ЗАДАЧА ОПТИМИЗАЦИИ СТРУКТУРЫ СИСТЕМЫ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОТВЕТСТВЕННЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ОБЪЕКТОВ МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ

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.