Розглянуто проблеми відновлення напруги в автономних енергосистемах і зменшення втрат електроенергії у перехідних режимах, які найбільш ефективно можна вирішити у класі систем регулювання, оптимальних за швидкодією.

Запропоновано математичну модель автономної електроенергетичної системи на базі асинхронізованого генератора з безконтактним двофазно-трифазним електромашинним каскадним модульованим збуджувачем. Модель дозволяє досліджувати статичні та динамічні процеси, викликані нестабільністю швидкості обертання рушія, а також забезпечує можливість спостереження за поведінкою системи під час роботи за характерних для практики режимів, зокрема функціонування системи автоматичного стабілізування напруги або струму генератора як за нормальних і екстремальних ситуацій.

Наведено різні варіанти схем автономного енергозабезпечення промислового підприємства. Проведено порівняльний аналіз технічних, економічних та екологічних характеристик цих схем. Результати аналізу свідчать про значні переваги використання енергетичного модуля на базі газотурбінної установки.

Запропоновано математичну модель електроенергетичної системи (ЕЕС), яка складається з двох електромеханічних джерел енергії. На базі цієї моделі можна розробити цифрову модель для симуляційних досліджень перехідних та усталених процесів такої автономної ЕЕС.

За результатами математичного моделювання проаналізовано динамічні процеси автономної електроенергетичної системи під час її роботи на вузол асинхронних двигунів. На підставі результатів математичного моделювання встановлено основні закономірності перебігу процесів системи під час пуску та зупинки двигунів за умови змінної швидкості обертання рушія генератора.

Індекс рубрикатора НБУВ: З273

Рубрики:

Автономні електричні системи

Шифр НБУВ: Ж69973 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Предложена основанная на имитационном моделировании методика численного определения коэффициента несинусоидальности напряжения синхронного генератора при импульсном возбуждении. Разработаны имитационные модели генератора со статической активно-индуктивной и асинхронной двигательной нагрузками, для которых рассчитан коэффициент несинусоидальности.

С учетом методов теоретико-графовых построений и эксергетического анализа изложены основные принципы структурной оптимизации автономных энергетических систем, представляющих собой комплекс взаимосвязанных потоков эксергии элементов, в каждом из которых происходит целенаправленная трансформация энергии. Предложен эксергоэкономический метод оптимизации энергопреобразующих комплексных систем, отличительная особенность которого заключается в определении величины потерь в отдельных элементах каждого варианта структуры и затрат на функционирование системы в целом. На основании исследований новых совокупностей технологических параметров системы, функциональных зависимостей, характерных для системы, определяют соответствующие изменения вводимых и выводимых потоков эксергии и тем самым оптимизируют энергетические показатели системы. Изложенный метод может быть использован при решении задач оптимального синтеза гетероструктурных, состоящих из разнородных источников, энергетических систем, где рассматриваются вопросы технико-экономического анализа автономных систем вида источники энергии - потребители энергии.

Розглянуто необхідність упровадження малих генеруючих потужностей в енергетичну систему України. Проведено техніко-економічну оцінку технологій, окреслено комплекс проблем інноваційного ринку розосередженої енергетики та наведено можливі варіанти їх вирішення.

Herein were specified the main provisions of methodology for creating of life cycle knowledge base in complicated technical system as isolated generating plant which are based on the results of theoretical and simulation researches.

Наведено модель автономної електростанції дизель-генераторним агрегатом, модель автоматизованого робочого місця оператора та мікропроцесорної системи керування дизель-генератором.

Розглянуто питання підвищення енергоефективності та електромагнітної сумісності автономних джерел електроживлення. Проаналізовано результати експериментальних досліджень та моделювання електромагнітних процесів запропонованої системи імпульсного регулювання постійної напруги.

Наведено результати теоретичних та експериментальних досліджень щодо удосконалення процесу енергопостачання фермерського господарства в Україні шляхом створення системи автоматичного керування системою енергопостачання автономного споживача на базі сонячної установки, вітроустановки, електроагрегата з двигуном внутрішнього згоряння й акумулятора. Запропоновано спосіб оптимізації структури системи енергопостачання за допомогою визначення природно-кліматичних факторів та рівня енергоспоживання. Здійснено технічну реалізацію та впровадження системи автоматичного керування на базі однокристальної мікроЕОМ типу МК51. Наведено дані про її ефективність у процесі експлуатації.

Досліджено проблему підвищення надійності й ефективності автономного електроживлення сільськогосподарських споживачів. Розглянуто науково-технічні передумови побудови автономних систем електроживлення як комплексу автономних електрогенерувальних установок та технологічного обладнання у сільському господарстві. Установлено закономірності функціонування структурних організацій різнорідних джерел електроенергії та їх впливу на надійнісно-вартісні характеристики. Відзначено, що впровадження результатів досліджень забезпечує комплексне рорзв'язання задач надійного автономного електроживлення сільськогосподарських споживачів, зменшує енергетичні та ресурсні витрати. Розвинуто метод структурно-алгоритмічної оптимізації автономних систем електроживлення з традиційними та поновлюваними джерелами. Доведено, що реалізація автономних систем з заданими функціональними властивостями потребує комплексного оцінювання за показниками надійності та питомої собівартості електроенергії. З використанням результатів дослідження розв'язано прикладні задачі розрахунку показників надійності й ефективності автономних систем електроживлення.

