Проаналізовано характеристики діагностичного забезпечення та автоматизованих систем технічної діагностики обладнання електростанцій. Визначено принципові можливості і основні практичні напрямки підвищення ефективності систем керування та діагностики. Рекомендовано персоналу наукових та проектних організацій, інженерно-технічним працівникам, а також для використання на машинобудівних та енергогенеруючих підприємствах для виконання прикладних науково-дослідних робіт та дослідно–конструкторських робіт та інше, що направлені на підвищення техніко-економічних показників систем автоматичного керування та діагностики, а також в якості навчального посібника студентами вищих навчальних закладів по енергетичним та спорідненим спеціальностям.

Розглянуто питання ідентифікації та управління з застосуванням нейронних мереж і систем нечіткого висновку. У скороченому вигляді викладено основи теорії багатошарових нейронних мереж прямого розповсюдження, основи теорії нечітких множин і нечіткої логіки, апарат гібридних нейронних мереж. Показано зв'язок між моделями трьох вказаних напрямів і їх застосування до завдань ідентифікації та управління. Розглянуто програмну реалізацію даних моделей за допомогою інструментальних засобів математичної системи MATLAB - пакетів Neural Networks Toolbox (нейронні мережі) і Fuzzy Logic Toolbox (пакет нечіткої логіки). Наведено приклад, що ілюструє ефективність застосування наведених систем штучного інтелекту для вирішення завдань ідентифікації та управління.

Проведено аналіз впливу режимів роботи циркуляційного насоса на економічність систем низькопотенційного комплексу та на загальну економічність роботи теплових і атомних електростанції. Проведено аналіз експлуатаційних характеристик систем низькопотенційного комплексу Запорізької АЕС в перерізі року, який показав, що як критерій економічності роботи низькопотенційного комплексу може бути прийняте значення збільшення вироблення потужності відсіку парової турбіни електростанції. Визначено резерв енергозбереження при підвищенні ефективності роботи систем низькопотенційного комплексу. Так сумарна величина втрат розташовуваної енергії в низькопотенційному комплексі для енергоблоків ТЕС потужністю 300 - 1200 МВт становить 7 - 8 % для систем водопостачання з водоймами-охолоджувачами й випарними градирнями та 8 - 10 % - для систем з радіаторними й сухими градирнями. Визначено основні залежності, що характеризують ефективність роботи систем низькопотенційного комплексу. Проведено аналіз експериментальних характеристик енергоблоку 300 МВт Зміївської ТЕС та визначено залежність тиску пари у конденсаторі від температури циркуляційної води й витрати пари при фіксованій витраті циркуляційної води. Наведено аналітичні залежності, за яких виходячи з відомих значень витрати пари, температури циркуляційної води і бажаного тиску в конденсаторі можна визначати необхідну витрату охолоджувальної води, за якої буде забезпечено задані параметри. Побудовано порівняльну характеристику енергетичної ефективності роботи системи турбіна-конденсатор виходячи з характеристик виправлень потужностей турбіни для конкретної витрати пари і залежності витрати циркуляційної води від споживаної потужності циркуляційних насосів. Наведено модель керування системою низькопотенційного комплексу за критерієм оптимуму витрати циркуляційної води, при якій сумарні втрати енергії будуть мінімальні. На підставі вищенаведених теоретичних положень розроблено алгоритм енергозберігаючого керування системою низькопотенційного комплексу електростанцій.

Виконано синтез нечіткої системи управління електроприводом механізму підйому промислової установки на основі Fuzzy регулятора, що забезпечує високоякісне регулювання з урахуванням пружних властивостей підйомного канату. Розроблено математичну модель динаміки об'єкту управління системи з урахуванням пружних властивостей підйомного канату у вигляді трьохмасової електромеханічної системи. Показано, що перехідні процеси в трьохмасовій системі мають незадовільний характер. Для забезпечення бажаних динамічних характеристик трьохмасової системи застосовано технологію нечіткого моделювання. Розроблено структурну схему трьохмасової електромеханічної системи з Fuzzy регулятором. В операційному середовищі системи MATLAB з використанням пакету прикладних програм Fuzzy Logic Toolbox виконано синтез і моделювання нечіткої системи управління. Як показали дослідження, графіки перехідних процесів в системі з Fuzzy регулятором мають високі показники якості.

