Теоретичні засади побудови систем керування перетворювачами на базі ентропійної дивергенції

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorКлен, Катерина Сергіївна
dc.date.accessioned2025-05-02T12:42:35Z
dc.date.available2025-05-02T12:42:35Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractКлен К.С. Теоретичні засади побудови систем керування перетворювачами на базі ентропійної дивергенції. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.09.12 «Напівпровідникові перетворювачі електроенергії». – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2025. У дисертаційній роботі отримала подальший розвиток теорія керування напівпровідниковими перетворювачами, які є невід’ємною частиною сучасних локальних систем електроживлення, заснована на аналогові принципу невизначеності Гейзенберга, ентропійному аналізі потоків первинної енергії та енергії споживання з врахуванням їх подвійної структури та фрактальної природи. Доведено, що врахування вказаних особливостей при побудові систем керування напівпровідниковими перетворювачами дозволяє підвищити загальну ефективність локальних систем електроживлення. Отримані результати у сукупності є теоретичним узагальненням та новим вирішенням важливої науковоприкладної проблеми підвищення ефективності використання енергії первинного потоку у локальних системах електроживлення з напівпровідниковими перетворювачами. Показано, що на основі врахування аналогу принципу невизначеності Гейзенберга для ефективного керування локальною системою електроживлення необхідно мати два канали керування. Обґрунтовано, що при випадковому характері підключення навантаження або зміни потужності джерела енергії на інтервалі спостереження флуктуації електромагнітних процесів у локальній системі електроживлення відповідають Вінеровському процесу. Обґрунтовано застосування інтегральних оцінок зміни параметрів системи, що не потребують значної кількості обчислень для зниження розмірності простору даних зі збереженням корисної інформації про систему. Показано, що врахування фрактальної природи процесів генерації та споживання енергії дозволяє підвищити точність прогнозування потужності генерації та споживання у локальних системах електроживлення. Показано, що реалізація прогнозного керування локальною системою електроживлення з використанням першої вибіркової ентропії дає змогу оцінювати та порівнювати випадкові процеси генерації, споживання та накопичення енергії, не знаходячи законів їх розподілу. Наведено формули теорії моментів для побудови відновлюючого та прогнозуючого поліному потужності споживання. Для прогнозування потужності на виході сонячних батарей запропоновано новий метод об’єднання найближчих сусідів та кластеризації kсередніх, який дає змогу в середньому на 25% зменшити похибку прогнозування. Запропоновано спосіб керування зарядно-розрядним пристроєм накопичувача на основі використання функції ентропійної дивергенції, який дав змогу на 3% підвищити ефективність використання накопичувача за рахунок зменшення тривалостей інтервалів часу, коли накопичувач повністю заряджений та повністю розряджений. Проаналізовано вплив подвійної структури потоків енергії генерації та споживання на розрахунок ентропійної дивергенції. Врахування статистичної залежності функцій зміни енергії на виході відновлюваного джерела енергії та навантаження вказує на необхідність використання для розрахунку ентропійної дивергенції умовної ентропії для поточних розподілів потоків енергії генерації та споживання. Показано, що для забезпечення ефективної роботи накопичувача, в якому ширина зона керованої роботи визначається величиною похибки прогнозування швидкості вітру, необхідно отримувати дані з меншою дискретністю та обирати метод прогнозування швидкості вітру, що забезпечує мінімальну похибку прогнозування. Наведено формули для розрахунку імовірностей перезаряду та надмірного розряду накопичувача з використанням теорії мартингалів. Описано новий спосіб керування зарядно-розрядним пристроєм накопичувача електроенергії у локальній системі електроживлення, заснований на визначенні різниці ентропійних дивергенцій зі сторони джерела та навантаження, що дозволяє зменшити тривалості інтервалів часу, коли накопичувач є повністю зарядженим або розрядженим. Для реалізації вказаних особливостей керування розроблено програмне забезпечення, що дає змогу реалізувати керування локальною системою електроживлення на основі розрахунку ентропійної дивергенції. Визначено перспективи використання новітніх засад керування процесами генерації, накопичення та споживання енергії у локальних системах електроживлення з установками на основі відновлюваних джерел енергії, які дають змогу врахувати модернізацію інфраструктури існуючих систем, а також реалізувати протидію негативним явищам. Результати роботи використано для вдосконалення програми прогнозування генерації електричної енергії сонячними фотоелектричними станціями ТОВ «Пролог Соларінвест» та ТОВ «Енерджилайн» та для створення методик і рекомендацій щодо підвищення ефективності використання електроенергії в системах з установками на основі відновлюваних джерел енергії громадською організацією «Асоціація науковців України». Також результати досліджень застосовано у дисциплінах «Теорія інформації», «Пристрої перетворювальної техніки», «Електронні системи керування та регулювання» при підготовці фахівців за спеціальністю 171 «Електроніка» в Національному технічному університеті України «Київський політехнічний інституті імені Ігоря Сікорського».
dc.description.abstractotherKlen K.S. Theoretical principles of construction of converter control systems based on entropy divergence. – Manuscript. The dissertation of doctor of technical sciences on a specialty 05.09.12 “Semiconductor power converters”. – National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”, Kyiv, 2025. In the dissertation work, the theory of semiconductor power converters control, which are an integral part of modern local power supply systems, was further developed, based on the Heisenberg uncertainty principle analog, entropic analysis of primary energy flows and energy consumption, taking into account their dual structure and fractal nature. It is proven that taking into account the specified features when constructing semiconductor converters control systems allows to increase the overall efficiency of local power supply systems. The obtained results as a whole are a theoretical generalization and a new solution to an important scientific and applied problem of increasing the efficiency of primary flow energy use in local power supply systems with semiconductor power converters. A new method of control the charging and discharging device of an electricity storage device in a local power supply system is described, based on determining the difference in entropy divergences from the source and load sides, which allows reducing the duration of time intervals when the storage device is fully charged or discharged. The results of the work were used to improve the program for predicting the generation of electricity by solar photovoltaic stations of Prolog Solarinvest LLC and Energyline LLC and to create methods and recommendations for increasing the efficiency of electricity use in systems with installations based on renewable energy sources by the public organization “Association of Scientists of Ukraine”. The research results were also applied in the disciplines “Theory of Information”, “Power Converters”, “Electronic systems for operation and control” in the training of specialists in specialty 171 Electronics at the National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”.
dc.format.extent48 с.
dc.identifier.citationКлен, К. С. Теоретичні засади побудови систем керування перетворювачами на базі ентропійної дивергенції : реф. дис. … д-ра техн. наук : 05.09.12 – Напівпровідникові перетворювачі електроенергії / Клен Катерина Сергіївна. – Київ, 2025. – 48 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/73649
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectаналог принципу невизначеності Гейзенберга
dc.subjectВінеровський процес
dc.subjectентропійний аналіз
dc.subjectлокальні системи електроживлення
dc.subjectперетворювачі електроенергії
dc.subjectфрактальний аналіз
dc.subjectentropy analysis
dc.subjectfractal analysis
dc.subjectHeisenberg uncertainty principle
dc.subjectlocal power supply systems
dc.subjectsemiconductor power converters
dc.subjectWiener process
dc.subject.udc621.314
dc.titleТеоретичні засади побудови систем керування перетворювачами на базі ентропійної дивергенції
dc.typeThesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Klen_ref.pdf
Розмір:
1.45 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Автореферати (ЕПС)
Автореферати (вільний доступ)