Кафедра автоматизації енергосистем (АЕ)
Постійне посилання на фонд
Переглянути
Перегляд Кафедра автоматизації енергосистем (АЕ) за Ключові слова "621.311"
Зараз показуємо 1 - 10 з 10
Результатів на сторінці
Налаштування сортування
Документ Відкритий доступ Автоматичне управління в енергосистемах: лабораторний практикум(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Марченко, Анатолій Андрійович; Гулий, Володимир СергійовичНавчальний посібник містить матеріали чотирьох завдань, які виконуються студентами на лабораторному практикумі протягом семестру. Завдання охоплюють наступні питання: знайомство з програмним забезпеченням Power Factory v. 14 шляхом вивчення можливостей роботи з програмним забезпеченням; регулювання частоти та активної потужності в Енергосистемі, моделювання роботи автоматичного регулятора збудження генератора та статичного тиристорного компенсатора у динамічних режимах , . дослідження асинхронного режиму в Енергосистемі .Матеріали кожного заняття включають теоретичні відомості, індивідуальні завдання і порядок їх виконання. Посібник призначений для здобувачів ступеня магістра спеціальності 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка» і містить матеріали завдань для лабораторного практикума. Також матеріали посібника можуть бути використані на комп’ютерному практикумі для освітніх компонентів пов’язаних з автоматичним регулюванням та автоматичним управлінням в енергетичних системахДокумент Відкритий доступ Математичне моделювання систем та процесів. Математичне забезпечення мікропроцесорних пристроїв релейного захисту і автоматики електроенергетичних систем(НТУУ «КПІ», 2016) Яндульський, Олександр Станіславович; Дмитренко, Олександр ОлексійовичДокумент Відкритий доступ Математичні задачі енергетики. Моделювання і аналіз усталених режимів роботи електричних систем(НТУУ «КПІ», 2016-05-10) Хоменко, Олег ВолодимировичДокумент Відкритий доступ Математичні задачі енергетики. Моделювання і аналіз усталених режимів роботи електричних систем(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Хоменко, Олег ВолодимировичРозглянуті питання формування складових математичної моделі електричної мережі ЕЕС у вигляді схем заміщення та розрахункових схем, систем лінійних і нелінійних рівнянь усталеного режиму. Наведені методи розв’язання таких систем рівнянь – методи Гауса, подвійної факторизації, Зейделя, Ньютона-Рафсона. На наскрізному розрахунковому прикладі електричної мережі докладно показані етапи моделювання усталених режимів, застосування методів розв’язання систем рівнянь і аналіз результатів розрахунків. Розглянуті питання застосування градієнтних методів для оптимізації режимів роботи електричних мереж.Документ Відкритий доступ Низькочастотні коливання потужності та засоби їх ефективного демпфування для підвищення стійкості енергосистеми(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Лютер, Андрій Олександрович; Марченко, Анатолій АндрійовичМагістерська дисертація місить пояснювальну записку, що складається з 78 сторінок та містить в своєму складі 45 рисунків, 9 таблиць, 8 листів графічної частини, 34 літературних посилань і 1 додаток. Актуальність теми – забезпечення стійкості об'єднаної енергосистеми України в умовах децентралізованої генерації та загроз воєнного характеру, потребує удосконалення методів демпфування низькочастотних коливань системних параметрів. Адапатція системних стабілізаторів до вітчизняних умов потребує комплексного підходу з урахуванням специфіки мереж, аварійних сценаріїв та особливостей генерації. Мета дослідження – розробка та тестування моделі системного стабілізатора в середовищі Matlab/Simulink, оцінка ефективності і порівняння з іншими моделями стабілізаторів. Об'єкт дослідження – фрагмент електроенергетичної системи з використанням системних стабілізаторів потужності в аварійних режимах роботи. Предмет дослідження – системні стабілізатори потужності, як засіб демпфування низькочастотних коливань. Методи дослідження – моделювання аварійних режимів роботи фрагменту енергосистеми з використанням системних стабілізаторів в програмному середовищі Matlab/Simulink, перевірка якості демпфування НЧК шляхом розрахунку якісних показників перехідного процесу. Результати роботи – на основі досліджуваного фрагменту досліджено ефективність застосування системних стабілізаторів для демпфування низькочастотних коливань. Практичне значення одержаних результатів – отримані результати