Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Алгоритм синтеза оптимальных структуры и параметров энергосистемы с применением методов ИИ

Александр Александрович Волошин, Евгений Александрович Волошин, Александр Игоревич Коваленко, Дмитрий Петрович Яковлев, Егор Сергеевич Астахов

Аннотация


Определение технически и экономически обоснованных проектных решений для распределительных электрических сетей всегда являлось актуальной задачей электроэнергетики. На сегодняшний день проектирование осуществляется вручную или с применением программного обеспечения (ПО), позволяющего частично автоматизировать отдельные этапы, такие как расчёт надёжности, расчёт установившегося режима и токов короткого замыкания. Однако существующие программные комплексы не позволяют полностью автоматизировать решение задачи. Кроме того, ПО не учитывает наличие распределённых источников энергии, поэтому разработка способа алгоритма автоматического синтеза оптимальной структуры и параметров электрической сети является актуальной задачей. В силу многомерности задачи и дискретного характера изменения параметров сети необходимо использовать методы дискретной оптимизации. Были проанализированы различные методы нелинейного программирования, а также рассмотрены уже имеющиеся подходы по применению методов оптимизации для задач энергосетевого кластера. По результатам анализа для решения задачи были выбраны методы динамического программирования и генетического алгоритма и предложен алгоритм автоматического синтеза оптимальных решений для структуры и параметров электрической сети.

 

DOI: 10.71841/EP.elst.2025.1123.2.05


Ключевые слова


оптимизация параметров электрической сети, метод динамического программирования, генетический алгоритм, проектирование распределительной сети.

Полный текст:

PDF

Литература


Кубарьков, Ю.П. Методологический подход при решении основных задач оптимизации электрической сети для эффективного решения распределения заданных параметров схем электроснабжения / Ю.П. Кубарьков, Я.В. Макаров, К.А. Голубева // Электроэнергетика глазами молодежи -- 2017: материалы VIII Международной научно-технической конференции; 02–06 октября 2017_г., Самара. -- Самара: Самарский государственный технический университет, 2017. -- Том 3. -- С. 94 -- 97.

Малышева, Н.Н. Определение оптимальной структуры электрической сети / Н.Н. Малышева, В.В. Зайнулин // Приоритетные направления инновационной деятельности в промышленности: сборник научных статей XII международной научной конференции; 30–31 декабря 2021_г., Казань. -- Казань: ООО "КОНВЕРТ", 2021. – Ч. 1. -- С. 165 -- 166.

Карандеев, Д.Ю. Программа для поиска оптимальной структуры распределительной сети на этапах проектирования [Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ]. № RU 2020610366. Россия, 19.12.2019. № 2019667014. 13.01.2020. 45 Мб. -- ФГБОУВО «Хакасский государственный университет им. Н. Ф. Катанова».

Карандеев, Д.Ю. Программный продукт для проектирования и поиска оптимальной топологической структуры распределительной сети [Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ] / Д.Ю. Карандеев, И.Ю. Карандеева -- № RU 2024611579. Россия, 26.12.2023. 23.01.2024. 50 МБ. -- ФГБОУВО "Хакасский государственный университет им. Н. Ф. Катанова".

Картавцев, В.В. Оптимизация структуры и параметров электрических сетей / В.В. Картавцев, Д.Н. Афоничев, Ю.М. Помогаев // Вестник ВГАУ. – 2018. – № 3. – С. 113 -- 119.

Фурсанов, М.И. Введение в оптимизацию разомкнутых электрических сетей по дискретным параметрам [Электронный ресурс] / М.И. Фурсанов // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. -- 2012. -- №3. – (https://cyberleninka.ru/article/n/vvedenie-v-optimizatsiyu-razomknutyh-elektricheskih-setey-po-diskretnym-parametram).

Бондарь, В.В. Комплексная оптимизация сети по дискретным параметрам / В.В. Бондарь // Молодежь и системная модернизация страны: сборник научных статей 4-й Международной научной конференции студентов и молодых ученых; 21–22 мая 2019_г., Курск. -- Курск: Юго-Западный государственный университет, 2019. -- Том 6. -- С. 15 -- 18.

Брамм, А.М. Оптимизация топологии сети с ВИЭ-генерацией на основе модифицированного адаптированного генетического алгоритма [Электронный ресурс] / А.М. Брамм, А.И. Хальясмаа, С.А. Ерошенко, П.В. Матренин, Н.А. Попкова, Д.А. Секацкий // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. -- 2022. Т. -- 65, № 4. -- С. 341 -- 354. – (https://doi.org/10.21122/1029-7448-2022-65-4-341-354).

Vargas, G.A.D. Optimization of Topological Reconfiguration in Electric Power Systems Using Genetic Algorithm and Nonlinear Programming with Discontinuous Derivatives [Electronic resource] / G.A.D. Vargas, D.J. Mosquera, E.R. Trujillo // Electronics. -- 2024. -- Vol. 13, No. 3. -- P. 616. – (https://doi.org/10.3390/electronics13030616).

Ildarabadi, R. Resilience enhancement of distribution grids based on the construction of Tie-lines using a novel genetic algorithm [Electronic resource] / R. Ildarabadi, H. Lotfi, M.E. Hajiabadi // Energy Systems. -- 2023. -- P. 1 -- 31. – (https://doi.org/10.1007/s12667-022-00562-z).

Xu, L. Research on computer interactive optimization design of power system based on genetic algorithm / L. Xu // Energy Reports. -- 2021. -- Vol. 7. -- P. 1 -- 13.

Bisht, V.S. A review on genetic algorithm and its application in power system engineering / V.S. Bisht, N. Joshi, G.S. Jethi, A.S. Bhakuni // Metaheuristic and Evolutionary Computation: Algorithms and Applications / Springer (Ed.). Singapore: Springer, 2020. -- P. 107 -- 130.

Dehghani, M. Genetic algorithm for energy commitment in a power system supplied by multiple energy carriers / M. Dehghani, M. Mardaneh, O.P. Malik, J.M. Guerrero, C. Sotelo, D. Sotelo, M. Nazari-Heris, K. Al-Haddad, R.A. Ramirez-Mendoza // Sustainability. -- 2020. -- Vol. 12. -- P. 10053.

Papazoglou, G. Review and Comparison of Genetic Algorithm and Particle Swarm Optimization in the Optimal Power Flow Problem / G. Papazoglou, P. Biskas // Energies. -- 2023. -- Vol. 16. -- P. 1152.

Wang, S. Design and Implementation of Distribution Network Planning System Based on GIS Automatic Drawing Technology / S. Wang, Y. Wang, S. Liu, Y. Zhang, C. He, L. Zhang // 2019 IEEE 5th International Conference on Big Data Security, Privacy and Trust Management (BigDataSecurity). -- Шанхай, Китай, 17 -- 19 июня, 2019. -- С. 88 -- 93.

Филиппова, Т.А. Оптимизация режимов электростанций и энергосистем / Т.А. Филиппова. – М.: Энергия, 2010.

Акулич, И.Л. Математическое программирование в примерах и задачах / И.Л. Акулич. – М.: Наука, 1986.

Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения: ГОСТ 32144-2013. – М.: Стандартинформ, 2014.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


   

                    

© 1998 — 2025 НТФ "Энергопрогресс"

 

Адрес редакции:
129090, Москва. ул. Щепкина, 8, офис 101
Тел. (495) 234-74-17
E-mail: el.stantsii@gmail.com, el-stantsii@yandex.ru