Теоретично обгрунтовано й експериментально перевірено методичну систему формування фізико-технічних знань у процесі фахової підготовки майбутніх вчителів фізики за умов кредитно-модульної системи організації навчально-виховного процесу у педагогічних ВНЗ України. Проаналізовано соціально-економічні, психолого-педагогічні основи формування фізико-технічних знань. Визначено роль і місце електротехніки в системі фахової підготовки майбутніх вчителів фізики. Висвітлено концептуальні засади модернізації системи навчання дисципліни "Загальна електротехніка" шляхом збільшення питомої ваги самоосвітньої діяльності, якісного та кількісного покращання інформаційного та матеріально-технічного забезпечення навчального процесу, запровадження інформаційних технологій навчання.

  Скачати повний текст

Грищук М. О. Методи та засоби діагностування силових трансформаторів розподільних електричних мереж з фотоелектричними станціями. - Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка» (14 – Електрична інженерія). - Вінницький національний технічний університет МОН України, Вінниця, 2020.Ця дисертація присвячена дослідженню аналізу частотної реакції з метою вдосконалення існуючих методів діагностування силових трансформаторів. У дисертаційній роботі поставлена й вирішена актуальна задача щодо визначення технічного стану силових трансформаторів що експлуатуються в розподільних електричних мережах з фотоелектричними станціями.Наукова новизна отриманих результатів що виносяться на захист, полягає у тому, що: - отримав подальший розвиток метод оптимізації визначення технічного стану силових трансформаторів, який шляхом врахування похибок вимірювальних приладів дозволяє визначити кількість повторних експериментів, що дозволяє зменшити помилки першого та другого роду; - отримав подальший розвиток метод визначення оптимальної послідовності випробувань силових трансформаторів в залежності від зміни результатів огляду силових трансформаторів, оперативним персоналом, який шляхом врахування результату зовнішніх проявів дефекту, дозволяє вибрати оптимальну послідовність контролю та зменшити час на виявлення та обґрунтування можливого дефекту на ранній стадії його розвитку; - отримав подальший розвиток метод визначення дефектів силових трансформаторів шляхом порівняння амплітудо - частотних характеристик, який за рахунок контролю додаткових діагностичних параметрів, запропонований за результатами виявлених відхилень амплітудо - частотних характеристик дозволяє підтвердити, або спростувати дефект прогнозований за результатами контролю амплітудо - частотних характеристик; - отримано подальший розвиток методу визначення оптимальної кількості випробувань, який шляхом використання D-оптимальних планів, дозволяє зменшити похибку визначення технічного стану силових трансформаторів. Практичне значення отриманих результатів визначено як: - розроблено алгоритми визначення технічного стану силових трансформаторів, під час конкретного обстеження силових трансформаторів 6-35 кВ; - розроблено програмне забезпечення пристрою комплексного діагностування; - розроблено програмний засіб для визначення оптимальної кількості вимірювань, під час комплексного діагностування.Загалом, висновки з цієї дисертаційної роботи можуть використовуватись як експлуатуючими підприємствами так і тими що обслуговують такі підприємства. Використання запропонованих методик дозволить зменшити витрати на проведення технічного діагностування силового трансформатора, та підвищити якість отриманих результатів.^UHryshchuk M. Methods and tools for diagnosing power transformers of electrical distribution networks with photovoltaic stations. - Qualifying scientific work on the rights of the manuscript. The dissertation on competition of a scientific degree of the doctor of philosophy in the direction of preparation 141 - "Electric power, electric engineering and electromechanics" on a specialty 14 - "Electrical engineering" - Vinnytsia national technical university, Vinnytsia, 2020.This dissertation is devoted to the study of frequency response analysis in order to improve existing methods for diagnosing power transformers. In the dissertation the actual problem on definition of a technical condition of the power transformers operated in distributive electric networks with photovoltaic stations is set and solved.The scientific novelty of the obtained results submitted for defense is that:- further developed a method of optimizing the technical condition of power transformers, which by taking into account the errors of measuring instruments allows to determine the number of repeated experiments, which reduces the errors of the first and second kind;- further developed a method of determining the optimal sequence of tests of power transformers depending on changes in the results of inspection of power transformers, operational staff, which by taking into account the result of external manifestations of the defect, allows to choose the optimal sequence of control and reduce ;- further developed a method for determining the defects of power transformers by comparing the amplitude - frequency characteristics, which by controlling additional diagnostic parameters, proposed by the results of the detected deviations of the amplitude - frequency characteristics allows to confirm or refute the defect predicted by the control of amplitude - frequency characteristics;- further development of the method of determining the optimal number of tests, which by using D-optimal plans, reduces the error in determining the technical condition of power transformers.The practical significance of the obtained results is defined as:- algorithms for determining the technical condition of power transformers have been developed during a specific inspection of 6-35 kV power transformers;- the software of the device of complex diagnosing is developed;- developed a software tool for determining the optimal number of measurements during complex diagnosis.In general, the conclusions from this dissertation can be used by both operating companies and those who serve such companies. The use of the proposed methods will reduce the cost of technical diagnostics of the power transformer, and improve the quality of the results.