можуть бути використані дослідницькими та проєктними організаціями для впровадження системних стабілізаторів на об’єкти генерації з метою демпфування НЧК і підвищення стійкості енергосистеми. Публікації за тематикою досліджень – Лютер А. О., Марченко А. А. Системний стабілізатор потужності як засіб підвищення стійкості енергосистеми. Міжнародний науково-технічний журнал "Сучасні проблеми електроенерготехніки та автоматики", 31-36 – 2023. Лютер А. О., Марченко А. А. Дослідження впливу системного стабілізатора потужності на стійкість роботи синхронного генератора. Міжнародний науково-технічний журнал "Сучасні проблеми електроенерготехніки та автоматики", 8-12 – 2024. Лютер А. О., Марченко А. А., Гулий В. С. Засоби підвищення стійкості систем електропостачання з відновлюваними джерелами енергії. Відновлювана енергетика та енергоефективність у XXI столітті: Матеріали XXIV міжнародної науково-практичної конференції, (Київ, 22–24 травня 2024р.). – К.: Інституту відновлюваної енергетики НАН України, 2024. – 188 с.Документ Відкритий доступ Оптимізація графіків виробництва електроенергії гідроелектростанцій в сучасних ринкових умовах функціонування ОЕС України(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Олефір, Дмитро Олександрович; Яндульський, Олександр СтаніславовичОлефір Д.О. Оптимізація графіків виробництва електроенергії гідроелектростанцій в сучасних ринкових умовах функціонування ОЕС України. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.01 «Енергетичні системи та комплекси». – Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського”, Інститут електродинаміки Національної академії наук України, Київ, 2025. Розв’язано науково-практичні задачі моделювання процесів функціонування гідротехнічних комплексів «Водосховище – ГЕС» в умовах конкурентного ринку електричної енергії шляхом удосконалення існуючих та розроблення нових моделей, методів та засобів імітаційного моделювання функцій експлуатації водосховищ для виробництва електричної енергії каскадами ГЕС з урахуванням особливостей функціонування ОЕС України. Розроблено лінійні та нелінійні моделі оптимального розподілу наявних гідротехнічних ресурсів для виробництва електричної енергії у гідротехнічних вузлах «Водосховище – ГЕС». Розроблено комп’ютерну програму короткострокового планування діяльності енергогенеруючої компанії на ринку електричної енергії, яка формує оптимальний за економічними та неекономічними критеріями графік пропозиції електричної енергії у ринкових сегментах виходячи із ринкової кон’юнктури, наявних водних ресурсів та технічного стану каскадів ГЕС в Україні. Ключові слова: гідротехнічний вузол, гідроелектростанція, баланс гідроресурсів, оптимізація, ринок електричної енергії, ринок «на добу наперед», технологічні обмеження, математична модель, методи оптимізації.Документ Відкритий доступ Оптимізація графіків виробництва електроенергії гідроелектростанцій в сучасних ринкових умовах функціонування ОЕС України(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Олефір, Дмитро Олександрович; Яндульський, Олександр СтаніславовичОлефір Д.О. Оптимізація графіків виробництва електроенергії гідроелектростанцій в сучасних ринкових умовах функціонування ОЕС України. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.01 «Енергетичні системи та комплекси». – Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського”, Інститут електродинаміки Національної академії наук України, Київ, 2025. Перший розділ присвячений огляду проблем при плануванні виробництва електроенергії гребельними ГЕС в Україні та особливостям їх роботи на ринку електричної енергії України. Показано, що об’єкти гідроенергетики займають відносно невелику частку у балансі потужностей ОЕС України. Проте Дніпровський каскад ГЕС та Дністровський комплексний гідротехнічний вузол відіграють важливу роль в балансуванні режимів роботи ОЕС України, наданні допоміжних послуг з регулювання частоти та потужності, а також локалізації та ліквідації аварійних ситуацій в енергосистемі. Зокрема, гребельні ГЕС в Україні є основними постачальниками допоміжних послуг з відновлення частоти та одним із основних учасників балансуючого ринку. Інтенсивне залучення виробничих потужностей гребельних ГЕС до регулювання частоти та потужності в ОЕС України призводить до значних відхилень фактичних витрат гідроресурсів від планованих. Це, у свою чергу, підвищує ризики порушення водогосподарських обмежень, технічних норм