Застосування динамічного програмування для задачі рівномірного використання вітрових електроустановок
Розроблено метод визначення необхідного і можливого набору ввімкнених вітрових електроустановок у даний час. Шляхом комп'ютерного імітаційного моделювання здійснено перевірку рівномірності зношування ВЕУ (вітрових електроустановок). Відтворено поведінку досліджуваної системи у часі засобами дис...
Gespeichert in:
| Datum: | 2014 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут електродинаміки НАН України
2014
|
| Schriftenreihe: | Технічна електродинаміка |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/121918 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Застосування динамічного програмування для задачі рівномірного використання вітрових електроустановок / М.О. Медиковський, В.М. Теслюк, О.Б. Шуневич // Технічна електродинаміка. — 2014. — № 4. — С. 135-137. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-121918 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1219182017-06-22T03:03:05Z Застосування динамічного програмування для задачі рівномірного використання вітрових електроустановок Медиковський, М.О. Теслюк, В.М. Шуневич, О.Б. Електротехнології Розроблено метод визначення необхідного і можливого набору ввімкнених вітрових електроустановок у даний час. Шляхом комп'ютерного імітаційного моделювання здійснено перевірку рівномірності зношування ВЕУ (вітрових електроустановок). Відтворено поведінку досліджуваної системи у часі засобами дискретно-подієвого моделювання, в результаті чого здійснювалось визначення складу вітрової електростанції. Результати кожного окремого експерименту записувалися у масив даних, після чого здійснювалося оцінювання результатів сукупності експериментів. Разработан метод определения необходимого и возможного набора включенных ветровых электроустановок в настоящее время. Путем компьютерного имитационного моделирования проведена проверка равномерности износа ВЭУ (ветровых электроустановок). Воспроизведено поведение исследуемой системы во времени средствами дискретно-событийного моделирования, в результате чего осуществлялось определение состава ветровой електростанции. Результаты каждого отдельного эксперимента записывались в массив данных, после чего осуществлялось оценки результатов совокупности экспериментов. Developed the method for determining required and possible set of enabled wind turbines in real time. By means of computer simulation the examination of the uniformity of windmills’ (wind plants) wear has been realized. The behaviour of the studied system in time by means of the discrete-event simulation has been reproduced, as a result of what the determination of wind power station’s structure has been realized a fixed number of times. The results of each experiment were recorded in a data set, and then the evaluation of these experiments’ sets was carried out. 2014 Article Застосування динамічного програмування для задачі рівномірного використання вітрових електроустановок / М.О. Медиковський, В.М. Теслюк, О.Б. Шуневич // Технічна електродинаміка. — 2014. — № 4. — С. 135-137. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. 1607-7970 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/121918 004.891; 004.942 uk Технічна електродинаміка Інститут електродинаміки НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Електротехнології Електротехнології |
| spellingShingle |
Електротехнології Електротехнології Медиковський, М.О. Теслюк, В.М. Шуневич, О.Б. Застосування динамічного програмування для задачі рівномірного використання вітрових електроустановок Технічна електродинаміка |
| description |
Розроблено метод визначення необхідного і можливого набору ввімкнених вітрових електроустановок у даний час. Шляхом комп'ютерного імітаційного моделювання здійснено перевірку рівномірності зношування ВЕУ (вітрових електроустановок). Відтворено поведінку досліджуваної системи у часі засобами дискретно-подієвого моделювання, в результаті чого здійснювалось визначення складу вітрової електростанції. Результати кожного окремого експерименту записувалися у масив даних, після чого здійснювалося оцінювання результатів сукупності експериментів. |
