Проблемою розвитку вітроенергетики в Україні є недостатність доступної інформації про ефективність вітростанцій у реальних умовах застосування через комерціалізацію промислової інформації. З одного боку, це стосується показників вітрових навантажень в ефективних регіонах, з іншого - забезпечення тривалого ліцензованого вимірювання вітрових параметрів у складних за доступом умовах. Наведено результати оцінки економічної ефективності вітроелектростанції з генераторами різної потужності. Показано, що в такий спосіб можна розрахувати необхідні для попереднього аналізу економічної ефективності вітроелектростанції параметри - річне виробництво електроенергії, прибутковість та окупність інвестиції. В результаті проведено оцінку витрат на вітрогенератори та їхній монтаж та експлуатацію, оцінено розміри прибутку та терміну окупності. Показано високу ефективність впровадження вітроелектростанцій в умовах Карпатського регіону України за умови детального вибору характеристик вітрогенератора для реальних параметрів вітрових навантажень.

Here is observed a mathematical model of a Low Speed Wind Turbine (LSWT); presented a technique of formation of the mathematical description of power processes and a block diagram; defined possibilities and prospects of implementation of a technique for researching of energy transformation of weak and migrating streams and computerisation of diagnostic-operating functions of additional LSWT equipment.

Розглянуто математичну модель вітрової установки для середовища слабких вітрів. Наведено методику формування математичного опису енергетичних процесів і їх блок-схему. Визначено можливості та перспективи реалізації пристрою для дослідження енергетичних перетворень слабких і мігруючих потоків та комп'ютеризації діагностично-керуючих функцій додаткового обладнання вітроустановки для слабких вітрів.

Рассмотрена математическая модель ветроустановки для среды со слабыми и мигрирующими ветрами. Представлены методика формирования математического описания энергетических процессов и их блок-схема. Определены возможности и перспективы реализации устройства для исследований энергетических преобразований слабых и мигрирующих потоков, а также, компютеризации диагностически-управляющих функций дополнительного оборудования ветроустановки для слабых ветров.

Надано результати симулювання приєднаної до мережі вітроустановки з асинхронним генератором із подвійним живленням, а також надано деякі експлуатаційні характеристики. Модель створено на базі добре відомої програми ATP - EMTP. Структура динамічної моделі генератора є подібною до асинхронного генератора з коротко замкненим ротором. Ураховано вплив зміни швидкості ротора генератора на перехідні струми, електромеханічний момент, а також активну та реактивну потужності. Включено також одержані результати симулювання. Представлену модель розглянуто як перший крок до розробки програмного забезпечення для дослідження впливу вітрогенераторів на захист та автоматику мережі.

Рассмотрена проблема составления математической модели для цепи "электрическая линия - ветроагрегат" с целью анализа режимов работы методом математического моделирования. Математическая модель базируется на методе характеристик, учитывает неоднородность цепи и позволяет реализовать различные режимы и изменения в структуре цепи простым изменением значений величин, заданных как сосредоточенные параметры.

Розвиток національної вітроенергетики в Україні стикається з рядом проблем через відсутність у достатніх обсягах інформації про особливості режимів роботи вітростанцій за реальних умов. Це стосується показників вітрових навантажень в різних регіонах, оцінки продуктивності вітрових електростанцій з різнотипними вітрогенераторами. Одною з важливих характеристик потенційних можливостей роботи вітростанції в енергосистемі є час і коефіцієнт використання встановленої потужності, що широко застосовуються в задачах проектування електростанцій. Наведено результати розрахунку характеристик потенціалу виробництва вітроелектростанцій із генераторами різного типу та потужності, що визначено у вигляді часу та коефіцієнту використання встановленої потужності. Показано, що такі характеристики вітростанції однозначно характеризують ефективність застосування конкретного вітрогенератотра в реальних умовах для використання в проектних розрахунках.

