06ff-orgreview (Методология оптимизации параметров микрогенерирующих энергокомплесов на основе возобновляемых источников энергии)

«УТВЕРЖДАЮ» Проректор, начальник Управления научной политики и организации научных исследо- кого государственного унии М,В. Ломоносова Д.'~-А:А'. Федянин я 2018 г ведугцей организации о диссертационной работе Велькнна Владимира Ивановича "Методология оптимизации микрогенерирующих энергокомплексов на основе возобновляемых источников энергии", представленную на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.14,08 — Энергоустаиовкн иа основе возобновляемых видов энергии.

Актуальность темы К числу актуальных проблем современной энергетики относится рациональное использование возобновляемых источников энергии ( ВИЭ) в маломасштабных энергоустаиовках распределенной генерации. В диссертации ставится задача разработки методологии повышения эффективности и надежности энергообеспечения удаленных децентрализованных объектов России с применением комплексных микрогенерируюших энерго- установок, включающих ВЭУ(ветроэлектрические установки), ФЭМ (фотоэлектрические модули), СК (солнечные коллекторы), мГЭС (микро- и мини- гидроэлектростанции), ТН (тепловые насосы), БГУ (биогазовые установки).

Зависимость возобновляемых ресурсов от времени и месторасположения, технологическое многообразие энергоустановок на основе ВИЭ, особенности приема и преобразования энергии делают необходимым и актуальным разработку научно обоснованных методик определения оптимальных параметров генерации энергии н режимов эффективной и взаимодополпякэшей работы всех составляющих комплексных энергоустановок на основе возобновляемых видов энергии. Недостаточное количество теоретически и. главное.

практически реализованных разработок такого типа сборных микрогенерируюших энергосистем на ВИЭ определяет актуальность поставленных в диссертационной работе задач: разработка математических подходов к оптимизации состава микрогенерируюших энергоустановок и режимов их функционирова- ния. Общая характеристика раба.гы Диссертация состоит из введения.

пяти глав, выводов и списка литературы из 154 названий, изложенных на 254 страницах машинописного текста, включая 135 рисунков, 40 таблиц и 3 приложения. Введение содержит общую характеристику работы, обоснование актуальности темы, формулировку цели и задач исследования. научной новизны, практической значимости. засцишаемых положений. В первой главе представлен обзор развития возобновляемой энергетики в мире и в России. описание степени освоения мшюмасштабных гибридных энергоустановок использующих возобновляемые ресурсы в различных регионах. Выполнен анализ существующих способов расчета параметров таких энергоустановок с указанием степени их неполноты и необходимых направлений их модернизации. Здесь же обсуждаются возможности метода расчета характеристик совместного оптимьщьного функционирования различных составлявших комплексных электро- и теплогенерирующих систем на основе возобновляемых источников энергии, В основу расчета параметров энергокомплекса с различным составом возобновляемых источников энергии предлагается использовать анализ выпуклой целевой стоимостной функции с определением минимума дисперсии стоимости энергии выработанной микрогенерерирующими гибридными энергоустановками.

В обзорной части главы содержится достаточно подробное изложение материала о широко известных и хорошо цитируемых в других изданиях работах и достижениях в области освоения различных видов ВИ ) как в России, так и дрсаих странах, Однаксг, в этои чссепси работы нет дсхсэкнссгс» п1»едетасссенсс»с вьталненпых ссредисествук»щих работ с использованием »ветс»да выпуклой с»птиссизаисси и его использования для различных классов оптимизассионных задач.

Эпсо снилсает ссеннсссть обзорной части дгсссертсщии, призванной дать основу для адекватной оссенки заявленной автором ссели по разработке методологии оптимизайигс парс»ветров комплексной энергосистемы на остсове различного оборудования возобновляемых источников энергии. Пс»э»ному нет оснований счипсать раскрытым и вполне абасновасасым актуагьнасть и научный уровень исследованисс проблемы, которой пасвяисена г)иссертш1ия, В эту же главу вклк»чены данные по обследованию ряда удаленных районов Свердловской области. которые свидетельствуют о необходимости в качестве альтернативы сетевос.о»нергоснабжения переход в этих районах к распределенной генерации на основе »нерсетических комплексов с возобновляемыми источниками энергии.