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.09.01 «Електричні машини й апарати» (141 – Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка). – Кременчуцький національний технічний університет імені Михайла Остроградського Міністерства освіти і науки України, Кременчук, 2019. Дисертаційна робота направлена на вирішення актуального наукового завдання, спрямованого на вдосконалення методів моделювання електромагнітних процесів і покращення точності визначення параметрів силових трифазних трансформаторів у режимах з несиметричними несинусоїдними струмами неробочого ходу.Виконано аналіз конструктивних особливостей трансформаторів І-ІІІ габаритів та запропоновано перетворення структур геометричних параметрів багатокомпонентних активних частин трансформаторів у кортежі фізико-геометричних структур, які доповнені множинами параметрів і характеристик механічних, електричних і магнітних властивостей їх матеріалів, що дозволило сформувати з кортежів локальних структур силових трансформаторів унітарну структуру для виробничої програми підприємства.Набули подальшого розвитку методи схемно-польових розрахунків електромагнітних процесів в активних частинах силових трифазних трансформаторів І-ІІІ габаритів. Вперше запропоновано спряжену схемно-польову модель електромагнітних процесів, яка поєднує інтегро-диференціальні рівняння схемної моделі для фазних струмів і потокозчеплень із диференціальними рівняннями у частинних похідних для векторних магнітних потенціалів. Запропоновано новий метод «вільного» зсуву обмоток у вікнах магнітної системи і введення додаткових площин симетрії активної частини, що дозволяє в чотири рази зменшити об'єм 3D області моделювання. Засобами конформного відображення ступінчастих стрижнів і ярм магнітної системи 3D області моделювання перетворюються у 2D підобласті, що скорочує час чисельної реалізації на два порядки і забезпечує високу точність розрахунків проектних параметрів.Запропоновано новий функціональний базис із функціями Гаусса і додатковими функціями похибок для побудови рівнянь нелінійної регресії та вдосконалено методику опису явищ гістерезисного і безгістерезисного намагнічування, що забезпечує підвищення точності математичного опису магнітних характеристик анізотропних холоднокатаних електротехнічних сталей.Визначено вплив несиметричного розподілу і гармонійного складу фазних струмів намагнічування на енергію магнітного поля в області активної частини, що дозволило уточнити параметри трифазного силового трансформатора і обґрунтувати напрями для зменшення струмів і втрат неробочого ходу.Розроблено уточнену методику розрахунку електромагнітних параметрів силового трансформатора на основі даних сумісного схемного і польового моделювання, отриманих із застосуванням сучасних спеціалізованих програм для чисельної реалізації 3D моделі магнітного поля з урахуванням особливостей конструктивної будови активної частини та нелінійних властивостей активних матеріалів.Запропоновано нову методику для корегування значень струмів намагнічування при роботі силових трансформаторів на різних ступенях РПН на основі методів лінійної та поліноміальної регресії, що значно покращує точність розрахунків і суттєво скорочує витрати часу на етапі конструкторської підготовки виробництва. На основі порівняння даних випробувань 19 трифазних силових трансформаторів I–III габаритів із розрахунковими параметрами неробочого ходу, що визначаються за коригуючою методикою і даними схемно-польового моделювання, доводиться істотне зниження похибок розрахунку параметрів неробочого ходу (на 12–14 % – для струму і на 9–11% – для втрат неробочого ходу).Запропоновано нові конструктивні рішення для компенсації третіх гармонійних складових струмів намагнічування і складових струмів намагнічування зворотної послідовності фаз, які полягають у диференціації площ перерізу стрижнів і кількості витків обмоток по фазах трансформатора. Це дозволило без збільшення маси магнітної системи і маси його обмоток скоротити відхилення фазних струмів намагнічування по амплітуді до 3,2%, зменшити діюче значення струму та втрати неробочого ходу трансформатора на 6,8% і 16,4% відповідно.Запропоновані у дисертації підходи, методики і нові технічні рішення можна розповсюдити для інших типів виконання силових трансформаторів І-ІІІ габаритів.Ключові слова: трансформатор силовий, магнітна система, активна частина, неробочий хід, магнітне поле, чисельне моделювання, електромагнітні процеси, гармонійний склад струмів.^UThesis for a Candidate Degree in Engineering (Doctor of Philosophy), specialty 05.09.01 "Electric Machines and Appliances" (141 – Electricity, Electrical Engineering and Electromechanics). – Kremenchuk National Technical University named after Mykhailo Ostrogradsky Ministry of Education and Science of Ukraine, Kremenchug, 2019.In the dissertation work the circuit-field calculations methods of parameters in no-load operation of power three-phase transformers I-III dimensions are further developed.New circuit-field models of electromagnetic processes in the active part of power transformer are proposed. The parameters of the external network, design features of active parts and nonlinear properties of active materials are taken into account. Approaches to improve the accuracy and efficiency of numerical implementation are substantiated.The influence of the asymmetric distribution and harmonic composition of phase magnetizing currents on the magnetic field energy in the active part region and the parameters of a three-phase power transformer is determined.Constructive solutions for reducing currents and no-load losses are proposed and substantiated.Key words: power transformer, magnetic system, active part, no-load, magnetic field, numerical simulation, electromagnetic processes, harmonic composition of currents.

