Системный анализ, управление и обработка информации

Особенности энергоснабжения автономных объектов в условиях труднодоступных территорий

М. Ю. Карелина, Р. В. Клюев, Д. В. Сердечный

Государственный университет управления, 109542, Россия, Москва, Рязанский проспект, 99

Аннотация: Освоение арктических и других труднодоступных территорий является стратегической задачей Российской Федерации, обеспечивающей национальную безопасность и социально-экономическое развитие страны. Устойчивое функционирование объектов, расположенных на труднодоступных территориях, напрямую зависит от надежности и эффективности их энергетической инфраструктуры. Актуальность исследования обусловлена растущим числом автономных объектов (метеостанций, баз добычи полезных ископаемых, телекоммуникационных вышек) в труднодоступных регионах Российской Федерации (Арктика, Дальний Восток, Сибирь), где подключение к единой энергосистеме технически бывает невозможно или экономически нецелесообразно. Энергоснабжение таких объектов сопряжено с экстремальными климатическими условиями, логистическими сложностями и требованиями высокой надежности.
Цель исследования – разработка методики оптимизации состава гибридной энергетической системы для автономных объектов в труднодоступных регионах на основе многокритериального анализа, обеспечивающей минимизацию стоимости энергии при заданных требованиях к надежности электроснабжения и экологическим показателям.
Методы исследования. Методы системного анализа и математического моделирования использованы для комплексной оценки эффективности гибридных энергетических систем (комплексов), совмещающих возобновляемые источники энергии с традиционными дизельгенераторами и системами накопления энергии.
Результаты. В ходе исследования разработана многокритериальная оптимизационная модель, позволяющая определить рациональную структуру и параметры гибридных энергетических систем по критериям минимума стоимости жизненного цикла, максимума надежности и минимума выбросов. Проведенное имитационное моделирование работы системы в условиях случайного набора метеопараметров и нагрузки подтвердило возможность снижения расхода дизельного топлива на 40–60 % и выбросов CO$_2$ на 35–55 % при сохранении высокого уровня надежности энергоснабжения.
Выводы. Результаты работы могут быть использованы для проектирования и модернизации систем энергоснабжения автономных объектов, эксплуатируемых в суровых условиях Российской Арктики.

Ключевые слова: автономное энергоснабжение, гибридная энергетическая система, возобновляемые источники энергии, системный анализ, оптимизация, труднодоступные территории, накопление энергии, арктические условия

УДК: 303.732.4

MSC: 37N35

Поступила в редакцию: 29.08.2025
Исправленный вариант: 19.09.2025
Принята в печать: 29.09.2025

DOI: 10.35330/1991-6639-2025-27-5-43-53

Реферативные базы данных:

•