 2014. - Vol. 32. - Р. 41. doi: 10.7250/pee.2014.007
10. Almassalkhi, M. Optimization framework for the analysis of large-scale networks of energy hubs [Text] / М. Almassalkhi, I. Hiskens // 17-th Power System Computation Conference. - Stockholm, Sweden, 2011. - 7 p.
11. Carvalho, M. Optimal synthesis of trigeneration systems subject to environmental constraints [Text] / M. Carvalho, L. M. Serra, M. A. Lozano // Energy. - 2011. - Vol. 36, Issue 6. - Р. 3779-3790. doi: 10.1016/j.energy.2010.09.023
12. Ярмолюк, О. С. Моделювання napaMerpiB джерел розподшено! генераци в штегрованих електропоста-чальних системах i3 урахуванням невизначеност! шфор-мацп [Текст] / О. С. Ярмолюк // Техшчна електродинамь ка. - К.: 1нститут електродинамши НАН Украши, 2012. -№ 3. - С. 57-58.
13. Denysiuk, S. Development of the On-line Power Transformer State Monitoring System [Text] / S. Denysiuk, I. Prytyskach // International Journal of Computing and Technology. - 2014. - Vol. 1, Issue 5. - P. 191-195.
14. Geidl, M. The energy hub - a powerful concept for future energy systems [Text] / M. Geidl, G. Koppel, P. Favre-Perrod et. al. // Third annual Carnegie mellon conference on the electricity industry. - 2007. - 10 p.
References
1. Voropay, N. I., Stennykov, V. A. (2014). Yntehryro-vannye yntellektual'nye enerhetycheskye systemy. Yzvestyya Akademyy nauk. Enerhetyka, 1, 64-73.
2. Ahcin, P., Sikic, M. (2010). Simulating demand response and energy storage in energy distribution systems. 2010 International Conference on Power System Technology. doi: 10.1109/powercon.2010.5666564
3. Voropay, N. I. (Ed.) (2010). Sistemnyye issledovani-ya v energetike: Retrospektiva nauchnykh issledovaniy SEI-ISEM. Novosibirsk: Nauka, 686.
4. Stohniy, B. S., Kyrylenko, O. V., Batalov, A. H., Denysyuk, S. P. (2011). Intelektual'ni elektrychni merezhi: svitovyy dosvid i perspektyvy Ukrayiny. Pratsi Instytutu el-ektrodynamiky NAN Ukrayiny. Kyiv: Instytut elektrodynamiky NAN Ukrayiny, 5-20.
5. Apajalahti, E.-L., Lovio, R., Heiskanen, E. (2015). From demand side management (DSM) to energy efficiency services: A Finnish case study. Energy Policy, 81, 76-85. doi: 10.1016/j.enpol.2015.02.013
6. Haghifam, M. R., Manbachi, M. (2011). Reliability and availability modelling of combined heat and power (CHP) systems. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 33 (3), 385-393. doi: 10.1016/j.ijepes.2010.08.035
7. Stohniy, B. S., Kyrylenko, O. V., Prakhovnyk, A. V., Denysyuk, S. P. (2012). Evolyutsiya intelektual'nykh elektry-chnykh merezh ta yikhni perspektyvy v Ukrayini. Tekhnichna elektrodynamika. Kyiv: Instytut elektrodynamiky NAN Ukrayi-ny, 5, 52-67.
8. Stohniy, B. S., Kyrylenko, O. V., Denysyuk, S. P. (2010). Intelektual'ni elektrychni merezhi elektroenerhetych-nykh system ta yikhnye tekhnolohichne zabezpechennya. Tekhnichna elektrodynamika. Kyiv: Instytut elektrodynamiky NAN Ukrayiny, 6, 44-50.
9. Zamulko, A., Veremiichuk, Y. (2014). Methods of Controlling Power Consumption in Terms of Reforming Market Conditions. Power and Electrical Engineering, 32, 41. doi: 10.7250/pee.2014.007
10. Almassalkhi, M., Hiskens, I. (2011). Optimization framework for the analysis of large-scale networks of energy hubs. 17-th Power System Computation Conference. Stockholm, Sweden, 7.
