Создание имитационной модели для анализа водно-энергетических режимов работы каскада ГЭС на базе программного продукта AnyLogic

Анастасия Георгиевна Русина; Илья Викторович Прибыльский; Анна Юрьевна Арестова; Сергей Владимирович Митрофанов

doi:10.34831/EP.2022.1086.1.003

Создание имитационной модели для анализа водно-энергетических режимов работы каскада ГЭС на базе программного продукта AnyLogic

Анастасия Георгиевна Русина, Илья Викторович Прибыльский, Анна Юрьевна Арестова, Сергей Владимирович Митрофанов

Аннотация

Рассмотрены особенности имитационного моделирования каскада гидроэлектростанций (ГЭС) в программном комплексе AnyLogic. Авторами проведён анализ подходов имитационного моделирования для анализа гидрологических и электрических режимов работы ГЭС, представлены базовые правила создания модели в программном комплексе. Для выбранного объекта исследования приведено детальное описание процесса моделирования, рассмотрено влияние метеорологических факторов на режим работы каскада, учтены суточные и сезонные изменения графика нагрузки в энергосистеме, реализован прогноз требуемых параметров (расход воды, мощность потребителей, конфигурация графика нагрузки). Представлены математические уравнения, описывающие связи между параметрами каскада, а также технологические и режимные ограничения, накладываемые на режим работы станций. Разработанная имитационная модель может быть использована для анализа текущих процессов в энергосистеме, прогнозирования на краткосрочный и долгосрочный периоды, а также для решения вопросов оптимизации режима.

Ключевые слова

гидроэлектростанция, водно-энергетический расчёт, имитационная модель, AnyLogic

Полный текст:

PDF

Литература

Даценко, Ю.С. Имитационное моделирование гидроэкологического режима Нижнекамского водохранилища [Текст] / Ю.С. Даценко, В.В. Пуклаков // Водные ресурсы. – 2020. – Т. 47. – № 5. – С. 515 -- 522.

Ахмедов, А.Д. Модель управления водными ресурсами Цимлянского водохранилища [Текст] / А.Д. Ахмедов, Е.А. Ветренко, И.Н. Колотухина // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. – 2020. – № 1 (57).

Бубер, А.Л. Имитационное моделирование водохозяйственных систем в режиме оптимизации диспетчерских правил управления на примере уникального природно-технического комплекса «озеро Байкал -- Иркутское водохранилище» [Текст] / А.Л. Бубер, Л.Д. Раткович, А.И. Рябиков // Природообустройство. – 2018. – № 3.

Мотовилов, Ю. Г. Краткосрочный прогноз притока воды в Бурейское водохранилище на основе модели ECOMAG с использованием метеорологических прогнозов [Текст] / Мотовилов Ю. Г. [и др.] // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. – 2017. – № 1. – С. 78 -- 102.

Исмайылов, Г.Х.О. Методика анализа функционирования сложных водохозяйственных систем на примере Волжско-Камского каскада гидроузлов [Текст] / Г.Х.О. Исмайылов, А.В. Перминов, И.Г. Исмайылова //Природообустройство. – 2021. – № 2. – С. 131 -- 140.

Fedorov, M.P. The simulation models of river flow management by a system of flood control facilities [Text] / M.P. Fedorov, A.N. Chusov, V.I. Maslikov, D.V. Molodtsov, I. Togo // Magazine of Civil Engineering. – 2017. – Vol. 76. – No. 8. – P. 40 -- 49. – (DOI: https://doi.org/10.18720/MCE.76.4).

Рыбалев, А.Н. Имитационная модель системы регулирования основных электрических параметров гидроагрегата [Текст] / А.Н. Рыбалев, В.Р. Синицын, А.Н. Поддубнова // Вестник Амурского государственного университета. Серия: Естественные и экономические науки. – 2019. – № 87.

Никулина, А.В. Разработка имитационной модели гидроагрегата ГЭС для тренажёра оперативного персонала [Текст] / А.В. Никулина [и др.] // Перспективные информационные технологии (ПИТ 2017). – 2017. – С. 805 -- 808.

Беднарук, С.Е. Использование номограмм динамических объёмов в имитационной модели волжско-камского каскада водохранилищ [Текст] / С.Е. Беднарук [и др.] // Природообустройство. – 2017. – № 1.

