ЗАДАЧА ОПТИМИЗАЦИИ СТРУКТУРЫ СИСТЕМЫ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОТВЕТСТВЕННЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ОБЪЕКТОВ МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ

Владимир Викторович Карагодин, Константин Аркадьевич Полянский

Аннотация


Современные тенденции развития технологических и технических систем вооружения объектов Министерства обороны Российской Федерации (МО РФ) обуславливают повышенные требования к надежности электроснабжения ответственных потребителей и качеству электроэнергии во всех режимах их работы. В настоящее время для обеспечения данных требований наиболее часто используются системы бесперебойного электроснабжения (СБЭ), выполняемые на базе статических источников бесперебойного питания (ИБП), имеющих ряд преимуществ по сравнению с системами, выполненными на базе динамических ИБП. В зависимости от требований к бесперебойности и качеству электроснабжения, количества и мощности потребителей, условий размещения основного оборудования СБЭ и других факторов, построение систем бесперебойного электроснабжения может производиться по различным схемам. В статье рассмотрены постановка и концептуальная модель задачи оптимизации структуры и параметров СБЭ ответственных потребителей, на основе которых сформулирована математическая постановка рассматриваемой задачи. При построении математической модели задачи оптимизации СБЭ учитываются два главных показателя эффективности: в качестве экономического показателя − капитальные затраты, т.е. затраты на приобретение оборудования СБЭ, и в качестве показателя надежности − вероятность безотказной работы. Задача оптимизации структуры и параметров СБЭ сведена к однокритериальной оптимизационной задаче, в которой в качестве критерия оптимальности принят экономический критерий. Требуемый уровень надежности электроснабжения с учетом возможности резервирования ИБП учитывается в виде ограничения. Определен порядок расчета вероятности безотказной работы СБЭ с некоторой кратностью резервирования. Введены и определены переменные, фиксированные значения которых определяют отдельное решение задачи, целевая функция, представляющая собой суммарные капитальные затраты на построение СБЭ всех ответственных потребителей и/или групп этих потребителей, и набор ограничивающих условий. Целевая функция предполагается линейной относительно своих переменных. Переменные являются булевыми переменными, а данная математическая модель относится к классу линейных булевых математических моделей. На основе анализа методов решения задач дискретной оптимизации обосновано применение метода «ветвей и границ», алгоритм которого реализован в программе MS Excel 2010. В качестве примера рассмотрено решение задачи выбора оптимального варианта построения СБЭ на базе ИБП для конкретных начальных условий. Решение поставленной в статье задачи позволит выбрать оптимальный по капиталовложениям вариант построения системы бесперебойного питания, обеспечивающий требуемый уровень надежности электроснабжения ответственных потребителей.

Полный текст:

PDF

Литература


Воропай Н.И. Концепция обеспечения

надёжности в электроэнергетике [Текст] / Н.И.

Воропай, Г.Ф. Ковалёв, Ю.Н. Кучеров [и др.]. – М.:

ООО ИД «ЭНЕРГИЯ», 2013. – 212 с.

Герасимов А.Н. Системы бесперебойного

электроснабжения: учебное пособие [Текст] / А.Н.

Герасимов, А.В. Орлов, В.Ф. Петрушин:– СПб.:

Министерство Обороны РФ, 1997. – 203 с.

Коттули К. Сравнение статических и динамических ИБП [Текст] / К. Коттули // Информационные статьи Schneider Electric.– 2011. – № 92.– 17 с.

Аполлонский С.М. Надежность и эффективность электрических аппаратов [Текст] / С.М.

Аполлонский, Ю.В. Куклев. – СПб.: Издательство

«Лань», 2011. – 448 с.

Леоненков А.В. Решение задач оптимизации

в среде MS Excel [Текст] / А.В. Леоненков. – СПб.:

БХВ-Петербург, 2005. – 704 с.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.