Об'єкт дослідження: сумарне електричне навантаження енергосистеми. Мета роботи: удосконалення методів, розроблення моделей та засобів для підвищення точності та надійності результатів короткострокового прогнозування сумарного електричного навантаження енергосистеми з суттєвою часткою енергоємних підприємств та відновлюваних джерел енергії. Методи дослідження: математична статистика, методи чисельної оптимізації, методи аналізу часових рядів, методи машинного навчання, математичне моделювання, комп'ютерне моделювання. Теоретичні та практичні результати і новизна: полягають у розробленні архітектури штучної нейронної мережі глибокого навчання застосування якої підвищує точність та стабільність короткострокового прогнозування сумарного електричного навантаження; рекомендацій щодо врахування графіків споживання електричної енергії великими виробництвами при прогнозуванні сумарного електричного навантаження енергосистеми; рекомендацій щодо підвищення якості виявлення та заміни аномальних даних в часових рядах електричного навантаження; рекомендацій щодо підвищення точності та стабільності короткострокового прогнозування обсягів відпуску електричної енергії електростанціями з ВДЕ з застосуванням розробленої штучної нейронної мережі глибокого навчання. Предмет і ступінь впровадження: результати роботи впроваджено у вигляді аналітичних довідок щодо вдосконалення методів прогнозування обсягів відпуску електричної енергії виробниками з ВДЕ для ДП «Енергоринок» та ДП «Гарантований покупець», а також у вигляді рекомендації щодо вдосконалення методики розрахунку похибки прогнозування обсягів відпуску електричної енергії виробниками з ВДЕ для Міністерства енергетики та захисту довкілля України. Також результати роботи використано в навчальному процесі під час викладання дисциплін з підготовки магістрів наукового та професійного спрямування за спеціальностями 144 «Теплоенергетика» та 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка» в Інституті енергозбереження та енергоменеджменту НТУУ «КПІ ім. І. Сікорського». Ефективність впровадження: отримано значний техніко-економічний ефект, що полягає в підвищенні надійності роботи енергосистеми та зниженні вартості небалансів учасників оптового ринку електричної енергії. Сфера використання: електроенергетичні системи.^UThe оbject of research: total electrical load of the power system. The purpose of research: improvement of methods, development of models and tools to increase the accuracy and reliability of the results of short-term forecasting of the total electrical load of the power system with a significant share of energy-intensive enterprises and renewable energy sources. Methods of research: mathematical statistics, methods of numerical optimization, methods of time series analysis, machine learning methods, mathematical modeling, computer modeling. Theoretical and practical results and innovations: are in the developed architecture of deep learning neural network, the use of which increases the accuracy and stability of short-term forecasting of total electrical load; recommendations for taking into account the schedules of electricity consumption of energy-intensive enterprises in forecasting the total electrical load of the power system; recommendations for improving the quality of detection and replacement of anomalous data in the time series of electrical load; recommendations for improving the accuracy and stability of short-term forecasting of electricity supply by RES power plants using the developed deep learning neural network. A subject degree of introduction: Effectiveness of implantation: obtained a significant technical and economic effect, which is in increasing the reliability of the power system and reducing the cost of imbalances in the wholesale electricity market. Sphere of use: power systems.