Запропоновано математичну модель приводного двигуна, яка враховує зміну рушійного моменту, обумовлену зміною тиску надуву, спричиненою варіюванням зміни кількості повітря у впускному трубопроводі й кількості газу у випускному, у якій постійні часу й коефіцієнти підсилення визначено шляхом обробки експериментально одержаних частотних і перехідних характеристик. Наведено метод дискретних керуючих впливів й одержано аналітичні співвідношення для керування динамічними системами, які описуються диференціальними рівняннями другого та третього порядків. Згідно з даним методом переключення вхідних впливів вибираються у моменти часу, коли помилка між дійсним і необхідним значенням фазової координат, її перша та друга похідні дорівнюють нулю. Розвинуто метод проектування пристроїв синхронізації, відповідно до якого процес проектування є процесом переробки інформації, під час якого в інформаційній моделі системи здійснюються переходи від вихідного стану до кінцевого, а оператор переходів вибирається з множини функцій приналежності, що є суб'єктивною мірою виконання певної процедури.

Исследован автономный источник питания, обеспечивающий накопление кинетической энергии электротранспортного средства при торможении. В качестве накопителя электрической энергии использована конденсаторная батарея большой ёмкости. Предложена методика оптимизации параметров конденсаторной батареи по массе, объему и стоимости.

Досліджено автономне джерело живлення, що забезпечує нагромадження кінетичної енергії електротранспорту під час гальмування. Як накопичувач електричної енергії використано конденсаторну батарею великої ємності. Запропоновано методику оптимізації параметрів конденсаторної батареї за масою, об'ємом та вартістю.

The chart of autonomous source of energy, which provides accumulation of kinetic energy of electro mobile at braking with the subsequent use of her at the movement, is examined. As the store of electric energy is used condenser battery of large capacity. The modes of operations of condenser battery are examined, the method of optimization of parameters of condenser battery on mass, volume and cost is offered

Вирішено науково-прикладну проблему розробки методів математичного моделювання (ММ) складних електротехнічних комплексів (СЕТК) і систем та на їх підставі математичних моделей для аналізу електромагнітних і електромеханічних процесів, які відбуваються в автономних системах (АС) електроживлення на базі асинхронізованого генератора (АГ) з безконтактним каскадним модульованим збуджувачем, що функціонує на основі модуляції напруги. Описано методи, теоретична концепція яких передбачає подальший розвиток теорії ММ електромашино-вентильних систем щодо підвищення числової стійкості базового методу даної теорії (методу вузлових потенціалів), урахування взаємних зв'язків структурних елементів у математичних моделях СЕТК і систем різного призначення та підвищення рівня адекватності ММ вентильних перетворювачів частоти (ВПЧ). Наведено метод вузлових уточнень струмів, який допомагає моделювати довготривалі процеси СЕТК і систем з компенсуванням властивої базовому методу похибки неузгодженості струмів у вузлах схеми, яка спричинена записом матриці інциденції для похідних струмів, що передбачено першим законом Кірхгофа. Запропоновано метод квазікомбінованих схем, який допомагає моделювати розрив електричних гілок ВПЧ за постійної структури системи рівнянь електричної рівноваги, що підвищує рівень адекватності математичних моделей, перетворювачів і систем. Розроблено математичні моделі АС електроживлення на базі АГ з безконтактним каскадним модульованим збуджувачем. Проаналізовано електромагнітні та електромеханічні процеси АС щодо її працездатності.

Вперше формалізовано завдання керування системами перетворення електричної енергії в автономних енергетичних системах на основі критерію узагальненої оцінки якості їх функціонування, що враховує ступінь спотворень струмів живильної мережі. Запропоновано новий метод оптимального керування трифазним матричним перетворювачем, що заснований на принципі керування за інтегральною помилкою та забезпечує зменшення рівнів спотворень струмів на вході перетворювача та високочастотних складових у перетвореній напрузі. Набули подальшого розвитку методи побудови нечітких регуляторів для керування силовими перетворювачами автономних енергетичних установок, що дозволило зменшити складність обчислювальних процедур і підвищити ефективність їх виконання у реальному часі.

Висвітлено проблему підвищення ефективності процесу акумулювання електричної енергії відновлюваних джерел в автономних системах електроживлення на основі вітро- та фотоелектричних установок за рахунок використання імпульсного методу зараду та паралельної роботи акумуляторних батарей із суперконденсаторами за наявності в системі різкозмінного імпульсного навантаження. У програмному середовищі Micro-Cap8 розроблено схему заміщення імпульсного зарядного пристрою і на її базі створено експериментальний зразок. Встановлено, що використання імпульсного зарядного пристрою в автономних системах електроживлення дозволяє збільшити ефективність використання енергії від вітроелектричної установки (ВЕУ) в середньому в Україні на 5 %, а ефективність використання енергії від фотоелектричної батареї (ФЕБ) для регіону Київщини в середньому на 8 %. Розроблено інженерну методику розрахунку складових компонентів імпульсного зарядного пристрою на підставі параметрів системи акумулювання. Наведено результати комп'ютерного моделювання й експериментальних досліджень паралельної роботи суперконденсаторів та акумуляторних батарей. Розроблено метод розрахунку параметрів суперконденсатора для паралельної роботи з акумуляторними батареями з урахуванням величини зовнішнього навантаження.

Запропоновано математичну модель автономної системи електроживлення на базі асинхронізованого генератора з безконтактним каскадним модульованим збуджувачем, яка дає змогу моделювати динамічні процеси з урахуванням наявності рушія ротора генератора, взаємного впливу її структурних елементів і функціонування систем автоматичного керування.

Предложена математическая модель автономной системы электропитания на базе асинхронизированного генератора с бесконтактным каскадным модулированным возбудителем, позволяющая моделировать динамические процессы с учетом наличия движителя ротора генератора, взаимного влияния ее структурных элементов и функционирования системы автоматического управления.

A mathematical model is proposed for the autonomous power system based on asynchronous generator with contactless cascade modulated energizer that enables simulating the dynamic processes taking into account the presence of engine generator rotor, themutual influence of its structural elements and operation of automatic control systems.