експлуатації водосховищ та екологічних норм водостоку по руслам річок. Крім того, гребельні ГЕС в Україні досить часто отримують аварійні диспетчерські команди на зміну графіків навантаження ГЕС, що, за певинх обставин, призводить до економічних збитків для енергогенеруючої компанії. Тому актуальною є задача планування скоординованої роботи об’єктів гідроенергетики в частині раціонального використання наявних гідроресурсів та оптимізації стратегії участіенергогенеруючої компанії на ринку електричної енергії України з метою максимізації доходів від комерційної діяльності. У розділі виконано аналіз наукових публікацій в частині планування роботи гідротехнічних комплексів. Відзначено, що цілі задач планування графіків виробництва електроенергії ГЕС в значній мірі залежать від чинної моделі ринку електроенергії та ролі гідроенергетики у ринкових відносинах. Якщо виробництво електроенергії об’єктами гідроенергетики оплачується по регульованим тарифам, то задачі планування графіків завантаження ГЕС зводяться до максимізації обсягів відпуску електроенергії для покриття піків (полупіків) електроспоживання в енергосистемі. В таких випадках для планування діяльності ГЕС часто достатньо використання розрахункових систем на основі експертних рішень. Аналіз публікацій показав, що за участі енергогенеруючих компаній (зокрема, гідрогенеруючих) у продажі електричної енергії на конкурентних сегментах ринку змінююються цілі оптимального планування діяльності об’єктів енергетики. Відзначено, що основною метою участі енергогенеруючої компанії у торгах на ринку електроенергії стає максимізація вигоди від продажу електричної енергії за умов дотримання відповідних технологічних обмежень та ефективного використання енергоресурсів. Наведені особливості та загальна схема роботи ПрАТ «Укргідроенерго» на ринку електричної енергії України. Зроблено висновок, що для реалізації системи короткострокового планування діяльності об’єктів гідроенергетики в умовах функціонування лібералізованої моделі ринку електричної енергії України необхідна побудова формалізованого математичного апарату оптимізації за економічними критеріями технологічних процесів на ГЕС із дотриманням всіх технічних вимог та екологічних норм. На основі виконаного аналізу уточнено задачі дисертаційного дослідження, зокрема поставлено задачу побудови уніфікованої математичної та імітаційної моделі опису технологічних процесів на об’єктах гідроенергетики України, а також цільової функції максимізації доходів від продажуелектроенергії, сформованої у канонічній формі для можливості застосування існуючих методів і засобів оптимізації. У другому розділі розглянуто задачі планування балансу гідроресурсів у водосховищах ГЕС Дніпровського каскаду. Виокремлено задачу добового коригування рівня заповнення водосховищ. За результатами розв’язання цієї задачі визначається доступний на добу обсяг гідроресурсів, розподіл якого для виробництва електричної енергії по окремим годинам доби необхідно здійснювати із врахуванням погодинних ринкових цін. Розроблено структуру математичної моделі задачі оптимального за економічними критеріями розподілу наявних гідроресурсів для виробництва електроенергії у гідротехнічному вузлі «Водосховище – ГЕС». Визначено наступні основні структурні рівні побудованої математичної моделі: • рівень гідроагрегатів, де із заданим рівнем деталізації описані технологічні процеси, а також формалізовано складові цільової функції та складові балансів гідроресурсів; • рівень ГЕС із загальною на рівні електростанції системою технічних та режимних обмежень; • рівень водосховища, на якому формалізовані баланси гідроресурсів та визначено систему обмежень для контролю технічних умов експлуатації водосховища та екологічних норм водостоку по руслу ріки. Передбачено, також, структурні рівні каскаду ГЕС та гідрогенеруючої компанії. Формалізовано цільову функцію максимізації доходу генеруючої компанії від виробництва та продажу на ринку електроенергії відповідно до агрегованого планового графіку навантажень ГЕС. Досліджено особливості врахування балансу гідроресурсів у каскаді ГЕС. Визначено основну систему обмежень рівня гідрогенеруючої компанії. Розділ містить всі формальні складові базової лінійної математичної моделі функціонування гідротехнічного вузла «Водосховище – ГЕС». Оскільки для процедури оптимізації використовуються методи лінійної оптимізації, то формалізована математична модель дозволяєотримати