Надано оцінку структури, параметрів і режимів міських освітлювальних електричних систем. Виявлено високий рівень технічної складності систем, встановлено особливості зміни їх параметрів і режимів. Установлено основні напрямки енерго- та ресурсоощадження, обгрунтовано необхідність запровадження автоматизованих систем керування режимами.

Досліджено проблеми керування режимами розподільних електричних мереж міст, що працюють за умов низької кореляції графіків напруги та реактивної потужності. Розвинуто методологію дослідження режимів даних мереж, запропоновано та обгрунтовано нову структуру гнучких систем, побудовану на базі фазоперемикальних вольтододавальних трансформаторів (ВДТ) з електронним керуванням. Вперше досліджено роботу трансформатора сумісно з розподільними мережами міст за умов живлення його первинної обмотки від джерел напруги, а вторинної - від джерела струму. Запропоновано критерії, параметри, методи та способи керування режимами розподільних мереж з ВДТ, структуру та параметри гнучких систем.

Розглянуто науково-методичні основи оптимізації режимів і параметрів систем електропостачання та освітлення міст як єдиного електротехнічного комплексу з урахуванням багатокритериальності задачі, числової несумірності і невизначеного характеру критеріїв.

Розглянуто спосіб знезараження питної води, що базується на використанні світлодіодних джерел світла для генерації ультрафіолетового випромінювання. Запропоновано структуру системи знезараження води, методику та алгоритм розрахунку світлорозподілу світлодіодних джерел світла, що забезпечують ефективне використання електричної енергії для знезараження води.

Досліджено режими роботи вольтододавальних трансформаторів з електронним керуванням. Визначено умови надійної та економічної роботи трансформаторів за квазіусталених режимів у складі Smart-Grid систем.

Досліджено процес вимірювання електроенергії електронними лічильниками за часткової відмови функціонування системи обліку електроенергії. Одержано формули для визначення величин коригувальних коефіцієнтів, що дозволяють компенсувати похибку вимірювання електроенергії, спричинену частковою відмовою функціонування в умовах несиметрії струмів. Визначено коригувальні коефіцієнти за різних варіантів відмов з урахуванням несиметрії струмів.

Розглянуто енергоефективну технологію знезараження питної води, що базується на використанні світлодіодних джерел світла для генерації ультрафіолетового випромінювання. Запропоновано структуру системи знезараження води, методику та алгоритм розрахунку світлорозподілу світлодіодних джерел світла, що забезпечують ефективне використання електричної енергії на знезараження води.

Втрати потужності в енергетичних мережах є найважливішим показником їх ефективності, чітким індикатором стану системи обліку електроенергії та ефективності енергопостачальних організацій. На думку міжнародних експертів, втрати електроенергії під час передачі та розподілу в електричних мережах більшості країн можуть вважатися задовільними, якщо вони не перевищують 4 - 5 %. Втрати електроенергії на рівні 10 % можна вважати максимально допустимими з точки зору фізики передачі електроенергії по мережах. Різке загострення проблеми зниження втрат електроенергії в електричних мережах вимагає активного пошуку нових шляхів її вирішення, нових підходів до вибору відповідних заходів і організації роботи по скороченню втрат. Сьогодні основним формалізованим засобом аналізу функціонування та управління режимами є математичне моделювання, основою якого є набір математичних моделей, які адекватно відображають досліджувані процеси. Зростаюча складність електричних мереж, тенденція до всебічного розгляду процесів, що відбуваються в ній, посилення вимог до ефективності розрахунків приводить до об'єктивних труднощів в побудові і застосуванні традиційних багатовимірних нелінійних математичних моделей. Необхідно переглянути і поліпшити класичні математичні моделі розрахунку і прогнозування втрат електроенергії, які застаріли і не відповідають поточним вимогам. Їх використання неефективно і частково неможливо. Крім того, вони погано працюють з частковою нестачею вихідної інформації. Це обгрунтовує необхідність впровадження сучасних математичних моделей (зокрема, нейронних мереж) для поліпшення розрахунку і прогнозування втрат електроенергії в лініях електропередач електричних мереж. Для розрахунку і прогнозування втрат електроенергії у внутрішніх мережах на сьогодні найпоширеніші детерміновані та імовірнісні статистичні методи.

Наведено результати розрахунково-експериментальних досліджень фільтрокомпенсуючого пристрою для застосування в освітлювальних електричних мережах та вольтододавального трансформатора, первинні обмотки якого підключаються до різних фаз електричної мережі, задля керування потоками активної й реактивної потужностей за слабкої кореляції графіків напруги і реактивної потужності та комплексному розв'язаному веденні режимів за напругою і реактивною потужністю в міських розподільних мережах.

