Підвищення ефективності розподілу електричної енергії при децентралізованому керуванні електричним опаленням на основі рівноваги Неша
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.213492Ключові слова:
децентралізована система керування, розподілення обмеженого ресурсу, колективна поведінка автоматів, електричне опаленняАнотація
Широке використання електричної енергії при обігріві/охолоджені повітря у приміщеннях обумовлює розробку нових методів ефективного керування споживачами електричної енергії при наявності обмежень, що змінюються. Досліджено модель системи децентралізованого керування групою електричних обігрівачів приміщення на основі колективної поведінки автоматів, взаємодіючих з випадковим середовищем при розподілі обмеженого ресурсу.
Розглянута задача відрізняється від відомих тим, що учасники розподілу обмежені у використанні ресурсу умовою «все або нічого». Це означає, що кожен електричний нагрівач в поточний момент часу може використовувати фіксований обсяг енергоресурсу або відмовитися від нього, а третього не надається. Рішення про підключення нагрівачів до електричної мережі приймається при виконанні рівноваги Неша. Умова рівноваги Неша в цій роботі означає, що невикористана потужність електричної мережі нижче, ніж потужність будь-якого нагрівача не підключеного до електричної мережі.
Досліджено процедуру самоорганізації групи електричних обігрівачів. Розроблено модель системи керування електричними обігрівачами з завданням розподілу обмеженого ресурсу електричної енергії на базі рівноваги Неша, що використовує принципи децентралізованого керування, інформаційні технології для вироблення та здійснення керуючих дій групою обігрівачів. Проведені експерименти підтвердили ефективність децентралізованої системи керування електричним опаленням і дозволяють рекомендувати її для практичного використання. Показано, що запропонований підхід відкриває шлях до побудови економічно ефективних систем інтелектуального електричного опаленняПосилання
- Zhuravlevich, S. (2020). V Belarusi nachinayut massovo stroit' elektricheskie mnogoetazhki. Obyasnyaem, kakie u nih minusy. Available at: https://realty.tut.by/news/building/669062.html
- Il'chenko, V. (2017). Kak zhivut goroda Ukrainy, kotorye otkazalis' ot tsentral'nogo otopleniya. Available at: https://energo.delo.ua/energo-government-policy/goroda-kotorye-sdalis-i-otkazalis-ot-centralnogo-otoplenija-331568/
- Fajda, L. F., Sobolev, S. A., Fajda, E. L. (2004). Pat. No. 2259022 C1 RF. Method for controlling group of electric-heating devices. No. 2004107224/09; declareted: 10.03.2004; published: 20.08.2005, Bul. No. 23.
- Zhang, X., Shi, W., Li, X., Yan, B., Malkawi, A., Li, N. (2016). Decentralized temperature control via HVAC systems in energy efficient buildings: An approximate solution procedure. 2016 IEEE Global Conference on Signal and Information Processing (GlobalSIP). doi: https://doi.org/10.1109/globalsip.2016.7905980
- Villar, J. R., de la Cal, E., Sedano, J. (2009). A fuzzy logic based efficient energy saving approach for domestic heating systems. Integrated Computer-Aided Engineering, 16 (2), 151–163. doi: https://doi.org/10.3233/ica-2009-0302
- Tkachov, V., Gruhler, G., Zaslavski, A., Bublikov, A., Protsenko, S. (2018). Development of the algorithm for the automated synchronization of energy consumption by electric heaters under condition of limited energy resource. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (8 (92)), 50–61. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.126949
- Karavas, C.-S., Kyriakarakos, G., Arvanitis, K. G., Papadakis, G. (2015). A multi-agent decentralized energy management system based on distributed intelligence for the design and control of autonomous polygeneration microgrids. Energy Conversion and Management, 103, 166–179. doi: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2015.06.021
- Shi, W., Li, N., Chu, C.-C., Gadh, R. (2017). Real-Time Energy Management in Microgrids. IEEE Transactions on Smart Grid, 8 (1), 228–238. doi: https://doi.org/10.1109/tsg.2015.2462294
- Sosnin, K., Tkachev, V., Shkola, N., Martynenko, A. (2016). Model of decision support system based on fuzzy sets for grain drying control. 20th International Drying Symposium. Gifu.
- Morkun, V., Savytskyi, O., Ruban, S. (2015). The use of heat pumps technology in automated distributed system for utilization of low-temperature energy of mine water and ventilation air. Metallurgical and Mining Industry, 6, 118–121.
- Golinko, I., Galytska, I. (2020). Mathematical Model of Heat Exchange for Non-stationary Mode of Water Heater. Advances in Computer Science for Engineering and Education II. ICCSEEA 2019. AISC, 938, 58–67. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-16621-2_6
- Herasina, O. V., Husiev, O. Y., Korniienko, V. I. (2019). Neuro-fuzzy forecasting of non-linear processes of blast furnace production. Radio Electronics, Computer Science, Control, 1, 89–97. doi: https://doi.org/10.15588/1607-3274-2019-1-9
- Wernstedt, F., Davidsson, P., Johansson, C. (2007). Demand side management in district heating systems. Proceedings of the 6th International Joint Conference on Autonomous Agents and Multiagent Systems - AAMAS ’07. doi: https://doi.org/10.1145/1329125.1329454
- Kupin, A. I., Muzyka, I. O., Kuznetsov, D. I. (2017). Structure of decision support system of information system intelligent climate control residential. Radio Electronics, Computer Science, Control, 1, 171–177. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/riu_2017_1_21
- Tsetlin, M. L. (1969). Issledovaniya po teorii avtomatov i modelirovaniyu biologicheskih sistem. Moscow: Nauka, 316.
- Varshavskiy, V. I. (1973). Kollektivnoe povedenie avtomatov. Moscow: Nauka, 405.
- Burkov, V. N. (1977). Osnovy matematicheskoy teorii aktivnyh sistem. Moscow: Nauka, 256.
- Zaslavsky, A. M., Tkachov, V. V., Protsenko, S. M., Bublikov, A. V., Suleimenov, B., Orshubekov, N., Gromaszek, K. (2017). Self-organizing intelligent network of smart electrical heating devices as an alternative to traditional ways of heating. Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High Energy Physics Experiments 2017. doi: https://doi.org/10.1117/12.2281225
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Oleksander Zaslavsky, Victor Tkachov, Kostiantyn Sosnin
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