Представлены результаты исследований в аэродинамической трубе по определению влияния управления углом установки лопасти относительно траверсы во время вращения ветроротора типа Дарье с прямыми лопастями на его мощностные и моментные характеристики. Показана способность ветроротора с управляемыми лопастями самозапускаться при очень малых скоростях набегающего на ветроротор потока и возможность значительного увеличения коэффициентов использования энергии потока и крутящего момента на валу за счет оптимизации закона управления лопастями.

Розглянуто принципи проектування адаптивної системи керування безредукторної електричної вітрової турбіни з максимальним коефіцієнтом потужності вітряних турбін для змінної швидкості вітру.

Розроблено стохастичні математичні моделі динамічних навантажень вітроелектричних установок (ВЕУ) з асинхронними генераторами для визначення імовірнісних характеристик параметрів навантажувального режиму роботи. Вдосконалено стохастичну модель турбулентності повітряного потоку у приземному шарі атмосфери. Одержано аналітичний вираз та кількісні оцінки електромеханічної сталої часу ВЕУ. Обгрунтовано використання квазістатичного методу для визначення та дослідження імовірнісних характеристик ВЕУ. Розроблено стохастичні математичні моделі потужності та сили лобового тиску на ротор ВЕУ, визначено імовірнісні характеристики.

Разработан алгоритм автоматизированного проектирования ветроэнергетических установок с вертикальной осью вращения, обеспечивающей достижение максимальной мощности при минимальном моменте трогания. Предложенный алгоритм основан на использовании импульсной модели ветроколеса с вертикальной осью вращения.

Розроблено нові статистичні методи віброударної діагностики електротехнічного обладнання (ЕО), які знайшли своє практичне застосування в автоматизованій системі, призначеній для виявлення та класифікації дефектів згаданого обладнання. Вперше наведено методи та лабораторний зразок інформаційно-вимірювальної системи віброударної діагностики ЕО, який базується на використанні статистичних методів. За цих умов об'єкт, а також інформаційно-вимірювальна система, що здійснює діагностику цього об'єкта, розглядаються як єдине ціле. Вперше обгрунтовано можливі діагностичні ознаки окремих вузлів ЕО, що являють собою параметри ймовірнісної математичної моделі ударного вібраційного сигналу. Вперше розроблено метод та алгоритм, що його реалізує, які дозволяють здійснювати імітаційне моделювання вібраційних сигналів, що збуджуються ударним впливом на досліджуваний вузол ЕО.

Мета дослідження - розвиток теорії автоматизованого проектування вітроенергетичних установок (ВЕУ) з вертикальною віссю обертання ротора. Обгрунтовано необхідність проектування ВЕУ з вертикальною віссю обертання комбінованого ротора, що забезпечує їх роботу в середовищі слабких вітрів, характерному для більшості території України. Визначено найбільш загальну декомпозицію задачі проектування ВЕУ. У зв'язку з тим, що система ВЕУ описується дуже великою кількістю змінних параметрів, що ускладнює обчислення критеріїв і функціональних обмежень, то задача проектування ВЕУ розбивається на етапи шляхом уведення ієрархії проектного опису по рівнях деталізації. Таким чином, розв'язання загальної задачі оптимального проектування ВЕУ подається як процес послідовного розв'язання локальних взаємозалежних задач оптимізації, які розташовано на різних рівнях ієрархії: вибір типів розгінних та основних роторів, визначення кількості розгінних роторів та місць їх розміщення по відношенню до основного, визначення кількості лопатей розгінних і основного роторів, оптимальний вибір профілів лопатей розгінних та основного роторів, оптимальний вибір конструкції лопатей з визначенням оптимального композитного матеріалу, із якого вироблено лопать, визначення оптимальних геометричних параметрів комбінованого ротора на основі використання математичних моделей аеродинаміки та міцності та множини обгрунтованих критеріїв з урахуванням обмежень та розв'язання задачі багатокритеріальної оптимізації. Показано, що з метою зниження витрат доцільно розробляти інтегровані САПР, частково використовуючи вже існуючі системи проектування, на основі застосування запропонованого метода інтеграції. На основі розробленого програмного забезпечення спроектовано ВЕУ з комбінованим ротором і проведено її випробування у віртуальній аеродинамічній трубі.