Об’єктом дослідження є процеси у магнітних системах з нелінійними феромагнітними елементами. Метою роботи є удосконалення методу інтегральних рівнянь для розрахунку неоднорідних магнітних полів у нелінійних середовищах в напрямі зменшення кількості складових у ядрах інтегральних рівнянь, які містять функцію градієнту від магнітної проникності, та подальшого явного виразу цієї функції через густину джерел магнітного поля, та застосування цих підходів для розрахунку магнітних систем конкретних електротехнічних пристроїв. Методи дослідження: вирішення поставлених у роботі завдань здійснювалося методами, що базуються на використанні теорії електромагнітного поля, векторного аналізу, концепції вторинних джерел, теорії інтегральних рівнянь, теорії апроксимації, теорії чисельного інтегрування, чисельного розв’язання систем інтегральних рівнянь, чисельного розв’язання систем лінійних алгебраїчних рівнянь. Теоретичні та практичні результати і новизна: отримав подальший розвиток метод інтегральних рівнянь для розрахунку характеристик магнітного поля в нелінійних середовищах в напрямі зменшення кількості складових у ядрах інтегральних рівнянь, які містять функцію градієнту від магнітної проникності, та подальшого явного виразу цієї функції через густини джерел магнітного поля, що дає змогу замінити процедуру чисельного диференціювання при апроксимації функції градієнту від магнітної проникності на процедуру чисельного інтегрування, що має суттєве значення для підвищення точності розрахунку ядер інтегральних рівнянь в методі інтегральних рівнянь. Розроблено нову математичну модель і відповідний розрахунковий метод для чисельного розрахунку магнітного поля в безколекторному двигуні постійного струму з неявнополюсним гладким статором, що містить тонкі феромагнітні перекладки між обмоткою статора і зазором між статором та явнополюсним ротором з постійними магнітами, що дозволяють враховувати нелінійні властивості феромагнітних елементів магнітної системи двигуна. Предмет і ступінь впровадження: практичне значення для електротехнічної галузі має запропонований алгоритм розрахунку магнітного поля в безколекторному двигуні постійного струму з неявнополюсним гладким статором, що містить тонкі феромагнітні перекладки між обмоткою статора і зазором між статором та явнополюсним ротором з постійними магнітами, що дозволяє враховувати нелінійні властивості феромагнітних елементів магнітної системи двигуна. На основі нього написано програму мовою FORTRAN, яка дозволяє за відомими вхідними даними (геометричні параметри системи, електрофізичні параметри матеріалів, характеристики постійних магнітів, струму у обмотках) розрахувати магнітне поле у робочому зазорі електричного двигуна та провести оптимізацію за обраними критеріями. Ефективність впровадження: розроблено методику розрахунку функції градієнта від магнітної проникності з урахуванням явного представлення напруженості магнітного поля через густини магнітних зарядів, що дозволило процес її апроксимації скінченновимірним аналогом виконати інтегруванням за джерелами поля, що дозволило зменшити похибку її апроксимації на відміну від процедури чисельного диференціювання безпосередньо функції магнітної проникності. Сфера використання: для розвитку методів розрахунку електромагнітних полів та має важливе значення для галузі теоретична електротехніка.^UThe object of research is the processes in magnetic systems with nonlinear ferromagnetic elements. The purpose of the work is improvement of the method of integral equations for the calculation of heterogeneous magnetic fields in nonlinear media in the direction of reducing the number of components in the cores of integral equations that contain the function of the gradient from the magnetic permeability, and the subsequent explicit expression of this function through the density of the sources of the magnetic field, and the application of these approaches for the calculation of magnetic systems specific electrical devices. Research methods: the solution of the tasks set in the work was carried out by methods based on the use of the theory of the electromagnetic field, vector analysis, the concept of secondary sources, the theory of integral equations, the theory of approximation, the theory of numerical integration, numerical solution of systems of integral equations, numerical solution of systems linear algebraic equations. Theoretical and practical results and novelty: the method of integral equations for calculating the characteristics of the magnetic field in non-linear media was further developed in the direction of reducing the number of components in the cores of the integral equations, which contain the function of the gradient from the magnetic permeability, and the further explicit expression of this function through the densities of the sources of the magnetic field , which makes it possible to replace the procedure of numerical differentiation when approximating the gradient function from the magnetic permeability with the procedure of numerical integration, which is of significant importance for increasing the accuracy of the calculation of the kernels of integral equations in the method of integral equations. A new mathematical model and corresponding calculation method for the numerical calculation of the magnetic field in a collectorless DC motor with an implicit-pole smooth stator containing thin ferromagnetic transitions between the stator winding and the gap between the stator and an explicit-pole rotor with permanent magnets, which allow taking into account the nonlinear