| format |
Article |
| author |
Медиковський, М.О. Теслюк, В.М. Шуневич, О.Б. |
| author_facet |
Медиковський, М.О. Теслюк, В.М. Шуневич, О.Б. |
| author_sort |
Медиковський, М.О. |
| title |
Застосування динамічного програмування для задачі рівномірного використання вітрових електроустановок |
| title_short |
Застосування динамічного програмування для задачі рівномірного використання вітрових електроустановок |
| title_full |
Застосування динамічного програмування для задачі рівномірного використання вітрових електроустановок |
| title_fullStr |
Застосування динамічного програмування для задачі рівномірного використання вітрових електроустановок |
| title_full_unstemmed |
Застосування динамічного програмування для задачі рівномірного використання вітрових електроустановок |
| title_sort |
застосування динамічного програмування для задачі рівномірного використання вітрових електроустановок |
| publisher |
Інститут електродинаміки НАН України |
| publishDate |
2014 |
| topic_facet |
Електротехнології |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/121918 |
| citation_txt |
Застосування динамічного програмування для задачі рівномірного використання вітрових електроустановок / М.О. Медиковський, В.М. Теслюк, О.Б. Шуневич // Технічна електродинаміка. — 2014. — № 4. — С. 135-137. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. |
| series |
Технічна електродинаміка |
| work_keys_str_mv |
AT medikovsʹkijmo zastosuvannâdinamíčnogoprogramuvannâdlâzadačírívnomírnogovikoristannâvítrovihelektroustanovok AT teslûkvm zastosuvannâdinamíčnogoprogramuvannâdlâzadačírívnomírnogovikoristannâvítrovihelektroustanovok AT šunevičob zastosuvannâdinamíčnogoprogramuvannâdlâzadačírívnomírnogovikoristannâvítrovihelektroustanovok |
| first_indexed |
2025-07-08T20:46:46Z |
| last_indexed |
2025-07-08T20:46:46Z |
| _version_ |
1837113131089788928 |
| fulltext |
ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2014. № 4 135
УДК 004.891; 004.942
ЗАСТОСУВАННЯ ДИНАМІЧНОГО ПРОГРАМУВАННЯ ДЛЯ ЗАДАЧІ РІВНОМІРНОГО
ВИКОРИСТАННЯ ВІТРОВИХ ЕЛЕКТРОУСТАНОВОК
М.О.Медиковський, докт.техн.наук, В.М.Теслюк, докт.техн.наук, О.Б.Шуневич, канд.техн.наук
Національний університет «Львівська політехніка»,
вул. С. Бандери, 12, Львів, 79013, Україна.
e-mail: oleh.shunevych@gmail.com
Розроблено метод визначення необхідного і можливого набору ввімкнених вітрових електроустановок у даний
час. Шляхом комп'ютерного імітаційного моделювання здійснено перевірку рівномірності зношування ВЕУ
(вітрових електроустановок). Відтворено поведінку досліджуваної системи у часі засобами дискретно-подіє-
вого моделювання, в результаті чого здійснювалось визначення складу вітрової електростанції. Результати
кожного окремого експерименту записувалися у масив даних, після чого здійснювалося оцінювання результатів
сукупності експериментів. Бібл. 4, рис. 4.
Ключові слова: вітрова електростанція, вітрова електроустановка, пакування рюкзака, інтегральна оцінка,
ефективність.
Вступ. Режими роботи сучасних вітрових електростанцій (ВЕС) передбачають вироблення заданої кіль-
кості електроенергії в умовах змінного енергетичного потенціалу вітру. В такому випадку задача диспетчера ав-
томатизованої системи управління енергодинамічними процесами полягає у визначенні необхідного для ввімк-
нення в конкретний час ВЕУ. Перед ним постає завдання оперативного оцінювання стану об'єктів, що характе-
ризуються неоднорідними параметрами. Найчастіше таку оцінку диспетчер робить інтуїтивно і, при цьому, йо-
го рішення не зажди достатньо обґрунтоване та оптимальне. Тому задача розроблення методів та засобів інте-
лектуалізації систем управління вітровою електростанціею є актуальною.
У роботі представлено результати теоретичних і практичних досліджень методів оцінювання об'єктів,
зокрема методу визначення вагових коефіцієнтів важливості параметрів вітрової електроустановки (ВЕУ). От-
римано нові наукові результати, серед яких − вперше розроблений узагальнений критерій ефективності вітрової
електроустановки з використанням визначених і нормованих параметрів режиму, що дало змогу здійснити по-
рівняльне оцінювання корисності кожної ВЕУ [2, 3].