11. Carvalho, M., Serra, L. M., Lozano, M. A. (2011). Optimal synthesis of trigeneration systems subject to environmental constraints. Energy, 36 (6), 3779-3790. doi: 10.1016/ j.energy.2010.09.023
12. Yarmoliuk, O. S. (2012). Modelyuvannya paramet- International Journal of Computing and Technology, 1 (5), riv dzherel rozpodilenoyi heneratsiyi v intehrovanykh el- 191-195.
ektropostachal'nykh systemakh iz urakhuvannyam nevyzna- 14. Geidl, M., Koppel, G., Favre-Perrod, P. et. al. (2007).
chenosti informatsiyi. Tekhnichna elektrodynamika. Kyiv: In- The energy hub - a powerful concept for future energy systems.
stytut elektrodynamiky NAN Ukrayiny, 3, 57-58. Third annual Carnegie mellon conference on the electricity
13. Denysiuk, S., Prytyskach, I. (2014). Development industry, 10. of the On-line Power Transformer State Monitoring System.
Рекомендовано до публгкацИ член-кор. НАН Укра'ти, д-р техн. наук Басок Б. I.
Дата надходженнярукопису 09.08.2016
Веремшчук Юрш Андршович, кандидат техшчних наук, старший викладач, кафедра електропостачання, Нацюнальний техшчний ушверситет Украши «Кшвський полiтехнiчний шститут iменi 1горя Окорського», пр. Перемоги, 37, м. Кшв, Украша, 03056 E-mail: abonne@i.ua
Притискач 1ван Васильович, кандидат технiчних наук, старший викладач, кафедра електропостачання, Нацiональний технiчний ушверситет Украши «Кшвський полiтехнiчний iнститут iменi 1горя Окорсько-го», пр. Перемоги, 37, м. Кшв, Украша, 03056 E-mail: prytyskach.ivan@gmail.com
Ярмолюк Олена Сергпвна, кандидат технiчних наук, старший викладач, кафедра електропостачання, Нацюнальний техшчний ушверситет Украши «Кшвський полггехшчний шститут iменi 1горя Сжорсько-го», пр. Перемоги, 37, м. Кшв, Украша, 03056 E-mail: yarmolyuk.lena@gmail.com
Опришко Впалш Павлович, аспiрант, кафедра електропостачання, Нацюнальний техтчний ушверси-тет Украiни «Кигвський полiтехнiчний iнститут iменi 1горя Сжорського», пр. Перемоги, 37, м. Кшв, Украша, 03056
E-mail: livestrongtm@gmail.com
УДК 004.942
DOI: 10.15587/2313-8416.2016.76921
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРАЕКТОРИЙ ДВИЖЕНИЯ ХАОТИЧЕСКОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
© А. В. Садовой, Р. С. Волянский, Н. В. Волянская
Выполнен анализ методов построения математических моделей цепи Чуа, и обоснованы преимущества метода контурных токов. Построена интервальная математическая модель цепи Чуа, и определены ее предельные аттракторы. Показано, что использование интервальных моделей позволяет одновременно исследовать все возможные траектории движения динамического объекта в наперед выбранном интервале. Приведены результаты математического моделирования
Ключевые слова: интервальная модель, хаотическая динамика, цепь Чуа, траектории движения, контурный ток
The analysis of development methods of Chua's circuit mathematical models is done and benefits of loop currents method are substantiated. The interval mathematical model of Chua's circuit is built and its limiting attrac-tors are defined. It is shown that the interval models usage can simultaneously examine whole possible dynamic object's paths in a previously chosen range. The results of mathematical modeling are given Keywords: interval model, chaotic dynamics, Chua's circuit, paths, loop current
1. Введение
Со времени открытия в конце 19 века явления динамического хаоса, математическое описание систем с хаотической динамикой прошло длинный путь от чисто математических абстракций до моделей реальных физических, экономических, метеорологических и других систем. Поэтому в настоящее время хаотические системы находят все
большее применение в различных отраслях науки и техники [1].
Одной из простейших систем с хаотической динамикой является нелинейная электрическая цепь, предложенная Л. Чуа (рис. 1) [2] как упрощение известной динамической системы Э. Лоренца [3]. Область использования цепи Чуа предусматривает возможность создания защищенных каналов связи и