Освещены теоретические и практические проблемы создания автономных ветроэнергетических установок. Рассмотрены скоростные характеристики ветра, способы и методы ветроиспользования, схемы ветронасосных установок и возможности их применения в сельском хозяйстве. Дана информация об автономных ветронасосных и ветроэлектрических, в частности водоопреснительных, установках.

Проведено аналіз впливу структури та складу систем відбору потужності на втрати енергії. Встановлено, що узгодження параметрів вітрового потоку з параметрами енергогенерувальних пристроїв дозволяє збільшити видобуток енергії на 50 - 60 %. Запропоновано звести характеристики потужності вітрового потоку та споживачів енергії до спільної системи координат шляхом заміни області визначення за допомогою перетворення Лебега. Розроблено розрахункову модель для визначення річного об'єму енергії та часу видобутку для систем з ступінчастою характеристикою потужності та різною кількістю споживачів. Проведено експериментальні дослідження впливу змін швидкості вітру та температури на стабільність витрати. Встановлено, що відхилення витрати можуть бути скомпенсовані шляхом доповнення регулятора потоку термочутливим пневматичним елементом. Розроблено методику розрахунку технічно-доступного об'єму енергії з врахуванням річного розподілу швидкостей для систем з ступінчастою характеристикою потужності.

Виконано аналіз способів підвищення ефективності керування вітроенергетичними установками та розроблено алгоритм керування кутом атаки лопаті вітроенергетичної установки. Наведено блок-схему, алгоритм роботи такої системи керування вітроенергетичною установкою, який надає змогу значно підвищити її вихідні енергетичні характеристики.

Поставлено задачу аналізу динаміки тихохідного вітроколеса, розроблення методики розрахунку його конструктивних елементів з урахуванням аеродинамічних, відцентрових, гіроскопічних, коріолісових сил і сил тяжіння, реалізації розробленої методики для конструювання лопатей вітроколеса вітроенергетичної установки потужністю 0,5 кВт.

Проаналізовано вплив інерційних навантажень, які виникають під час нерівномірного обертання лопатей вітроустановки навколо трьох осей: башти (за орієнтації вітроколеса за напрямком вітру), гондоли (у разі взаємодії з потоком повітря) та власних поздовжніх осей (у разі регулювання частоти обертання вітроколеса), на процес керування потужністю за допомогою відцентрового регулятора. Обгрунтовано доцільність їх урахування під час моделювання роботи вітроустановки.

Досліджено коливання пружних лопатей, приєднаних до пружного диска вітроустановки, що встановлений на жорсткому валу та робить плоский поворот. Побудовано диференціальні рівняння, що описують пружні коливання вітроколеса, які обумовлені періодичними інерційними навантаженнями, та встановлено їх характер. Проаналізовано результуючий момент, який діє на жорсткий вал вітроколеса, та надано графічну інтерпретацію залежності вказаного моменту від кутової швидкості обертання ротора.

Виведено аналітичні залежності для визначення впливу гравітаційних та інерційних навантажень, які виникають внаслідок обертання лопатей навколо трьох осей: вітроколеса (за взаємодії з повітряним потоком), башти (за зміни напрямку вітру) та Землі, на динаміку лопатей. Надано формули для розрахунку осьових сил, а також навантажень згину та зрізу, які діють на елементарні ділянки лопатей за їх складного руху.

На основі виведених аналітичних залежностей для визначення коріолісових сил інерції, що виникають внаслідок обертання лопатей навколо трьох осей: вітроколеса (за взаємодії з повітряним потоком), башти (при зміні напрямку вітру) та лопаті (у разі зміни швидкості вітру), проаналізовано вплив кожної з них на елементарні ділянки лопатей. Надано відповідні графічні залежності та оцінено абсолютні величини коріолісових сил інерції в режимі розгону вітроколеса.

Виконано аналіз надійності технічних систем на базі методу теорії графів і булевих функцій. Звернено увагу на значимість надійності систем, що використовують відновлювані джерела енергії.