properties of the ferromagnetic elements of the magnetic field, have been developed engine systems. Subject and degree of implementation: the proposed algorithm for calculating the magnetic field in a collectorless DC motor with an implicit-pole smooth stator, which contains thin ferromagnetic transitions between the stator winding and the gap between the stator and an explicit-pole rotor with permanent magnets, is of practical importance for the electrical engineering industry, which allows taking into account nonlinear properties ferromagnetic elements of the magnetic system of the engine. Based on it, a program was written in the FORTRAN language, which allows you to calculate the magnetic field in the working gap of the electric motor based on the known input data (geometric parameters of the system, electrophysical parameters of materials, characteristics of permanent magnets, current in the windings) and carry out optimization according to the selected criteria. Effectiveness of implementation: a technique for calculating the gradient function from the magnetic permeability was developed, taking into account the explicit representation of the magnetic field strength through the density of magnetic charges, which allowed the process of its approximation by a finite-dimensional analogue to be performed by integration over the field sources, which allowed to reduce the error of its approximation, in contrast to the procedure of numerical differentiation of the function directly magnetic permeability. Field of use: for the development of methods of calculating electromagnetic fields and theoretical electrical engineering is important for the field.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії зі спеціальності 141 – Електротехніка, електроенергетика та електромеханіка (14 – Електрична інженерія).– Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2023. Об’єктом дослідження є зовнішнє магнітне поле міських трансформаторних підстанцій. Предметом досліджень є системи активного екранування зовнішнього магнітного поля вбудованих трансформаторних підстанцій. В дисертаційній роботі вирішена науково-практична задача синтезу систем активного екранування зовнішнього магнітного поля вбудованих у житлові будинки міських трансформаторних підстанцій потужністю 100 –1260кВА для зменшення індукції їх магнітного поля до безпечного для населення рівня в прилеглих житлових приміщеннях. Дослідження виконано на основі фундаментальних положень теоретичної електротехніки, методах математичного та фізичного моделювання джерел магнітного поля, аналітичних та чисельних методів аналізу та сучасних інформаційних технологіях. В дисертації отримані наступні наукові результати: 1. Запропонована та експериментально обґрунтована удосконалена мультидипольна математична модель зовнішнього магнітного поля трифазного струмопроводу, яка ґрунтується на двофазній дипольній моделі трифазного електричного кола. Запропонована модель в порівнянні із відомою трифазною мультидипольною моделлю дозволяє без збільшення похибки вдвічі наблизити розрахункову область, та забезпечує розрахунок магнітного поля від вбудованої трансформаторної підстанції для всіх наближених до неї житлових приміщень будинку, які розташовані на відстані від одного метра. 2. Вперше розроблена та експериментально обґрунтована методика синтезу систем активного екранування магнітного поля вбудованих трансформаторних підстанцій потужністю 100–1260кВА. Методика ґрунтується на удосконаленій двофазній мультидипольній математичній моделі магнітного поля струмопроводу, законі Біо-Савара для визначення магнітного поля системи екранування, а також методі оптимізації елементів системи мультироєм частинок з множини Парето-оптимальних рішень з урахуванням бінарних відносин переваги і дозволяє синтезувати системи із теоретичною ефективністю 6–16 одиниць, які зменшують магнітне поле в наближених житлових приміщеннях до рівня санітарних норм. 3. Вперше запропоновано здійснювати синтез систем активного екранування потенційного магнітного поля вбудованих трансформаторних підстанцій із визначенням магнітного поля не у всьому об’ємі житлового приміщення, а на контрольній площині D, яка максимально наближена до підстанції, і розташовується у приміщенні паралельно підлозі (стіни), і це дозволяє істотно зменшити обсяг обчислень при гарантованому зменшенні потенційного магнітного поля у всьому об’ємі приміщення за площиною D. 4. Набули подальшого розвитку методи розрахунку зовнішнього магнітного поля активних конструктивних елементів трансформаторної підстанції. Методи реалізовані на основі удосконаленої мультидипольної моделі магнітного поля струмопроводів, циліндричних просторових гармонік магнітного поля кабелів, та ймовірнісно-статистичного методу прогнозування магнітного поля трансформатора, що дозволило виявити та експериментально обґрунтувати основне джерело магнітного поля підстанції – її низьковольтний струмопровід, вклад якого в загальний рівень магнітного поля на відстані 2 м складає більше 90%, що дозволяє в інженерних розрахунках не враховувати інші джерела магнітного поля. Достовірність теоретичних результатів, отриманих у дисертації, підтверджено експериментальною перевіркою удосконаленої математичної моделі магнітного поля підстанції ТП 100 кВА та синтезованої для неї системи активного екранування на лабораторній установці із повномасштабними фізичними макетами струмопроводу підстанції 100 кВА та синтезованої системи активного екранування, результати якого показали співпадіння отриманих в дисертації теоретичних положень та експерименту із похибкою менше 10%. Результати досліджень використано при виконанні наукових досліджень за наступними плановими темами: 1. «Розвиток наукових засад нормалізації геомагнітного поля в приміщеннях сучасних житлових будинків» (№ ДР 0116U005462), де здобувач була відповідальним виконавцем; 2. «Розвиток методів та засобів нормалізації магнітного поля промислової частоти у приміщеннях житлових будинків, що створюється вбудованими трансформаторними підстанціями та побутовим електрообладнанням» (ДР 0122U001772) де здобувач є виконавцем окремих розділів. Результати дисертаційних досліджень передані до впровадження ТОВ «КиївПромЕлектроПроект».