РОЗВИТОК МОЖЛИВОСТЕЙ МЕТОДУ ОКРЕМИХ СКЛАДОВИХ ДЛЯ АНАЛІЗУ РЕЖИМІВ У ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНИХ SMART- КОМПЛЕКСАХ
DOI:
https://doi.org/10.20535/1813-5420.1.2021.242102Ключові слова:
електротехнічні Smart-комплекси, Microgrid, перетворювачі електроенергії, модифікація методу окремих складових, усталений режим, кондуктивні завади, алгоритми розрахунку, оцінка енергоефективностіАнотація
Розглянуто особливості формування локальної електроенергетичної системи за концепцією Smart Grid, що потребує якісно нової архітектури системи енергозабезпечення та нових принципів функціонування – як на рівні технічних рішень, так і механізмів організаційної взаємодії на технологічному рівні та фінансових розрахунків. Проаналізовано науково-технічні проблеми, пов’язані з функціонуванням окремих типів електротехнічних Smart-комплексів (ЕТК-Smart), визначено особливості аналізу електротехнічних комплексів з нелінійними елементами шляхом аналізу процесів у разі змін активних та реактивних навантажень, що дає змогу враховувати відповідні зміни параметрів при розрахунках електромагнітних процесів за допомогою аналітичних методів. Удосконалено методологію оцінки впливу кондуктивних періодичних завад на протікання усталеного режиму в електротехнічних Smart-комплексах. Розглянуто принципи аналізу (моделювання) ЕТК-Smart як систем з періодично змінюваними параметрами. Показано, що застосування ЕТК-Smart зумовлює прискіпливу увагу до аналізу усталених та перехідних, у тому числі й модульованих, режимів, у випадку формування різноманітних графіків протікання енерготехнологічних та технологічних процесів, електроживлення різноманітних типів навантажень тощо. Сформульовано алгоритми розрахунку струмів у електричних комплексах з циклічно змінюваними параметрами, а також аналізу впливу періодичних кондуктивних завад в елементах ЕТК-Smart з перетворювачами електроенергії на основі розвитку можливостей методу окремих складових при моделюванні усталених режимів, що дозволяє здійснювати автоматизацію відповідних розрахунків за допомогою обчислювальної техніки. Наведено алгоритми аналізу електромагнітних процесів у ЕТК-Smart із змінюваними параметрами та RL-навантаженням для складних періодичних, аналізу системи у разі нелінійних елементів, врахування при аналізі внутрішнього опору генератора та ліній передачі, аналізу процесів при стрибкоподібній зміні параметрів реактивних елементів (індуктивності L та ємності C), аналізу впливу періодичних кондуктивних завад (на змінному та постійному струмі) на електромагнітні процеси в елементах ЕТК-Smart з перетворювачами електроенергії. Наведено основи методичного забезпечення оцінки енергоефективності ЕТК-Smart як елементів інтелектуальних систем електроживлення. Запропоновано алгоритм електротехнічного обстеження (енергоаудиту) електротехнічних комплексів шляхом застосування запропонованих аналітичних виразів та узагальненого алгоритму розрахунку електромагнітних процесів у електричних комплексах з циклічно змінюваними параметрами, що дає змогу здійснювати відповідні оцінки енергоефективності функціонування Microgrid. Запропоновано концепцію формування (побудови) та модернізації оптимізації елементів Smart-технологій для Smart-мікрорайону інтелектуального міста шляхом розроблення алгоритму здійснення відповідних досліджень і оцінок та формування мережі Microgrid (ЕТК-Smart з перетворювачами електроенергії) кількох рівнів ієрархії , що дозволяє здійснювати вибір оптимальних параметрів Microgrid та оцінку загальних показників енергоефективності функціонування Smart-мікрорайону інтелектуального міста. Представлені приклади аналізу підтверджують ефективність застосування модифікації методу окремих складових для аналізу усталених режимів ЕТК-Smart.
Посилання
Intelligent electrical networks: elements and modes. For the general ed. acad. NAS of Ukraine Kirilenko O. Kyiv: Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2016. - 400 p.
Decentralization of city energy supply systems in the conditions of technological transformations and formation of intellectual cities (smart сity). Scientific foundations of modern
engineering. Monograph. BOSTON (USA), 2020 Р.181-204.
Renewable energy sources in distribution electric networks: monograph / Lezhniuk P., Kovalchuk O., Nikitorovich O., Kulik V. - Vinnytsia: VNTU, 2014. - 204 p.
Kirilenko O., Zhuikov V., Denysiuk S., Rybina O. Power electronics systems and methods of their analysis. - 2006. – 488 p.
Benysek G., Kazmierkowski M., Popczyk J., Strzelecki R. Power electronic systems as a crucial part of Smart Grid infrastructure – a survey. Bulletin of the Polish Academy of Sciences Technical Sciences, Vol. 59, No. 4, 2011. – P. 455–473.
Zhezhelenko I., Shidlovsky A., Pivnyak G. etc. Electromagnetic compatibility of consumers. - M .: Mashinostroenie, 2012.
Hopkins D.C., Safiuddin M. Power electronics in a smart-grid distribution system. АРЕС – 10. 2010. Palm Springs, CA. 83 p.