Осипчук, Е.Н. Моделирование режимов работы Ангарского каскада ГЭС в маловодные периоды [Текст] / Е.Н. Осипчук // Материалы конференции «Электроэнергетика глазами молодёжи -- 2019». – 2019. – С. 333 -- 336.

Болгов, М.В. Особенности временной изменчивости притока к озеру Байкал и водохранилищам Ангарского каскада ГЭС [Текст] / М.В. Болгов, Е.А. Коробкина, И.А. Филиппова // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. – 2018. – № 4. – С. 6 -- 19.

Глашев, Д.С. Модель каскада деривационных ГЭС с нечётким регулятором [Текст] / Д.С. Глашев, Л.В. Толстихина // Материалы конференции «Электроэнергетика глазами молодежи -- 2020». – 2020. – С. 85 -- 88.

Василенко, А.А. Гидродинамические аварии и их моделирование [Текст] / А.А. Василенко // Пожарная безопасность: проблемы и перспективы. – 2017. – Т. 1. – № 8.

Бородычёв, В.В. Возможности гидродинамического моделирования для предотвращения последствий чрезвычайных ситуаций [Текст] / В.В. Бородычёв, А.А. Бубер, А.Л. Бубер // Проблемы развития АПК региона. – 2021. – № 1. – С. 21 -- 25.

Крылов, А.П. Новые концепции в развитии микрогидроэнергетики. Гидравлика в напорных водоводах микроГЭС [Текст] / А.П. Крылов, А.М. Бакштанин // Природообустройство. – 2017. – № 5.

Георгиевская, Е.В. Цифровой двойник гидроагрегата: новое или хорошо забытое старое? [Текст] / Е.В. Георгиевская, Н.В. Георгиевский // Гидротехника. – 2021. – № 2. – С. 62 -- 65.

Дильман, Н.А. Опыт информационного обеспечения регулирования режимов работы водохранилищ Москворецкой водной системы [Текст] / Н.А. Дильман, А.В. Мастрюкова, В.В. Чуканов // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. – 2018. – №. 4. – С. 130 -- 138.

Клёпов, В. Сложные водно-ресурсные системы. Особенности функционирования, надёжность и экологическая безопасность [Текст] / В. Клёпов [и др.] // Природообустройство. – 2021. – № 1.

Бакулин, В.С. Оптимизация и сценарно-имитационное моделирование динамики структуры малых искусственных русел пойменных территорий [Текст] / В.С. Бакулин [и др.] // Математическая физика и компьютерное моделирование. – 2017. – № 4 (41).

Сумятина, В.О. Имитационное моделирование как инструмент для моделирования процесса погрузо-разгрузочных операций с нефтепродуктами [Текст] / В.О. Сумятина, Д.О. Шкляев // Материалы IX Всероссийской научно-практической конференции по имитационному моделированию и его применению в науке и промышленности. – 2019. – С. 559 -- 565.

Лычкина, Н.Н. Имитационное моделирование динамичных цепей поставок [Текст] / Н.Н. Лычкина //Имитационное моделирование. Теория и практика. – 2017. – С. 131 -- 137.

Borshchev, A. Multi-method modelling: AnyLogic [Text] / A. Borshchev [et al.] // Discrete-event simulation and system dynamics for management decision making. – 2014. – С. 248 -- 279.

Худжасаидов, Д.Х. Разработка моделей прогнозирования электропотребления на основе временных рядов в изолированных энергосистемах [Текст] / Д.Х. Худжасаидов [и др.] // Электротехнические системы и комплексы. – 2020. – № 3 (48).

Арестова, А.Ю. Применение ГИС-технологий для повышения эффективности имитационного моделирования каскадов ГЭС [Текст] / А.Ю. Арестова [и др.] // Журнал Сибирского федерального университета. Техника и технологии. – 2020. – Т. 13. – № 6.

Альсова, О.К. Многокритериальная модель планирования водно-энергетических режимов Новосибирской ГЭС [Текст] / О.К. Альсова, А.В. Артамонова // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – 2017. – Т. 19. – № 6 -- 1.

Русина, А.Г. Основы методики оценки использования ресурсов ГЭС при функционировании электроэнергетической системы [Текст] / А.Г. Русина [и др.] // Журнал Сибирского федерального университета. Техника и технологии. – 2017. – Т. 10. – № 3.

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2022.1086.1.003