Розкрито можливості удосконалення нормативного забезпечення створення прецизійних систем автоматичного регулювання гідрогенераторних установок гідравлічних електростанцій. Детально проаналізовано показники статичної та динамічної точності регулювання частоти та потужності гідрогенераторних установок, визначено принципові можливості й основні практичні напрямки їх підвищення до рівня діючих міжнародних стандартів.

Виконано синтез Fuzzy регулятора для вирішення задачі управління трьохмасовою електромеханічною системою. Для синтезу Fuzzy регулятора використано пакет прикладних програм Fuzzy Logic Toolbox системи MATLAB. Розроблено схему моделі нечіткої системи в Simulink системи MATLAB, до складу якої входить блок регулятора Fuzzy Logic Controller і модель трьохмасової електромеханічної системи. За допомогою основної програми пакету Fuzzy Logic Toolbox - редактора систем нечіткого виведення в графічному режимі сформовано структуру системи нечіткого висновку. Вибрано лінгвістичні змінні і задані множини їх значень. Визначено діапазон зміни, тип і параметри функцій приналежності лінгвістичних змінних. Вибрано алгоритм нечіткого висновку Mamdani. Сформовано базу правил нечіткого висновку. Проведено моделювання трьохмасової системи з синтезованим Fuzzy регулятором. Встановлено, що нечітка система має високі динамічні характеристики.

Системно изложены основные принципы структурного синтеза унифицированных мультипликативных регуляторов для прецизионных электронногидравлических следящих систем, используемых в современных автоматизированных системах управления технологическими процессами. Сформулированы и представлены в типовой универсальной форме, удобной для динамического анализа и синтеза алгоритмов управления, линеаризованные математические модели выделенных автономных контуров управления; показано, что динамические процессы в этих контурах могут быть достаточно точно описаны математическими моделями не выше третьего порядка. Синтезированы унифицированные эффективные алгоритмы управления, обеспечивающие для каждого контура управления высокие показатели качества (точности и быстродействия). Синтезированы наблюдатели состояния (эталонные модели) контуров, дающие информацию о всех необходимых для управления параметрах состояния. Результаты работы использовались при создании быстродействующих прецизионных систем управления на энергетических и машиностроительных предприятиях.

Описана структура и принцип действия астатического регулятора САР Ч и М гидротурбины, на основе критерия минимума интеграла от произведения абсолютного значения ошибки на время выполнены параметрический синтез и оптимизация прецизионного регулятора САРЧ и М гидротурбины.

Раскрыта сущность проблемы создания энергосберегающих систем управления вентиляторными установками и экономически обосновано их внедрение. Установлены зависимости относительного КПД от расхода для разных частот вращения и частоты вращения, обеспечивающей максимальное значение КПД, от расхода дутьевого вентилятора. На основании результатов эксперимента подтвержден экономический эффект от внедрения алгоритмов автоматизированного энергосберегающего управления дутьевым вентилятором.

Проведен анализ существующей научно-технической и нормативной базы, направленных на обеспечение энерго- и ресурсосбережения на тепловых и атомных электростанциях. Определены эффективные направления уменьшения затрат энергии и топливных ресурсов и средства их практической реализации. Приведены исследования и разработки научно-технических и нормативных методов и средств улучшения показателей качества вырабатываемой турбогенераторными установками электроэнергии и доведение их до уровня действующих международных стандартов. Усовершенствованы математические модели режимов работы турбинных, насосных и вентиляторных установок. Сформулированы функции энергетических потерь и выполнена минимизация этих функций с целью определения наиболее энергоэффективных режимов работы установок. Проведен анализ экспериментальных исследований характеристик установок с целью идентификации разработанных математических моделей и определения численных параметров эффективных алгоритмов управления. Разработаны алгоритмы энергоэффективного управления режимами работы паровых турбин и нагнетателей с целью обеспечения максимальных значений к. п. д. на основных режимах их работы. На основе цикла теоретических и экспериментальных исследований получены универсальные аналитические и графические зависимости потерь энергии от основных режимных параметров установок. Разработаны проекты нормативных документов относительно обеспечения энерго- и ресурсосбережения на тепловых и атомных электростанциях при управлении турбогенераторными и нагнетательными установками.