глобальний максимум цільової функції доходу від продажу електроенергії на РДН. У третьому розділі досліджено проблему виникнення множини розв’язків в окремих групах годин із однаковими ринковими цінами в лінійній моделі функціонування гідротехнічного вузла «Водосховище – ГЕС». Визначено і формалізовано ознаки існування такої множини розв’язків. Для вирішення проблеми запропоновано виконувати додатковий крок оптимізації за неціновим критерієм, а саме – вирівнювання графіка навантаження ГЕС у години з однаковими ринковими цінами. Формалізовано нелінійну функцію мінімізації різниці обсягів відпуску електроенергії в години з однаковими ринковими цінами. Оскільки нелінійна цільова функція визначає один розв’язок із множини однаково оптимальних рішень, то додатковий крок оптимізації забезпечує розв’язок задачі у точці глобального екстремуму. Розроблено методику двокрокового розв’язку задачі оптимального розподілу наявних гідроресурсів для виробництва електроенергії на ГЕС. Визначено цільову функцію із поданням нецінового критерія у формі штрафної функції. Обґрунтовано, що нелінійна штрафна функція так само дозволяє отримати глобальний екстремум для задачі оптимального розподілу наявних гідроресурсів для виробництва електроенергії на ГЕС. Розроблено та досліджено функції вартості втрат електроенергії в генераторах ГЕС. Доведено, що лінійна функція вартості втрат не впливає на результати розв’язання задачі оптимального розподілу наявних гідроресурсів для виробництва електроенергії на ГЕС. Розроблено квадратичну функцію вартості втрат електроенергії в генераторах ГЕС, яка використовується в якості штрафної функції та створює ефект вирівнювання графіка навантаження ГЕС за однакових ринкових цін та при незначних коливаннях ринкових цін. При цьому ефективно реалізується неціновий критерій оптимізації та усувається проблема множини розв’язків для групи годин із однаковими ринковими цінами. Четвертий розділ присвячений експериментальним дослідженням, виконаним із застосуванням розробленої імітаційної моделі для розв’язку задачі оптимального розподілу наявних гідроресурсів для виробництва електроенергії наГЕС. Розроблено архітектуру засобів розв’язання задачі планування добового графіка навантаження ГЕС з метою формування пропозиції щодо продажу електроенергії в сегменті ринку «на добу наперед». Експериментально підтверджено стохастичний характер розв’язків для групи годин із однаковими ринковими цінами в лінійній моделі задачі оптимального розподілу наявних гідроресурсів для виробництва електроенергії на ГЕС. Експериментально підтверджено отримання глобального екстремуму при застосуванні додаткової нелінійної цільової функції з неціновим критерієм та аналогічної їй штрафної функції. Досліджено розв’язки задачі оптимального розподілу наявних гідроресурсів для виробництва електроенергії на ГЕС при застосуванні квадратичної функції вартості втрат електроенергії в генераторах ГЕС. Експериментально підтверджено ефект вирівнювання графіків навантаження агрегатів ГЕС для годин із однаковими ринковими цінами. Визначено перспективи подальшого розвитку розроблених математичних моделей. За результатами досліджень отримано авторське свідоцтво на комп’ютерну програму, результати дослідної експлуатації якої засвідчили її практичну значимість та підтвердили можливості використання для виконання досліджень щодо планування участі ПрАТ «Укргідроенерго» на ринку «на добу наперед» та розподілу добових обсягів витрат гідроресурсів водосховищ на виробництво електричної енергії ГЕС. За результатами дослідної експлуатації було сформовано подальші напрямки їх розвитку та удосконалення, зокрема в частині формування пропозиції на балансуючому ринку. Результати роботи використано в навчальному процесі, зокрема в навчально-науковому Інституті енергозбереження та енергоменеджменту КПІ ім. Ігоря Сікорського. Опис розроблених засобів та протоколи їх дослідної експлуатації та документи, що підтверджують практичну значимість роботи наведено у Додатку А та Додатку Б дисертаційної роботи.