Denysiuk S., Melnichuk G. Application of Laplace transform for analysis of electromagnetic processes in systems with cyclically variable parameters of elements // Proceedings of the Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine: Coll. Science. pr. - K .: IED NASU, 2003. - No 3 (6). - P. 102–108.
Denysiuk S., Melnichuk G. Construction of Laplace transform in the analysis of electromagnetic processes in complexes with cyclically variable parameters // Electronics and communication. - 2005. - No 26. - P. 29 - 36.
Denysiuk S., Melnichuk G. Formation of a system of equations of state variables for calculation of processes in electric complexes with cyclically variable modes // Proceedings of the Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine: Coll. Science. pr. - K .: IED NASU, 2005. - No 3 (12). - P. 132– 137.
Zhuikov V., Denysiuk S., Melnichuk G. Modeling of systems with power converters with cyclically variable parameters. - К .: «Nash format», 2018. - 165 p.
Rudenko V., Zhuikov V., Koroteev I. Calculation of devices of converting equipment. ¬ – К .: Machinery, 1980. - 136 с.
Shidlovsky A., Kirilenko O., Zhuikov V. Estimation of a condition and prospects of development of methods of the analysis of electromagnetic processes in converters of the electric power // Techn. electrodynamics thematic issue "Power Electronics and Energy Efficiency". - 2005. - Ch. 1. - P. 3–16.
Belov V., Butkina A., Shamaev A. Mathematical modeling of electrical energy conversion systems for micronets // Automation of control processes. - 2014. - No 2 (36). - P. 43–51.
Автоматизированное проектирование силовых электронных силовых электронных схем / Жуйков В.Я., Сучик В.Е., Андриенко П.Д., Еременко М.А. – К.: Техніка, 1988. – 132 с. Automated design of power electronic power electronic circuits / Zhuikov V., Suchik V., Andrienko P., Eremenko M. - К .: Machinery, 1988. - 132 p.
Denysiuk S. Technological guidelines for the implementation of the Smart Grid concept in power systems // Energy: economics, technology, ecology. - 2014. - No 1. - P. 7–21.
DenysiukS., Melnychuk H.
Denysiuk S., Strzelecki R., Opryshko V. The smart grid concept implementation by expanding the use of demand side management and modern power electronic installations // Енергетика: економіка, технології, екологія. – 2016. – No4 (46). – С.7–17.
Micronetworks: world experience and opportunities for Ukraine. - http: // energycooperative. org.ua/2017/09/28/
Renewable energy sources in distribution electric networks: monograph / Lezhniuk P., Kovalchuk O., Nikitorovich O., Kulik V. - Vinnytsia: VNTU, 2014. - 204 p.
Kirilenko O., Zhuikov V., Denysiuk S., Rybina O. Power electronics systems and methods of their analysis. - 2006. – 488 p.
Benysek G., Kazmierkowski M., Popczyk J., Strzelecki R. Power electronic systems as a crucial part of Smart Grid infrastructure – a survey. Bulletin of the Polish Academy of Sciences Technical Sciences, Vol. 59, No. 4, 2011. – P. 455–473.
Zhezhelenko I., Shidlovsky A., Pivnyak G. etc. Electromagnetic compatibility of consumers. - M .: Mashinostroenie, 2012.
Hopkins D.C., Safiuddin M. Power electronics in a smart-grid distribution system. АРЕС – 10. 2010. Palm Springs, CA. 83 p.
Denysiuk S., Melnichuk G. Application of Laplace transform for analysis of electromagnetic processes in systems with cyclically variable parameters of elements // Proceedings of the Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine: Coll. Science. pr. - K .: IED NASU, 2003. - No 3 (6). - P. 102–108.
Denysiuk S., Melnichuk G. Construction of Laplace transform in the analysis of electromagnetic processes in complexes with cyclically variable parameters // Electronics and communication. - 2005. - No 26. - P. 29 - 36.
Denysiuk S., Melnichuk G. Formation of a system of equations of state variables for calculation of processes in electric complexes with cyclically variable modes // Proceedings of the Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine: Coll. Science. pr. - K .: IED NASU, 2005. - No 3 (12). - P. 132– 137.
. Zhuikov V., Denysiuk S. Energy processes in electric circuits with key elements. – К.: ТЕКSТ, 2010. – 264 p
Zhuikov V., Denysiuk S., Melnichuk G. Modeling of systems with power converters with cyclically variable parameters. - К .: «Nash format», 2018. - 165 p.
Rudenko V., Zhuikov V., Koroteev I. Calculation of devices of converting equipment. ¬ – К .: Machinery, 1980. - 136 с.
Shidlovsky A., Kirilenko O., Zhuikov V. Estimation of a condition and prospects of development of methods of the analysis of electromagnetic processes in converters of the electric power // Techn. electrodynamics thematic issue "Power Electronics and Energy Efficiency". - 2005. - Ch. 1. - P. 3–16.
Belov V., Butkina A., Shamaev A. Mathematical modeling of electrical energy conversion systems for micronets // Automation of control processes. - 2014. - No 2 (36). - P. 43–51.
Автоматизированное проектирование силовых электронных силовых электронных схем / Жуйков В.Я., Сучик В.Е., Андриенко П.Д., Еременко М.А. – К.: Техніка, 1988. – 132 с. Automated design of power electronic power electronic circuits / Zhuikov V., Suchik V., Andrienko P., Eremenko M. - К .: Machinery, 1988. - 132 p.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