^UDissertation for the degree of Doctor of Philosophy in specialty 141 "Electrical Engineering, Power Engineering and Electromechanics" (14 – Electrical engineering). – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2023. The object of the study is the external magnetic field urban transformer substation. The subject of the study is the active shielding system of external magnetic fields for built-in transformer substations. In the dissertation the scientific and practical task of the synthesis of an active shielding system of external magnetic field for built-in urban transformer substation power 100–1260 kVA in residential buildings is solved, to reduce they magnetic flux density to a level safe for the population in nearby residential premises. The research was performed based on the fundamental principles of the theoretical electrical engineering, on methods of mathematical and physical modeling of magnetic field sources, on analytical and numerical methods of analysis, and modern information technologies. The scientific results obtained in the dissertation: 1. The improved multi-dipole mathematical model of the external magnetic field of the three-phase current conductor is proposed and experimentally proved, which based on a two-phase dipole model of a three-phase electric circuit. The proposed model in comparison with the well-known three-phase multi-dipole model, allowing to double bring closer the calculation zone, without increasing the error, the provides calculation of the magnetic field of the built-in transformer substation for all spaces of the building close to it, which are located at a distance of 1 meter. 2. For the first time the method of synthesis of active magnetic field shielding systems of built-in transformer substations power 100-1260 kVA was developed and experimentally substantiated. It is based on the improved two-phase multi-dipole mathematical model of the magnetic field of the current conductor, on the Biot-Savart law for determining the magnetic field of the shielding system, as well as on the system elements optimization method of the multiswarm of particles from the Pareto set of optimal solutions considering binary preference relations, which allowing made it possible to synthesize systems with a shielding factor of 6–16 units, which reduce the magnetic field in nearby residential premises to the level of sanitary standards. 3. For the first time, it was proposed to carry out the synthesis of systems of active shielding of the potential magnetic field of built-in transformer substations with the determination of the magnetic field not in the entire volume of the residential premise, but on the control plane D, which is as close as possible to the substation, and located in the living room parallel to the floor (wall), allowing you to significantly reduce the amount of the calculations with a guaranteed reduction of the potential magnetic field in the entire volume of the living room along the plane D. 4. The methods of calculating the external magnetic field of active structural elements of a transformer substation was further developed. The methods are implemented on the multi-dipole model of the magnetic field of current conductors, on cylindrical spatial harmonics of the magnetic field of cables, and on the probabilistic-statistical method of predicting the transformer magnetic field, which allowed revealing and experimentally substantiating the low-voltage current conductor as the main source of the substation's magnetic field, whose contribution to the total magnetic field at the distance of 2 m is more than 90%, this allows in engineering calculations to ignore other sources of the magnetic field. The reliability of the theoretical results obtained in the dissertation was confirmed by experimental verification of the improved mathematical model of the magnetic field 100 kVA substations and by constructing the active shielding system on laboratory installation with full-scale physical models of current conductor substations 100 kVA and synthesized active shielding system, the results of which showed the coincidence of the theoretical provisions obtained in the dissertation and the experiment with an error of less than 10%. The research results were used in the following planned topics: 1. «Rozvytok naukovykh zasad normalizatsii heomahnitnoho polia v prymishchenniakh suchasnykh zhytlovykh budynkiv» (№ DR 0116U005462), where the researcher was the responsible executor Researcher; 2. « Rozvytok metodiv ta zasobiv normalizatsii mahnitnoho polia promyslovoi chastoty u prymishchenniakh zhytlovykh budynkiv, shcho stvoriuietsia vbudovanymy transformatornymy pidstantsiiamy ta pobutovym elektroobladnanniam (№ DR 0122U001772), where the researcher is the executor of certain sections. The results of dissertation research are submitted for implementation of TOV «KievPromElectroProject».