Документ Відкритий доступ Повітряний накопичувач енергії як засіб регулювання частоти в електроенергетичній системі(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Касіч, Микита Юрійович; Яндульський, Олександр СтаніславовичМагістерська дисертація складається з 93 аркушів пояснювальної записки, в які міститься 4 розділи, 14 таблиць, 42 рисунки, 17 джерел посилання та 1 додаток. Графічна частина дисертації представлена на 8 технічних плакатах. Актуальність теми – технології відновлюваної енергетики набувають все більшого поширення. Введення значної кількості відновлюваних джерел енергії в загальний баланс генерації енергосистеми негативно впливає на якість роботи електроенергетичної системи, зокрема сприяє зменшенню сумарної інерції. Тому виникає необхідність підвищувати ефективність роботи електричних мереж. Одним із можливих вирішень проблеми є використання накопичувачів енергії, отже тема є актуальною. Мета дослідження – підвищення регулювальних властивостей електроенергетичних систем шляхом використання повітряних накопичувачів енергії. Об’єкт дослідження – процеси в розподільних електричних мережах з відновлюваними джерелами енергії та повітряними накопичувачами енергії; властивості повітряних накопичувачів енергії. Предмет дослідження – можливість використання повітряних накопичувачів для підвищення ефективності роботи розподільних електричних мереж з відновлюваними джерелами енергії. Методи дослідження – методи аналізу електричних процесів у розподільних мережах та електроенергетичних системах, та термодинамічних процесів у пневматичних двигунах; методи параметричного синтезу; моделювання з використанням програмного комплексу MATLAB/Simulink. Наукова новизна одержаних результатів: 1. Розроблено модель повітряного накопичувача енергії, яка на відміну від існуючих враховує властивості пневматичного двигуна, що дозволило дослідити роботу повітряних накопичувачів у різних режимах; 2. Отримано нові результати роботи повітряного накопичувача паралельно з електроенергетичною системою та ізольовано від неї, що дозволили встановити параметри налаштування, при яких накопичувач здатний виконувати задані функції; 3. Проведено аналіз зміни сумарної інерції енергосистеми України при зміні складу генеруючих потужностей, які показали що подальше збільшення частки відновлюваних джерел енергії призведе до збільшення швидкості зміни частоти, якщо не використовувати додаткові засоби посилення стійкості енергосистеми. Практичне значення одержаних результатів: 1. Розроблено алгоритм керування повітряним накопичувачем енергії, який враховує особливості роботи накопичувача в режимі паралельної роботи з електроенергетичною системою та ізольовано від неї. 2. Розроблено структурну схему та експериментальну установку повітряного накопичувача енергії, та проведено експериментальне дослідження її роботи, які можуть бути використані як основа для конструювання накопичувачів більшої потужності.Документ Відкритий доступ Поліфакторна оптимізація режимів мереж 110/35/10 кВ за методом універсального дискретного спуску(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Гараган, Костянтин Михайлович; Банін, Дмитрій БорисовичМагістерська дисертація складається з пояснювальної записки на 106 сторінок, яка містить в собі 1 таблицю, 64 рисунки, 8 джерел літератури та 9 додатків. Графічна складова дисертації складається з 12 аркушів технічних креслень. Текстова складова містить в собі 3 основні частини. Актуальність теми – для вирішення задачі комплексної оптимізації усталених режимів електричних мереж 110/35/10 кВ операторів систем розподілу електроенергії запропоновано метод універсального дискретного спуску. Об’єкт дослідження – усталені режими роботи електричних мереж 110/35/10 кВ. Мета дослідження – реалізація методу універсального дискретного спуску у програмному засобі комплексної оптимізації дискретних оптимізаційних факторів. Методи дослідження – розрахунок, аналіз та оптимізація режимів промислових мереж 10/35/10 кВ операторів систем розподілу електроенергії у комп’ютерних комплексах РАОТВ, Z_Regim. Новизна дослідження – виконана постановка задачі поліфакторної оптимізації у єдиному програмному просторі з єдиним математичним апаратом – універсальним дискретним спуском. Розроблено і досліджено аналоги другого порядку в дискретному спуску та бар’єрних функціях. Розроблено новий програмний комплекс. Публікації за тематикою дослідження – «Поліфакторна оптимізація режимів електромереж. Універсальний метод дискретного спуску. Алгоритмічна та програмна реалізація», «Цифрові та аналогові системи реєстрації аварійних процесів. Порівняльний аналіз».Документ Відкритий доступ Релейний захист. Цифрові пристрої релейного захисту, автоматики та управління електроенергетичних систем(НТУУ «КПІ», 2016) Яндульський, Олександр Станіславович; Дмитренко, Олександр Олексійович