Запропоновано метод моніторингу поточного запасу статичної стійкості в перетині електроенергетичних систем (ЕЕС) на основі критерію існування режиму з використанням синхронізованих вимірів фаз напруги у віддалених вузлах електричної мережі з візуалізацією траєкторії обваження. Сформовано адаптовану математичну модель теплофізичних процесів АЕС з реакторами типу ВВЕР для використання в розрахунках тривалих перехідних процесів у складних ЕЕС та проведено програмну реалізацію та верифікацію сформованої моделі з використанням натурно зареєстрованих процесів. Розроблено та реалізовано обчислювальну процедуру взаємодії моделі ЕЕС (програма off-line) з моделлю системи мікропроцесорного регулювання турбіни АЕС ХПЗ ім. Т. Г. Шевченка, реалізованої як on-line структура. Розроблено математичну модель мікропроцесорного пристрою АЛАР з прямокутними характеристиками органів опору. Алгоритм реалізовано в промисловому комплексі розрахунку й аналізу стійкості, за допомогою якого виконано налаштування АЛАР на лінії зв'язку Ташлицької ГАЕС з Південноукраїнською АЕС. Розроблено та програмно реалізовано математичну модель динамічного тренажера диспетчерів енергосистеми на основі одночастотної моделі динаміки ЕЕС з урахуванням теплофізичних процесів в устаткуванні АЕС та ТЕС.

Найдены достаточные условия связной устойчивости трехкомпонентной энергосистемы с импульсами и запаздыванием в условиях наличия более мощного дополнительного генератора. Представлены оценки областей устойчивости в пространстве параметров системы.

Рассмотрена система показателей устойчивости и надежности энергетических систем Украины. Проанализировано влияние зарубежных стандартов IEEE на формирование показателей надежности в Украине. Проведен сопоставительный анализ стандартов надежности IEEE Std 1366 и оценены нововведения стандарта IEEE Std 1366-2012, которые были бы полезны при внедрении источников рассредоточенной генерации в Украине.

Запропоновано спосіб реалізації рекурентних формул на основі інтегральних методів для розв'язування задач аналізу стійкості електроенергетичних систем.

The article presents an overview of methods for solving ordinary differential equations that describe the stability of power energy systems using recurrent formulas based on integral methods.

Розглянуто основні критерії стійкості для енергетичних, економічних та соціальних систем. Запропоновано визначення стійкості для локальних систем електроспоживання з різнорідними джерелами енергії. Проаналізовано спотворення, які виникають у локальних системах, та їх вплив на стійкість систем. Визначено межі стійкості для зазначених локальних систем і граничні режими, за яких спотворення сигналів в мережі може викликати порушення стійкості.

Запропоновано та досліджено алгоритм адаптивної протиаварійної автоматики, який передбачає формування та використання об'єднаного для Південної та Кримської ЕЕС списку послідовності вимикання навантаження на підстанціях енергосистем спеціальною автоматикою вимикання навантаження пропорційно дефіциту активної потужності енергосистем, які відділяються від ОЕС досліджуваним перетином.

Розглянуто важливі питання стійкості енергосистем. Запропоновано елементи аналізу статичної стійкості та приклади їх застосування для верифікації моделей із використанням положень динамічної стійкості. Розглянутий приклад верифікації динамічних їх моделей використовує підходи, що базуються на елементах статичної та динамічної стійкості. Сьогодні в Україні здійснюються заходи, направлені на забезпечення синхронної роботи національної об'єднаної енергосистеми (ОЕС) з енергосистемами європейських країн ENTSO-E. Це потребує вирішення низки задач, зокрема забезпечення стійкості за частотою та керування експортними перетоками для гнучкого керування режимами ОЕС. Так, залучення вставки постійного струму (ВПС) у міждержавному перетині "Бурштинського острову" у більшості випадків забезпечить виконання графіка експортних перетоків в ENTSO-E та збільшить резерви активної потужності на Бурштинській тепловій електростанції (ТЕС). Враховуючи зазначене, досліджено стійкість за частотою в ОЕС України з урахуванням ВПС, що з'єднує Хмельницьку атомну електростанцію та підстанцію "Жешув". Для моделювання довготривалих перехідних процесів розроблено комплексну модель ОЕС України, в якій враховані автоматичний регулятор потужності "Бурштинського острову", системи автоматичного регулювання частоти та потужності ОЕС України та Єдиної енергетичної системи Росії, систему керування ВПС і моделі прикордонних районів ENTSO-E. Моделювання процесів регулювання частоти виконано для випадку відключення енергоблока на Бурштинській ТЕС. Аналіз одержаних результатів досліджень показав, що сучасні ВПС забезпечують гнучке регулювання експортними перетоками в гібридних мережах змінного/постійного струму для регулювання резервів потужності Бурштинської ТЕС. Гнучке регулювання активної потужності засобами ВПС відкриває широкі можливості з керування режимами "Бурштинського острову" вітчизняною системою автоматичного регулювання частоти та потужності.