Зінькевич П. О. Автоматизоване керування систем енергозабезпечення об’єктів з активними споживачами. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка». – Національний університет харчових технологій Міністерства освіти і науки України, Київ, 2023.У дисертації поставлена й вирішена актуальна задача підвищення ефективності електроспоживання та електропостачання промислових та цивільних об’єктів з активними споживачами енергії, шляхом створення автоматизованої системи керування електрозабезпеченням на основі використання інтелектуальних методів керування: інтелектуальних методів прогнозування навантаження та генерації електричної енергії, алгоритмів визначення профілю навантаження активних споживачів та керування попитом активних споживачів, алгоритму керування накопичувачами електричної енергії, методів синтезу нечітких регуляторів.У першому розділі проведено аналіз електрозабезпечення з активними споживачами: проаналізовано комплекс питань, пов'язаних з розробкою систем автоматизованого керування електрозабезпеченням з активними споживачами з використанням інтелектуальних методів керування та інформаційних технологій, в тому числі підсистем керування попитом активних споживачів, режимами накопичувачів енергії при компенсації піків навантаження, забезпечення нормативних рівнів напруги в системах з активними споживачами (власною генерацією).Наведено характеристики «активного» споживача як елемента системи енергозабезпечення, в якій можна керувати поведінкою споживача: інтеграція власної генерації, механізм стимулювання розвантаження, механізм зустрічного планування та механізми керування попитом. Наведена постановка завдання дослідження.У другому розділі проведений системний аналіз процесу керування генерацією, передаванням і споживанням електричної енергії на промислових та цивільних об’єктах з активними споживачами. Запропоновані підходи до побудови автоматизованої системи керування електрозабезпеченням промислових об’єктів з активними споживачами та організаційно-технічні засоби керування системою електрозабезпечення промисловиого об’єкта.За методологією SADT на основі нотацій IDEF0 побудована системна модель керування електрозабезпечення ЦО з активними споживачами.У третьому розділі розглянуто методи короткострокового прогнозування генерації ФЕС та навантаження споживачів, зокрема статистичні методи та інтелектуальні методи, що використовуються для задач керування. Виконано порівняльний аналіз методів короткострокового однокрокового ПЕН, на основі моделей ARIMA, «наївного прогнозу» та методів ANFIS. Результати прогнозування показали, що використання методу на основі ARIMA (2,1,2) є більш ефективними у порівнянні з «наївним прогнозом» та методів ANFIS. При цьому, для навчальної та тестової вибірки вказана модель забезпечує відповідно RMSE 0,0317% 0,0359%.Виконано порівняльний аналіз методів короткострокового багатокрокового ПЕН, на основі моделей ARIMA, «наївного прогнозу» та методів ANFIS. Результати прогнозування показали, що використання методу на основі ARIMA (4,1,2) є більш ефективними у порівнянні з «наївним прогнозом» та методів ANFIS. При цьому, вказана модель забезпечує RMSE для тестової вибірки становить 0,052%.Виконано аналіз методу короткострокового багатокрокового прогнозування генерації ФЕС, на основі штучної нейронної мережі NARX для передбачення на наступні 24-години. Проведені дослідження показали, що багатокрокове прогнозування на основі відкритого циклу (openloop) надає кращі результати, ніж закритий цикл closeloop. При цьому, вказана модель забезпечує MSE для тестової вибірки становить 0,0257%.В результаті дослідження виявлено, що в автоматизованих системах керування електрозабезпеченням промислових та цивільних об’єктів з активними споживачами ефективними інструментами прогнозування є моделі ARIMA та NARX.У четвертому розділі запропонований підхід до побудови автоматизованої підсистеми керування потужністю активних споживачів (АПКПАС), яка призначена для зменшення оплати за електричну енергію і зниження енергоємності виробництва за рахунок використання прогнозованих значень навантаження та потужності генерації генераторами власної генерації(ФЕС, ДГ), забезпечення ефективного використання генераторів власної генерації, СНЕ та керування навантаженням з урахуванням особливостей тарифів на електричну енергію (ЕЕ).^UZinkevych P. O. Automated control of energy supply systems of objects with active consumers. – Qualifying scientific work on manuscript rights.Dissertation for obtaining the scientific degree of Doctor of Philosophy in specialty 141 "Electroenergetics, electrical engineering and electromechanics". - National University of Food Technologies of the Ministry of Education and Science of Ukraine, Kyiv, 2023.In the dissertation, the urgent task of increasing the efficiency of electricity consumption and electricity supply of industrial and civil facilities with active energy consumers is set and solved, by creating an automated power supply management system based on the use of intelligent control methods: intelligent methods of load forecasting and electricity generation, algorithms for determining the load profile of active consumers and demand management of active consumers, the algorithm for managing electric energy storage devices, methods of synthesis of fuzzy regulators.In the first section, an analysis of electricity supply with active consumers was carried out: a complex of issues related to the development of automated control systems for electricity supply with active consumers using intelligent control methods and information technologies, including active consumer demand management subsystems, modes of energy storage during peak compensation, was analyzed load, ensuring energy-efficient voltage levels in systems with active consumers (own generation).The characteristics of the "active" consumer as an element of the energy supply system, in which the consumer's behavior can be controlled, are given: integration of own generation, a mechanism for stimulating unloading, a counter-planning mechanism, and demand management mechanisms. The formulation of the research task is presented.In the second chapter, a systematic analysis of the process of managing the generation, transmission and consumption of electric energy at industrial and civil facilities with active consumers is carried out. Proposed approaches to building an automated power supply management system for industrial facilities with active consumers and organizational and technical means of managing the power supply system of an industrial facility.According to the SADT methodology, based on the IDEF0 notation, a system model of power supply control of the central office with active consumers was built.In the third chapter, the methods of short-term forecasting of generation of electric power plants and load of consumers are considered, in particular, statistical methods and intelligent methods used for control tasks. A comparative analysis of short-term one-step PEN methods was performed, based on ARIMA models, "naive forecast" and ANFIS methods. The forecasting results showed that using the method based on ARIMA (2,1,2) is more effective compared to the "naive forecast" and ANFIS methods. At the same time, for the training and test samples, the specified model provides an RMSE of 0.0317% and 0.0359%, respectively.A comparative analysis of short-term multi-step PEN methods was performed, based on ARIMA models, "naive forecast" and ANFIS methods. The forecasting results showed that the use of the method based on ARIMA (4,1,2) is more effective compared to the "naive forecast" and ANFIS methods. At the same time, the specified model provides an RMSE for the test sample of 0.052%.The analysis of the method of short-term multi-step forecasting of FES generation, based on the artificial neural network NARX for the prediction for the next 24 hours, was performed. The conducted studies showed that multi-step forecasting based on the open loop (openloop) provides better results than the closed loop closeloop. At the same time, the specified model provides an MSE for the test sample of 0.0257%.As a result of the study, it was found that ARIMA and NARX models are effective forecasting tools in automated power supply management systems of industrial and civil facilities with active consumers.In the fourth chapter, an approach to the construction of an automated power management subsystem of active consumers (APKPAS) is proposed, which is designed to reduce the payment for electric energy and reduce the energy intensity of production due to the use of predicted values of load and generation capacity of generators of own generation (PPS, DH), ensuring effective use generators of own generation, SNE and load management taking into account the peculiarities of tariffs for electric energy (EE).

