Скоординированное управление распределенной энергией в микросети: интеграционный подход в современном строительстве
Ключевые слова:
микросеть, распределенные энергоресурсы, координированное управление, энергоэффективность зданий, многоагентные системы, предиктивная аналитика, умное строительствоАннотация
Современная парадигма энергетической трансформации строительного сектора требует комплексного переосмысления подходов к организации энергоснабжения объектов. Микросети с распределенными энергетическими ресурсами представляют перспективное решение, однако их эффективность критически зависит от координации управления энергетическими потоками. Настоящее исследование направлено на разработку интегрированной системы координированного управления распределенной энергией в микросетях строительных объектов с учетом стохастической природы генерации и потребления. На основе комбинированного применения методов прогностического моделирования, многоагентных систем и адаптивной оптимизации разработан алгоритмический комплекс, обеспечивающий баланс между энергоэффективностью, экономическими показателями и надежностью энергоснабжения. Эмпирическая валидация проведена на данных 18 строительных объектов различного функционального назначения в период 2021-2023 годов. Результаты демонстрируют повышение энергоэффективности на 27,4% при интеграции возобновляемых источников энергии, снижение пиковых нагрузок на 31,6% и сокращение эксплуатационных расходов на 22,8% в сравнении с традиционными методами управления. Предложенный подход обеспечивает устойчивость энергосистемы при флуктуациях генерации с коэффициентом стабильности 0,93, что значительно превосходит существующие решения. Теоретическая значимость исследования заключается в разработке математического аппарата описания энергетических транзакций в микросетях строительных объектов, а практическая ценность – в создании адаптивных алгоритмов координации, применимых в различных климатических и эксплуатационных условиях
Библиографические ссылки
Alam M.N., Chakrabarti S., Ghosh A. Networked microgrids: State-of-the-art and future perspectives // IEEE transactions on industrial informatics. 2019. № 15(3). рр. 1238-1250.
Dou C.X., Liu B. Multi-agent based hierarchical hybrid control for smart microgrid. IEEE transactions on smart grid. 2013. № 4(2). рр. 771-778.
Guerrero J.M., Vasquez J.C., Matas J., de Vicuña L.G., Castilla M. Hierarchical control of droop-controlled AC and DC microgrids – A general approach toward standardization // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2011. № 58(1). рр. 158-172.
Hatziargyriou N., Asano H., Iravani R., Marnay C. Microgrids // IEEE power and energy magazine. 2007. № 5(4). рр. 78-94.
Lasseter R.H. MicroGrids. IEEE Power Engineering Society Winter Meeting // Mat. of the conf. 2002. Vol. 1. pp. 305-308.
Logenthiran T., Srinivasan D., Khambadkone A.M. Multi-agent system for energy resource scheduling of integrated microgrids in a distributed system // Electric power systems research. 2011. № 81(1). рр. 138-148.
Marzband M., Sumper A., Domínguez-García J.L., Gumara-Ferret R. Experimental validation of a real-time energy management system for microgrids in islanded mode using a local day-ahead electricity market and MINLP // Energy conversion and management. 2013. № 76. рр. 314-322.
Olivares D.E., Mehrizi-Sani A., Etemadi A.H., Cañizares C.A., Iravani R., Kazerani M. Trends in microgrid control // IEEE transactions on smart grid. 2014. № 5(4). рр. 1905-1919.
Palma-Behnke R., Benavides C., Lanas F., Severino B., Reyes L., Llanos J., Sáez D. A microgrid energy management system based on the rolling horizon strategy // IEEE transactions on smart grid. 2013. № 4(2). рр. 996-1006.
Parhizi S., Lotfi H., Khodaei A., Bahramirad S. State of the art in research on microgrids: A review // IEEE access. 2015. № 3. рр. 890-925.
Parisio A., Rikos E., Glielmo L. A model predictive control approach to microgrid operation optimization // IEEE transactions on control systems technology. 2014. № 22(5). рр. 1813-1827.
Wang Z., Chen B., Wang J., Begovic M.M., Chen C. Coordinated energy management of networked microgrids in distribution systems // IEEE transactions on smart grid. 2015. № 6(1). рр. 45-53.
Wu X., Jiang X., Shen J., Wu P., Wen C., Shao W. Multi-agent system design and evaluation for collaborative wireless power transfer in solar power distribution system // Applied еnergy. 2020. № 262. рр. 114-506.
Wu Y., Lau V.K.N., Tsang D.H.K., Qian L.P., Meng L. Optimal energy scheduling for residential smart grid with centralized renewable energy source // IEEE systems journal. 2014. № 8(2). рр. 562-576.
Zhang Y., Gatsis N., Giannakis G.B. Robust energy management for microgrids with high-penetration renewables // IEEE transactions on sustainable energy. 2013. № 4(4). рр. 944-953