Особливості розв’язання задачі. В роботі обґрунтовано підхід для визначення набору вітрових елек-
троустановок ВЕС, який ґрунтується на використанні динамічного програмування та розроблених програмних
засобах. На першому кроці розв’язання задачі відбувається ініціалізація системи, що передбачає визначення по-
чаткового стану кожної з ВЕУ, а саме: встановлення початкових значень для параметрів кількості виробленої
енергії, часу напрацювання кожної ВЕУ, кількості комутацій та інших параметрів, що визначають технічний
стан кожної ВЕУ. Після цього маємо можливість розв’язати задачу пакування рюкзака за допомогою методу
динамічного програмування, який передбачає
1 1 2 2 ... m mb P b P b P P+ + + ≤ , 1 1 2 2 ... maxm mb C b C b C+ + + → , (1)
де 1 2, ,..., mb b b − набір бінарних величин, які необхідно визначити; 0jP > − потужність кожної ВЕУ; 0jC > −
ефективність (інтегральна оцінка) кожної ВЕУ; P − задана потужність ВЕС, яка необхідна в даний час.
Наступний етап першого кроку передбачає нормалізацію технічних параметрів кожної ВЕУ та
обчислення її інтегральної оцінки. Для нормалізації параметрів до інтервалу [ , ]α β використано таку залежність
α+α−β
−
−
=
−+
−
)(
ii
ii
i
KK
KK
K , (2)
де iK − технічний параметр i-ї ВЕУ; maxi iK K+ = ; mini iK K− = ; , 1,i iK K i n+ ≠ = .
Для знаходження ефективності кожної ВЕУ використано адитивний підхід (залежність 3)
nn KKKC ϖ++ϖ+ϖ=∑ ...2211 , 1,...,j n= (3)
де jK − j-й технічний параметр ВЕУ; jϖ − ваговий коефіцієнт важливості j-го технічного параметру.
Значення вагових коефіцієнтів визначено за допомогою методу Сааті.
На другому кроці розв’язуємо задачу пакування рюкзака, нормалізуємо вихідні значення технічних
параметрів ВЕУ та обчислюємо інтегральну оцінку. Для реалізації такого алгоритму розроблено програмні
засоби.
© Медиковський М.О., Теслюк В.М., Шуневич О.Б., 2014
136 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2014. № 4
За таким алгоритмом відбуваються всі 8640 обчислювальні експерименти. Необхідно додати, що зна-
чення набраної сумарної потужності після кожного експерименту зберігаються в окремому масиві для подаль-
шого аналізу і статистики, підрахунку відхилень і т.п.
Особливості проведення вичислювального експерименту. В процесі проведення експерименту кіль-
кість ітерацій була рівною 24*30*12 = 8640 – симуляція для одного року роботи ВЕС. При цьому, потужність
генерувалося випадковим чином на діапазоні [100; 2500] кВт. Задана сумарна потужність ВЕС дорівнює 70000
кВт. Як критерії ефективності визначено: час напрацювання турбін (рис. 1), год; вироблена потужність (рис. 2),
кВт; число комутацій (рис. 3); технічний стан. Отримані результати записано у базу даних, на основі чого про-
ведено статистичний аналіз усіх критеріїв. Окрім того, результати розв’язання задачі пакування рюкзака, а саме
область набраних потужностей, показано на рис. 4.
Для подальшого визначення узагальненої ефективності, слід оцінити поточний стан параметрів кожної
ВЕУ. Наприклад, для критерію напрацювання виконуємо такі кроки: визначаємо ВЕУ з максимальним часом
напрацювання; знаходимо ВЕУ з мінімальним часом напрацювання; тоді знаходимо середній час напрацювання
і значення розсіювання у %.
Такі ж самі кроки виконуємо для критеріїв: вироблена потужність, кількість комутацій і технічний стан [1].
Для зручності аналізу усі критерії нормалізовано [4]. Встановлено інтервал нормалізації значень
[0;999].
Результати дослідження. Проаналізувавши область набраних потужностей, встановлено, що розмах
варіації складає від 419R = кВт, середнє лінійне відхилення 36l = кВт, дисперсія сукупності значень
2 2349σ = , середнє квадратичне відхилення 48,46σ = кВт, лінійний коефіцієнт варіації 0,045%V = , квадра-
тичний коефіцієнт варіації 0,06%V = .