Обгрунтовано актуальність введення в практику експлуатацію насосного обладнання нового виду, його випробувань безпосередньо на місці експлуатації. Розроблено, випробувано і налагоджена лабораторна установка відцентрових насосів, що дозволяє в реальному масштабі часу за допомогою сучасних приладів і персонального комп'ютера будувати характеристики і визначати області енергоефективних режимів, відповідні максимальним значенням ККД. Доведено можливість проводити випробування насосів в автоматичному режимі і істотно скорочувати час, витрачений на випробування.

Приведен общий принцип энергосберегающего управления паровыми котлами тепловых электростанций. В функциональные зависимости и исходные модели управления котельной установкой включены параметры активатора горения, улучшающих процесс сжигания низкосортных топлив. Показан способ повышения точности измерения и регулирования подачи твердого топлива в топку котла тепловых электростанций. Разработана система автоматического регулирования подачи активаторов горения, основанная на определении качества и количества подаваемого топлива. Показан возможный технико-экономический эффект применения активаторов горения.

Рассмотрены основные вопросы и стадии разработки, внедрения и развития энергосберегающих АСУ на ТЭС и АЭС. Внимание уделено особенностям энергетических установок энергоблоков как объектов управления и условиям их эксплуатации, а также многоплановому комплексу вопросов создания автоматизированных систем управления, работа которых основана на принципе формирования и минимизации в режиме реального времени функции энергетических потерь в основных элементах энергоблока. Изложены принципы, структуры и алгоритмы управления, обеспечивающие минимальные потери в энергоустановках на основных статических режимах их работы. Приведены экспериментальные характеристики энергоустановок электростанций и принципы интеграции энергосберегающих АСУ в общее информационно-техническое пространство АСУ ТП энергоблоков электростанций. Рассмотрены вопросы технико-экономической эффективности энергосберегающих АСУ и перспективы их развития и совершенствования.

Разработаны иерархическая структура базовых понятий и определений АСУ ТП, универсальная функциональная схема процесса создания прецизионных энергосберегающих АСУ ТП. Проведена систематизация и классификация общих структур АСУ ТП и их элементной базы с выделением базового сегмента прецизионных энергосберегающих АСУ.

Приведены основные математические модели парового котла тепловых электростанций (ТЭС), необходимые для решения задач энергосберегающего управления. Показано влияние тепловых потерь, потерь при сжигании топлива и гидроаэродинамических потерь на эффективность работы котла. Показан общий принцип формирования эталонной модели котла и основные направления снижения потерь энергии в котле ТЭС.

Рассмотрен практический опыт применения активатора горения "АР-ГЕН-Ф" на блоке 200 МВт Змиевской ТЭС. Показаны характеристики работы котла блока 200 МВт с/без активатора в различных режимах нагрузок, определено влияние активатора на процесс горения и положительный эффект его использования. На основе испытаний сделаны выводы о практическом применении активатора горения "АР-ГЕН-Ф".

Проведен анализ энергетических потерь в котле и выявлены основные параметры, влияющие на экономичность работы котла. Показана модель минимизации энергетических потерь в котле с возможным внедрением её в АСУ ТП тепловых электростанций.

Проанализирована проблема обеспечения необходимых показателей качества электроэнергии. Описаны основные типы систем регулирования турбин и способы регулирования. Рассмотрены режимы работы системы автоматического регулирования частоты и мощности. Разработаны модели электрогидравлического преобразователя, отсечного золотника, сервомотора. Исследованы виды и причины основных погрешностей регулирования частоты и мощности турбогенераторных установок и приведены предложения по повышению точности указанной системы. Проведен структурно-параметрический синтез прецизионной системы автоматического регулирования частоты и мощности турбогенераторных установок.

Теоретично обгрунтовано, розроблено й експериментально перевірено методичну систему навчання та підвищення кваліфікації майбутніх інженерних і педагогічних кадрів у галузі енерго- та ресурсозбереження. Розроблено нову науково-педагогічну концепцію підготовки та підвищення кваліфікації інженерних і педагогічних кадрів у галузі енерго- та ресурсозбереження.

Розглянуто задачі автоматизованого управління нестаціонарними режимами енергообладнання ТЕС, а також техніко-економічну ефективність його реалізації.