В НГТУ НЭТИ разрабатывается алгоритм для оптимального проектирования электрических сетей
В Новосибирском государственном техническом университете НЭТИ разрабатывают программу для расчета и проектирования электрических сетей, основанную на применении эволюционных алгоритмов и методов искусственного интеллекта.
По словам ассистента кафедры электрических станций НГТУ НЭТИ Никиты Сергеева, при проектировании новых электрических сетей раньше следовали существующим стандартам, был устоявшийся подход к проектированию. Сейчас есть тенденция перехода к распределенной энергетике и оптимальное проектирование электросетей становится сложнее. В проектировании электрических сетей все чаще становится необходимо учитывать наличие нескольких маломощных источников энергии, перебирать варианты расстановки электрооборудования. Таких вариантов может быть большое количество, а это трудозатратно.
«Мной было предложено использовать генетические и роевые алгоритмы — по сути это математические методы, основанные на принципах природных процессов, таких как эволюция и коллективное поведение живых организмов. Роевой интеллект ориентируется на поведение стай (птиц, волков). Допустим, когда птицы перемещаются в стае, они пытаются найти оптимальную траекторию полета. В условиях подбора баланса между оптимальной траекторией для каждой отдельной особи и для стаи в целом постоянно корректируется направление движения. Это можно математически выразить и использовать для поиска оптимальных решений в различных инженерных задачах. Например, подобрать из множества вариантов электрической сети оптимальный, оценив каждый вариант по показателям надежности и экономической эффективности. Именно для поиска таких оптимальных вариантов и используются методы искусственного интеллекта», — рассказал Никита Сергеев.
По его словам, при проектировании электрической сети нужно расставлять выключатели между источником электроэнергии и потребителями. Это оборудование позволяет при аварии автоматически отключать поврежденный элемент сети и быстро вводить его в работу после устранения неисправности. Поскольку выключатели являются дорогим оборудованием, важно определить их оптимальное количество и расположение с целью как снижения стоимости сети, так и обеспечения достаточно надежного электроснабжения. Программа перебирает и оценивает различные варианты расстановки выключателей и на выходе предлагает несколько решений.
«Результаты исследования могут применяться в задачах проектирования автономных энергокомплексов в удаленных районах России, таких как Дальний Восток, Крайний Север», — добавляет Никита.
В настоящее время получено свидетельство на регистрацию программы для ЭВМ «Программа поиска оптимального расположения и количества пунктов секционирования распределительной электрической сети с применением эволюционных и роевых алгоритмов». По результатам данного исследования может быть создан программно-аппаратный комплекс для использования специалистами при сравнении нескольких вариантов конфигурации электрической сети.