Показано, що аналітичні методи нелінійної механіки, розвинені в колишньому Радянському Союзі у 30-х роках минулого століття, адекватні задачі стійкості великих електроенергетичних об'єднань як суттєво нелінійних динамічних систем. Нелінійність основного рівняння динаміки електроенергетичних систем-рівняння механічного руху інерційних мас ротора агрегату турбіна-генератор у поєднанні з автоматичними регуляторами потужності турбіни і збудження синхронного генератора призводить до утворення нелінійної неавтономної динамічної системи. Н. М. Крилов та Н. Н. Боголюбов розвинули теорію усереднення, яка дає змогу із заданою похибкою знаходити аналітичне рішення для нелінійної системи. Фактично цей же метод використовують для числового інтегрування рівнянь руху синхронних генераторів для аналізу стійкості електроенергетичних систем (ЕЕС), але він вимагає ефективної організації сумісного розв'язання системи диференціальних і алгебраїчних рівнянь, з яких складається модель динаміки ЕЕС. Імітаційне моделювання, виконане для реального режиму ОЕС України, який був додатково обважнений, показало, що за певних умов (наприклад, ремонтний режим), відповідно до передбачень теорії нелінійних систем, мале збурення може спричинити автоколивальний процес у автоматично регульованій динамічній системі.

Запропоновано шляхи аналізу статичної стійкості локальних сегментів електричної системи у разі наявності на нижньому рівні ієрархії джерел розосередженої генерації.

Проведено аналіз можливості застосування тензорної методології при розв'язанні задач оцінювання запасу статичної стійкості електричних систем. Складові моделі, що базується на тензорному аналізі, визначаються особливостями генеруючих установок та в умовах поширення розподіленої генерації мають вплив на стійкість системи. Досить вагомою величиною є момент інерції ротора, що визначається конструктивним виконанням та потужністю генератора. За умов відсутності інформації виникає потреба в моделях ідентифікації механічних характеристик турбогенераторів малої потужності. Такі моделі отримано на основі методики проектування турбогенераторів. Розглянуто можливість уточнення компонент моделі, що базується на тензорній методології.

Запропоновано підхід до розв'язання актуальної науково-технічної задачі оцінювання в режимі реального часу загрози коливного порушення стійкості енергооб'єднання (ЕО), обумовленої виникненням низькочастотних коливань (НЧК), який базується на застосуванні методів аналізу сигналів для оброблення результатів вимірювань параметрів режиму ЕО пристроями векторних вимірювань. За сукупністю вимог здійснено селекцію методів аналізу сигналів, які в режимі реального часу здатні забезпечити визначення параметрів домінантних мод НЧК. Для надійного оцінювання в режимі реального часу загрози коливного порушення стійкості ЕО вперше запропоновано застосовувати ансамбль попередньо відібраних і налаштованих методів аналізу сигналів. Розроблено процедуру узагальнення одержаних з його використанням результатів визначення параметрів домінантних мод НЧК. Експериментально доведено, що цифрова фільтрація сигналів до їх оброблення ансамблем методів аналізу сигналів, а також використання миттєвих значень сингалу підвищує надійність і точність визначення параметрів домінантних мод НЧК. Запропоновано й обгрунтовано доцільність застосування інтегрованої системи демпфірування НЧК з метою недопущення коливного порушення стійкості ЕО.

Розглянуто проблеми дослідження низькочастотних електромеханічних коливань в електроенергетичних системах. Дослідження виконано на базі аналітичної теорії нелінійних динамічних систем, яку застосовано до чисельних розрахунків збурених процесів. Значну увагу приділено застосуванню сучасних інноваційних технологій для підвищення ефективності керування електроенергетичними системами за рахунок підтримки ключових компетентностей оперативно-диспетчерського персоналу об'єднаної електроенергетичної системи України.

Розглянуто питання значущості параметрів первинних статичних частотних характеристик для забезпечення стійкості нормальних режимів роботи енергосистем за частотою і потужністю, отримання статичних частотних характеристик аналітичним і дослідним шляхом, визначення параметрів первинних частотних характеристик потужностей в режимі реального часу. Наведено аналіз використання параметрів первинних статичних частотних характеристик у законах вторинного автоматичного регулювання частоти та потужності. Для кращого сприйняття теоретичний матеріал і практичні результати досліджень докладно ілюстровані пояснюючими схемами та графіками.