Techniczno-ekonomiczne aspekty optymalizacji wybranych układów elektrycznych

Andrzej Tomczewski

Uzyskaj dostęp

Zakup książkę

ISBN/ISSN:

978-83-7775-332-3

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej

Rok wydania:

2014

Liczba stron:

296

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Bibliografia:

Tomczewski, Andrzej. Techniczno-ekonomiczne aspekty optymalizacji wybranych układów elektrycznych. Red. . : Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, 2014, 296 s. ISBN 978-83-7775-332-3

Bibliografia refWorks:

RT Book, Whole

SR Electronic(1)

A1 Tomczewski, A.

T1 Techniczno-ekonomiczne aspekty optymalizacji wybranych układów elektrycznych

PB Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej

YR 2014

SN 978-83-7775-332-3

Bibliografia BibTex:

@Book{ 200959, author = "Tomczewski, Andrzej", editor = "", title = "Techniczno-ekonomiczne aspekty optymalizacji wybranych układów elektrycznych", publisher = "Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej", year = "2014", address = "", isbn = "978-83-7775-332-3" }

Bibliografia endNote:

TY - BOOK

AU - Tomczewski, Andrzej

ED -

TI - Techniczno-ekonomiczne aspekty optymalizacji wybranych układów elektrycznych

PB - Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej

CY -

PY - 2014

SN - 978-83-7775-332-3

ER -

Netografia (standard APA):

Tomczewski, Andrzej. Techniczno-ekonomiczne aspekty optymalizacji wybranych układów elektrycznych [baza danych online] : Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, 2014 [dostęp: 03 07 2024]. Dostęp w Ibuk Libra: https://libra.ibuk.pl/reader/techniczno-ekonomiczne-aspekty-optymalizacji-wybranych-ukladow-andrzej-tomczewski-200959.

układy elektryczne, turbina wiatrowa, algorytmy numeryczne

W pracy przedstawiono problematykę optymalizacji złożonych układów elektrycznych wykorzystaniem metody populacyjnej zmodyfikowanego algorytmu genetycznego. Analizowano układ turbina wiatrowa kinetyczny magazyn energii (generacja energii)oraz dwa t...

Więcej

ISBN/ISSN:

978-83-7775-332-3

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej

Rok wydania:

2014

Liczba stron:

296

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Streszczenie7
Wykaz ważniejszych oznaczeń8
1.1.Techniczno-ekonomiczne aspekty projektowania i użytkowania układów elektrycznych13
1. Wprowadzenie13
1.2. Ekologia w projektowaniu, konstrukcji i eksploatacji układów technicznych15
2. Cel, zakres i zadania szczegółowe19
3. Charakterystyka wybranych układów elektrycznych22
3.1. Wprowadzenie22
3.2. Turbiny wiatrowe23
3.2.1. Wykorzystanie turbin wiatrowych, zasoby energetyczne wiatru23
3.2.2. Model matematyczny turbiny wiatrowej27
3.2.2.1. Budowa i zasada działania27
3.2.2.2. Regulacja mocy mechanicznej30
3.2.2.3. Model układu przeniesienia napędu31
3.2.2.4. Model obwodowy generatora32
3.3. Magazyny energii38
3.4. Algorytm współpracy turbiny wiatrowej z kinetycznym magazynem energii43
3.4.1. Charakterystyka układu turbina wiatrowa–kinetyczny magazyn energii43
3.4.2. Analiza statystyczna przebiegów prędkości wiatru47
3.4.3. Dobór pojemności kinetycznego magazynu energii do współpracy z turbiną wiatrową51
3.4.4. Wyniki analizy statystycznej pomiarowych przebiegów prędkości wiatru i doboru pojemności magazynu kinetycznego52
3.4.5. Badania symulacyjne układu elektrownia wiatrowa–kinetyczny magazyn energii65
3.5. Systemy oświetlenia elektrycznego83
3.5.1. Promieniowanie świetlne i wielkości fotometryczne83
3.5.2. Złożone systemy oświetlenia elektrycznego85
3.5.2.1. Definicje podstawowe85
3.5.2.2. Systemy oświetlenia wnętrz86
3.5.2.3. Systemy oświetlenia układów komunikacyjnych88
3.5.3. Wymagania normatywne90
3.5.3.1. Systemy oświetlenia wnętrz90
3.5.3.2. Systemy oświetlenia układów komunikacyjnych91
3.5.4. Metody analizy pola świetlnego92
3.5.4.1. Ogólna charakterystyka92
3.5.4.2. Zjawisko wielokrotnych odbić93
3.5.4.3. Różniczkowy opis pola świetlnego95
3.5.4.4. Całkowy opis pola świetlnego97
3.5.4.5. Wyznaczanie parametrów fotometrycznych na podstawie analizy pola świetlnego w złożonych systemach oświetleniowych99
3.5.5. Numeryczna i informatyczna realizacja analizy pola świetlnego złożonych układów oświetlenia elektrycznego101
3.5.5.1. Aproksymacja brył fotometrycznych101
3.5.5.2. Systemy oświetlenia wnętrz103
3.5.5.3. Systemy oświetlenia układów komunikacyjnych107
3.5.5.4. Implementacja informatyczna aplikacji do obliczeń pola świetlnego108
3.6. Podsumowanie114
4. Metody optymalizacji i sposoby ich realizacji informatycznej117
4.1. Wprowadzenie117
4.2. Metody optymalizacji119
4.2.1. Zadanie, typy i ograniczenia optymalizacji119
4.2.2. Metody deterministyczne127
4.2.3. Metody stochastyczne i heurystyki130
4.2.3.1. Metoda Monte Carlo131
4.2.3.2. Heurystyki „samotnego poszukiwacza”133
4.2.3.3. Heurystyki populacyjne135
4.2.4. Metody hybrydowe136
4.3. Numeryczna i informatyczna realizacja obliczeń optymalizacyjnych138
4.3.1. Języki programowania, technologia .NET i wielowątkowość138
4.3.2. Konfiguracja sprzętowa komputerów przeznaczonych do obliczeń optymalizacyjnych142
4.3.3. Metody podnoszenia efektywności kodu źródłowego i wynikowego144
4.3.4. Dostęp do baz danych w aplikacjach optymalizacyjnych146
4.4. Zrównoleglenie obliczeń numerycznych148
4.4.1. Charakterystyka i możliwości obliczeniowe komputerów równoległych i wielordzeniowych148
4.4.2. Tworzenie aplikacji na maszyny równoległe i wielordzeniowe156
4.4.2.1. Szeregowanie zadań, efektywność kodu wynikowego156
4.4.2.2. Maszyny z pamięcią lokalną157
4.4.2.3. Maszyny z pamięcią wspólną158
4.4.2.4. Komputery z procesorami wielordzeniowymi158
5. Optymalizacja wybranych układów elektrycznych162
5.1. Wprowadzenie162
5.2. Charakterystyka zadań optymalizacji wybranych układów elektrycznych163
5.3. Ekonomiczne aspekty optymalizacji złożonych układów elektrycznych166
5.4. Kryterium optymalizacyjne, ograniczenia strukturalne i funkcjonalne169
5.4.1. Układy turbina wiatrowa–kinetyczny magazyn energii169
5.4.2. Złożone systemy oświetlenia elektrycznego wnętrz178
5.4.3. Złożone systemy oświetlenia elektrycznego układów komunikacyjnych186
5.5. Model analityczny i informatyczny metody optymalizacyjnej195
5.5.1. Wybór metody195
5.5.2. Zastosowana metoda algorytmu genetycznego199
5.5.3. Zrównoleglenie algorytmu optymalizacji213
5.5.3.1. Układy turbina wiatrowa–kinetyczny magazyn energii213
5.5.3.2. Systemy oświetlenia elektrycznego wnętrz215
5.5.3.3. Systemy oświetlenia elektrycznego układów komunikacyjnych217
5.5.4. Informatyczna realizacja systemów optymalizacyjnych219
5.6. Wyniki obliczeń optymalizacyjnych226
5.6.1. Metodyka i zakres badań226
5.6.2. Właściwości zastosowanego algorytmu optymalizacyjnego229
5.6.3. Układy elektrownia wiatrowa–kinetyczny magazyn energii238
5.6.4. Systemy oświetlenia elektrycznego wnętrz248
5.6.5. Systemy oświetlenia elektrycznego układów komunikacyjnych257
5.7. Efektywność zrównoleglenia obliczeń optymalizacyjnych i numerycznych z zastosowaniem procesorów wielordzeniowych264
5.7.1. Metodyka i opis badań264
5.7.2. Zrównoleglenie algorytmu optymalizacyjnego266
5.7.3. Zrównoleglenie procedury analizy pola świetlnego270
5.8. Podsumowanie274
6. Podsumowanie i wnioski końcowe277
Literatura283
Abstract296

