4962385186

Minimalizacja kosztów wytwarzania energii elektrycznej w elektrowniach ...    127

Uwzględniając charakterystykę budowy i działania układu TW-KME całkowita energia As® generowana w układzie i wprowadzona do systemu elektroenergetycznego w roku t opisana jest zależnością:

A(i) - AO _ Ad) _ Ań _ aO) , jo ₊(Ad    \    /zn

gdzie: A®tw - energia generowana przez turbinę w roku /, A®pw - energia zużyta na potrzeby własne układu w roku t, A^(,)a - energia tracona w trakcie awaryjnych przerw w pracy turbiny w roku /, A⁽'ⁱ⁾me{+) - całkowita energia oddawana z magazynu do systemu w roku t (rozładowanie), A⁽®me{~) - całkowita energia pobierana z generatora przez magazyn energii w roku t (ładowanie), Ameo.Amek energia zgromadzona w magazynie odpow iednio na początku i końcu roku t.

Wartość energii generowanej przez turbinę wiatrową A⁽⁰rw w roku t może być ustalona z zastosowaniem rozkładu gęstości prawdopodobieństwa Weibulla lub wykorzystaniem pomiarowych przebiegów zmian prędkości wiatru z lokalizacji analizowanego układu [6, 8],

Uwzględniając istnienie zbioru ograniczeń strukturalnych i funkcjonalnych oraz zależność (3) dla zadania optymalizacji układu turbina wiatrowa -kinetyczny magazyn energii zdefiniować można zmodyfikowaną funkcję celu, która przy zastosowaniu metody funkcji kary [2] przyjmuje postać:

gdzie: k_sEw, kpw - liczba ograniczeń strukturalnych i funkcjonalnych, F_k(i)(x) -funkcja kary dla /-tego ograniczenia.

Minimalizacja funkcji (5) prowadzi do znalezienia najniższego kosztu jednostkowego wytworzenia energii elektrycznej z uwzględnieniem algorytmu współpracy układu TW-KME z systemem elektroenergetycznym.

Wyznaczenie wartości funkcji celu (5) wymaga ustalenia szczegółowej struktury wektora składowych inwestycyjnych K₍ i eksploatacyjnych K₍„ Przyjmuje się, że składniki inwestycyjne obejmują: zakup, transport i montaż turbin wiatrowych, osprzęt elektryczny przeznaczony do ich podłączenia, fundamenty i przygotowanie terenu, zakup i montaż zasobników energii z układami sterowania, koszty dodatkowe związane z instalacją zasobników energii, wykup gruntów, opracowanie dokumentacji projektowej (łącznie z analizą warunków przyłączenia układu do sieci SN lub WN), analizę zasobów energetycznych (w tym pomiary prędkości wiatru) oraz pozostałe prace związane z budową i uruchomieniem układu. Podstawowym składnikiem kształtującym eksploatacyjną część funkcji celu są konserwacja i przeglądy turbin, zasobników energii oraz pozostałych urządzeń wyposażenia elektrycznego. Dodatkowo, w funkcji celu uwzględniono koszty dzierżawy gruntów (koszty inwestycyjne związane z wykupem ziemi przyjmowane są w takim przypadku jako równe zero) oraz koszty osobowe personelu