Висновок. В результаті досліджень розроблено метод визначення динамічної структури вітрової елек-
тростанції з використанням узагальнюючого критерію ефективності вітрових електроустановок та засобів роз-
в'язання оптимізаційних задач.
Рис. 1 Рис. 2
Рис. 3 Рис. 4
ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2014. № 4 137
На підставі аналізу розрахунку числа комутацій кожної вітрової електроустановки за однакових умов
визначено, що застосування розробленої системи підтримки прийняття рішень зменшує середній показник на
6,7%.
1. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. – М.: Высш. шк., 2003. – 479 с
2. Медиковський М.О., Шуневич О.Б. Багатокритеріальний метод оцінювання ефективності вітроенер-
гетичної установки // Вісник інженерної академії України. – 2010. – Вип. 3-4. – С. 240–245.
3. Медиковський М.О., Шуневич О.Б. Дослідження ефективності методів визначення вагових коефі-
цієнтів важливості // Вісник Хмельницького національного університету. – 2011. – № 5. – С. 176–182.
4. Подиновский В.В. Введение в теорию важности критериев в многокритериальных задачах принятия
решений. – М.:ФИЗМАТЛИТ, 2007. – 64 с.
УДК 004.891; 004.942
ПРИМЕНЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ ДЛЯ ЗАДАЧИ РАВНОМЕРНОГО
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЕТРОВЫХ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК
Н.А.Медиковский, докт.техн.наук, В.Н.Теслюк, докт.техн.наук, О.Б.Шуневич, канд.техн.наук
Национальный университет «Львовская политехника»,
ул. С. Бандери, 12, Львов, 79013, Украина.
e-mail: oleh.shunevych@gmail.com
Разработан метод определения необходимого и возможного набора включенных ветровых электроустановок в
настоящее время. Путем компьютерного имитационного моделирования проведена проверка равномерности
износа ВЭУ (ветровых электроустановок). Воспроизведено поведение исследуемой системы во времени сред-
ствами дискретно-событийного моделирования, в результате чего осуществлялось определение состава
ветровой електростанции. Результаты каждого отдельного эксперимента записывались в массив данных,
после чего осуществлялось оценки результатов совокупности экспериментов. Библ. 4, рис. 4.
Ключевые слова: ветровая электростанция, ветровая электроустановка, упаковки рюкзака, интегральная оцен-
ка, эффективность.
THE USE OF DYNAMIC PROGRAMMING FOR THE PROBLEM OF THE UNIFORM USE OF WIND PLANTS
M.O.Medykovskyi, V.M.Teslyuk, O.B.Shunevych
National University “Lviv Polytechnic”,
str. S.Bandery, 12, Lviv, 79013, Ukraine.
e-mail: oleh.shunevych@gmail.com
Developed the method for determining required and possible set of enabled wind turbines in real time. By means of
computer simulation the examination of the uniformity of windmills’ (wind plants) wear has been realized. The behaviour
of the studied system in time by means of the discrete-event simulation has been reproduced, as a result of what the
determination of wind power station’s structure has been realized a fixed number of times. The results of each experiment
were recorded in a data set, and then the evaluation of these experiments’ sets was carried out. References 4, figures 4.
Key words: wind farm, wind turbine, knapsack problem, integrated evaluation, efficient.
1. Gmurman V.E. Probability theory and mathematical statistics. – Moskva: Vysschaia shkola, 2003. – 479 p. (Rus)
2. Medykovskyi M.O., Shunevych O.B. Multicriteria method efficiency evaluation of wind turbine // Visnyk
Inzhenernoi Akademii Ukrainy. – 2010. – Vypusk 3–4. – Pp. 240–245. (Ukr)
3. Medykovskyi M.O., Shunevych O.B. Efficiant Investigation of method for determining the weight
coefficients importance // Visnyk Khmelnytskoho Natsionalnoho Universytetu. – 2011. – № 5. – Pp. 176–182. (Ukr)
4. Podinovskyi V.V. Introduction to the importance of criteria in multicriteria decision-making problems. –
Moskva: FIZMATLIT, 2007. – 64 p. (Rus)
Надійшла 10.02.2014
|