Системи електропостачання та освітлення міст розглянуто як складні територіально розподілені людино-машинні системи, які входять до складу систем вищого рівня - електроенергетичних систем або їх підсистем. Вони мають з ними спільні елементи (живильні і розподільні мережі вищої та середньої напруги), а також спільні джерела живлення і засоби регулювання та управління. Це створює взаємний вплив і взаємозалежніть та вимагає застосування методів і технічних засобів управління, адаптованих до параметрів і режимів міських електричних мереж і в основі своїй орієнтованих на структурно-параметричну інтеграцію в системи керування об'єктами енергетичних систем. Запропоновано структуру системи автоматичного керування, критерії та параметри керування режимами систем електропостачання та освітлення міст, що відрізняються розподіленням параметрів у просторі та процесів у часі, а також низьким рівнем кореляції графіків напруги та реактивної потужності, і базуються на застосуванні концепції Smart-Light. В її основу покладено розподілену багаторівневу систему керування з розосередженими активними елементами, що побудовані на застосуванні фазоперемикальних вольтододавальних трансформаторів. Тим самим забезпечується можливість непов'язаного керування режимами напруги, активної та реактивної потужностей. Викладене відкриває можливість для керування режимами напруги в будь-якій точці мережі без впливу на режими інших споживачів. Концептуально система керування режимами електричних мереж систем електропостачання та освітлення міст дозволяє враховувати їх особливості, пов'язані з кольорово-світловим впливом освітлення на тваринний і рослинний світ, а також суміжні системи вищого рівня - електроенергетичні системи та мережі. Все це дозволяє розглядати системи електропостачання та освітлення міст як складні біотехнічні системи і керувати ними з урахуванням, як економічного критерію, так і критеріїв соціальної та екологічної ефективності.

Виконано аналіз методів оцінки параметрів та режимів розподільних електричних мереж районів малоповерхової забудови міст. Запропоновано метод оптимізації параметрів розподільних мереж 0,38 кВ за умов невизначеності вихідної інформації. Показано, що однією з невирішених проблем розрахунку параметрів розподільних електричних мереж міст є визначення розрахункового навантаження комунально-побутових споживачів. Залежність його від кількості та характеристик споживачів, приєднаних до ліній міських трансформаторних підстанцій, обумовлює низьку точність розрахунків. Похибка розрахунку навантаження трансформаторної підстанції може сягати при цьому 10 - 25 %, а похибка розрахунку або перетинів ліній 0,38 кВ сягає 40 %. У припущенні щодо постійності сумарної довжини ліній міських електричних мереж та незмінності відстані між навантаженнями, запропоновано розрахункові формули для лінійних моментів та коефіцієнтів розподілу навантажень і на їхній основі розроблені моделі перетину та втрат потужності в лініях. З урахуванням розроблених моделей запропоновано моделі дисконтованих витрат на мережі 0,38 кВ та трансформаторні підстанції при розрахунках по економічній щільності струму та припустимих втратах напруги.

Викладено результати теоретичних та експериментальних досліджень ферорезонансних явищ в електромережах 6-35 кВ. Охарактеризовано основні методи, способи та засоби боротьби з цими явищами. Виявлено вплив параметрів та характеристик електромереж на перебіг ферорезонансних процесів. Детально висвітлено особливості розроблених у Львівській політехніці пристроїв захисту типу ПЗФ та нерезонуючих трансформаторів напруги типу НТН.

Пандемія продовжується, як і продовжується питання запобігання забрудненню навколишнього середовища шкідливими речовинами, вірусами та бактеріями. У цих умовах широкі можливості відкриває світлотехніка та технології дезінфекції, асновані на використанні випромінювання в ультрафіолетовому спектральному діапазоні. Актуальність теми полягає у тому, що сучасні події, а саме: пандемія, землетруси, виверження вулканів, цунамі та війни, викликають велику кількість забруднень навколишнього середовища шкідливими речовинами, різноманітними вірусами та бактеріями. Ці проблеми торкнулися всього населення нашої планети, а в подальшому, без вирішення питання якісної дезінфекції різноманітних середовищ, вони можуть призвести до нових, більш масштабних катастроф. Дослідження, проведені в Харківському національному університеті ім. О. М. Бекетова, надали змогу встановити можливість використання ультрафіолетових світлодіодів для обробки різних середовищ, заражених шкідливими мікроорганізмами та COVID-19, розробити метод моделювання кривої сили світла світлового пристрою та алгоритм розрахунку світлодіодних установок, що забезпечать можливість розрахунку і проектування таких установок для знезараження різних середовищ, зокрема, водних середовищ та середовищ, заражених COVID-19. Так дослідження підтвердили можливість застосування ультрафіолетових світлодіодів для знезараження середовища від часток вірусу COVID-19, шкідливих мікроорганізмів у різних середовищах та встановити вимоги до бактерицидних установок в цих умовах. А розроблений метод може бути застосований для будь-яких довільно вибраних точок спостережень, основ світлодіодів і середовища їх розташування, що робить алгоритм придатним для розрахунку світлорозподіду від світлодіодних систем бактерицидного знезараження різних середовищ, у тому числі водних або заражених COVID-19, від шкідливих мікроорганізмів.