Рєпкін О.О. Сонячно–вітро–воднева станція. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальність 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка». – Інститут відновлюваної енергетики НАН України, Київ, 2023.Дисертаційна робота присвячена дослідженню можливості компенсації енергозатрат на електролітичне виробництво водню сонячними та вітровими електростанціями в Азово–Чорноморському регіоні України.У світі використання водню постає стратегічно важливим завданням у контексті економіки розвинених країн. З огляду на свої екологічні властивості водень відіграє вирішальну роль у виконанні світових планів щодо зменшення викидів парникових газів, зменшення споживання вуглецю та досягнення енергетичної незалежності країн. Провідні країни світу розробляють національні стратегії розвитку водневих технологій і готові допомогти іншим країнам, зокрема Україні, у започаткуванні нового ринку відновлюваних газів. Наприкінці травня 2020 року у Брюсселі віцепрезидент Єврокомісії Франс Тіммерманс представив План розвитку водневої галузі до 2030 року, у якому Україні відведено важливу роль промислового постачальника водню на європейський ринок з обов’язковою умовою формування внутрішнього ринку. Водневі технології впроваджуються насамперед у важливі галузі економіки, такі як енергетика, транспорт та житлово–комунальна сфера.Розвиток водневої галузі в Україні може допомогти оговтатися нашій державі від наслідків економічного спаду через пандемію Covid–19 та повномасштабного російського вторгнення і війни. Плани розвитку передбачають створення робочої системи Водневого Хабу, який міститиме всі процеси водневої промисловості: виробництво водню, розвиток інфраструктури, створення сховищ для зберігання та розповсюдження водню. З огляду на наявні проблеми ринку електроенергії України, викликані порушенням зобов’язань держави перед виробниками «зеленої» електроенергії, водневі технології можуть отримати масштабний розвиток як системи, що забезпечують балансування генерації.^URepkin O.O. Solar-wind-hydrogen station. – Qualifying scientific work on manuscript rights.Dissertation for obtaining the scientific degree of Candidate of Technical Sciences (Doctor of Philosophy) in specialty 141 "Electropower, electrical engineering and electromechanics". – Institute of Renewable Energy of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2023.The dissertation is devoted to the study of the possibility of compensating energy costs for the electrolytic production of hydrogen by solar and wind power plants in the Azov–Black Sea region of Ukraine.In the world, the use of hydrogen becomes a strategically important task in the context of the economy of developed countries. Given its ecological properties, hydrogen plays a decisive role in the implementation of global plans to reduce greenhouse gas emissions, reduce carbon consumption and achieve energy independence of countries.The leading countries of the world are developing national strategies for the development of hydrogen technologies and are ready to help other countries, in particular Ukraine, in starting a new renewable gas market. At the end of May 2020, in Brussels, the Vice President of the European Commission, Frans Timmermans, presented the Plan for the Development of the Hydrogen Industry until 2030, in which Ukraine is assigned an important role as an industrial supplier of hydrogen to the European market, with the mandatory condition of the formation of the internal market. Hydrogen technologies are implemented primarily in important sectors of the economy, such as energy, transport, housing and utilities.The development of the hydrogen industry in Ukraine can help our country recover from the effects of the economic downturn due to the Covid-19 pandemic and a full-scale Russian invasion and war. The development plans provide for the creation of a working system of the Hydrogen Hub, which will contain all the processes of the hydrogen industry: hydrogen production, infrastructure development, and the creation of hydrogen storage and distribution facilities.In view of the existing problems of the electricity market of Ukraine, caused by the violation of the state's obligations to the producers of "green" electricity, hydrogen technologies can receive large-scale development as a system that ensures balancing of generation.