Зсссосп вывод еледоваьа бы подкрепссть дстными с касскретньсмсс значениями мощности энергагсстачников, неабходимогс для автоссомного эссергаабеспечения обследованных территорий. Втораи глава посвящена изложению методики расчета характеристик энергоустановок малой мощности на основе возобновляемых источников энергии, производящих эггектрическую, тепловую энергию и газовое топливо для электро- и теплоснабжения автономных объектов, В основу выбора состава и характеристик энергогенерирующего оборудования, находящегося в режиме стохастических временных и пространственных изменений потенциалов возобновляемых энергоресурсов, автор предлагает положить метод выпуклой оптимизации.

По сути, предлагаемый автором подход представляет собой применение хорошо известной из литературы теорий оптимизации рисковых и безрисковых портфельных инвестиций к определению оптимального сочетания различных компонентов энергетического комплекса на возобновляемых источниках с учетом климатических условий, географическо~о местоположения и ресурсного потенциала. Целевая функция модели микрогенерирующей комплексной энергоустановки на ВИЭ выбрана в виде квадргпичной функции стоимости выработанной энергии в единицу времени, зависящей от долей установленной мощности каждого.

входящего в систему вида источника энергии. В качестне показательного критерия эффективности работы оборудования энергосистемы предлагается использовать минимум дисперсии стоимости энергии, вырабатываемой энергии н единицу времени. Далее в главе указывается на разработанную программу расчета и приводятся результаты расчета стоимости производимой энергии для разного состава ком- плексной энергосистемы в сравнении со стоимостными показателями энергии вырабатываемой дизель-генератором применительно к условиям г.Екатеринбурга и экспериментальными данными полученными для энергоэффективного дома. Описание методики реисения оппгииизационной задачи приводится на уровне общих рассуждений и не позволяг,т понять предложенный сыеорити реигения.

Описание модели содержит синоеочислен- ные .гсатематсгчестге неточности и отсеки. В целевой фугскции стоизсость выработанной энереии за ег)иницу времени определяегпся вначале как функция от относительной доли установленной моисноспги вггдов ВИЭ и затем как доля выработанной энергии источникатги ВОЭ. В гсзложенном гиатерисгле недостаточно четко описаны расчеты, отсутствуюгп пояснения и обоснования этапов расчета, чтобы надежно обосновать адекватность прггнятых в расчетах допущений, касссюигихся выбора парометра ковариации и с'тепенн кргсвизны ггыггукгггй кривогг облагэпи опреггеленич рисковых источников энергии, В разделе 2,1 представлена классификация микрогенерируэощих комплексных систем на ВИЭ которая выносится на защиту Классификация не несет принципиальной новизны.

Выбор доли замещаемой мощности и состав в каждом виде мКС ВИЭ не обоснонан и является достаточно случайным. Предложенная классификация является вполне частным предложением. не обладает ни общностькх ни универсальностью и рассматривать ее как достижение диссертации (положение, выносимое на защиту) вряд ли целесообразно. Материал. представленный в третьей главе содержит сведения, касающиеся реализации проекта и опыга создания энергоэффективного дома в Свердловской области„в котором для кажлой квартире спроектирован и смонтирован свой энергокомплекс с использованием ВИЭ.

Этот лом выступает как экспериментальный полигон для испытаний микрокомплексной энергосистемы и разработанной в работе методологии определения оптим>щьного функционирования всего состава установок. использующих возобновляе- мые энергоресурсы. Расчетные характеристики, полученные с использованием специально созданной в работе программы автоматизированного поиска оптимальной конфигура- ции комплексной энергосистемы, как показано в этой части диссертации, находились в соответствии с данными наблюдений за домом в десятилетний период его эксплуатации.

Особо следует отметить результаты расче~а географических участков территорий Свердловской области по составу оборудования комплексной энергосистемы. В то же время необходимо обратить внимание на содержащук>ся в этой главе некоторую избыточность описания достаточно известных расчетов теплофизических характеристик энергоэф- фективного дома. которые мало что добавляют для обоснования предложенной модели определения параметров микрогенерирующих систем на основе ВИЭ.