nasferęeksploatacyjnąorazutrzymanienaodpowiednimpoziomieparametrów

funkcjonalnychurządzeńwcałymokresieichużytkowania.Kryteriaprzydatno-

ści,jakimikierująsięproducenciiużytkownicysąsprzeczneibezkompromisu

niemogąbyćzgodnewramachjednegorozwiązania.Biorącpoduwagępowyż-

sze,nowoczesnepodejściedoprojektowania,produkcjiieksploatacjiurządzeń

elektrycznychwymagarównoczesnegouwzględnieniaaspektówtechnicznych

iekonomicznych.Częstospełnieniewymagańnormatywnych,uzyskaniezakła-

danychparametrówtechnicznychiużytkowychorazpoziomubezpieczeństwa

użytkowaniaurządzeniamożliwejestzrównoczesnymzmniejszeniemzużycia

materiałówdoprodukcji,wydłużeniemokresubezawaryjnejpracyorazobniże-

niemzużyciaenergiielektrycznejwprocesiewytwarzaniaieksploatacji.Osią-

gnięciewymienionegokompromisuocharakterzetechniczno-ekonomicznym

możliwejestjedynieprzyzastosowaniuprocesuoptymalizacji,któregopodsta-

wąjestodpowiedniosformułowanafunkcjacelu,uwzględniającazbiórwszyst-

kich,częstosprzecznych,kryteriów.Wtedydobrerezultatydajeprzyjęcieeko-

nomicznej(kosztowej)jejpostaciiuwzględnienierozbudowanegozbioruogra-

niczeńobejmującegoróżneaspektyfunkcjonowaniaurządzenialubsystemu,

przedewszystkimtechniczne(np.zaleceniatechniczne,możliwościtechnolo-

giczneitp.).Dualnycharakterkosztów,odzwierciedlającytypowypodziałna

częśćinwestycyjnąorazeksploatacyjną,stanowipodstawędorealizacjiróżnych

wariantówoptymalizacji(minimalizacjakosztówinwestycyjnych,eksploatacyj-

nych,całkowitych).Dlatakprzyjętejpostacizadaniaistotnesązarównotech-

niczne,jakiekonomicznejegoaspekty,aichrozdzieleniemożeprowadzićdo

niepełnychlubniepoprawnychrozwiązań.Wymienionecechycharakteryzowa-

nychzagadnieńkierująrozważaniarównieżwstronęmetodoptymalizacjiwie-

lokryterialnej,zuwzględnieniemdwóchgłównychskładnikówfunkcjicelu–

inwestycyjnegoieksploatacyjnego[15,17,56,103,128,130,186,187].

Scharakteryzowanepowyżejzagadnienieulegaznacznemuskomplikowaniu

dlazłożonychukładówelektrycznych.Przyzałożeniu,żesąonezbudowane

zustalonejliczbywcześniejwyprodukowanychurządzeńelektrycznych,kon-

struktorniemawpływunaprocesprojektowaniaiwytwarzaniaelementówskła-

dowych,majedynieinformacjeoichparametrachznamionowych.Zatempod-

stawowymzadaniemoptymalizacjijestposzukiwaniekonfiguracjiukładu(ilość,

typy,wzajemnepołożeniegeometryczneielektryczneorazustaleniemetodich

łączenia),dlaktórejprzyjętafunkcjaceluuzyskujewartośćekstremalną[88,

124,129,195,196,197].

Rozwiązanietakpostawionegozadaniaprowadzinajczęściejdoprocesu

optymalizacjiwwielowymiarowejprzestrzenirozwiązań,dlaktórejliczba

zmiennychdecyzyjnychjestniejednokrotnietakduża,żenieefektywne,

anawetniemożliwejeststosowaniemetodzdeterminowanych.Wielomodalna

postaćfunkcjiceluwymagaczęstostosowaniastochastycznychmetodoptymali-

zacji,np.modyfikowanychmetaheurystykpopulacyjnych.Dlametodewolucyj-

Brak wyników

Techniczno-ekonomiczne aspekty optymalizacji wybranych układów elektrycznych

Treść książki

Znajdź bibliotekę blisko siebie, i uzyskaj dostęp do ebooka w systemie IBUK Libra