Електромагнітні процеси у системі накопичення електроенергії на основі електрохімічної технології

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorБурик, Микола Петрович
dc.contributor.authorЛісовий, Олександр Романович
dc.date.accessioned2024-06-24T09:58:58Z
dc.date.available2024-06-24T09:58:58Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractМагістерська дисертація складається з 124 сторінок, 47 рисунків, 6 таблиць, вступу, основної частини з 4-х розділів, висновків по розділам, загального висновку та переліку використаної літератури. Актуальність теми. Електромагнітні процеси у акумуляторних батареях впливають на ефективність роботи системи накопичення. Розуміння процесів є дуже важливим для вдосконалення існуючих та розробки нових акумуляторів з більшою ємністю, потужністю, терміном експлуатації та безпекою використання. Проведення дослідження електрохімічних процесів в акумуляторах є актуальним питанням у зв’язку із зростанням попиту на використання акумуляторів в енергетичних установках та електротранспорті. Впровадження сучасних типів акумуляторних батарей та покращення характеристик існуючих акумуляторів приведе до поліпшення економічних показників та зменшення впливу на навколишнє середовище. У свою чергу системи накопичення електричної енергії керуються традиційними системами регулювання на основі алгоритмів керування компенсаційного типу. Ці контролери налаштовуються на модульний та симетричний оптимуми та компенсують необхідні ланки об’єкта керування. У результаті контролери складаються з пропорційних та інтегральних коефіцієнтів. Параметричні та координатні збурення у цих системах призводять до погіршення показників якості керування та енергетичних процесів електрохімічного перетворення енергії. Наприклад зміна параметрів Li-ion батарей. Мета роботи полягає у покращенні енергетичних характеристик в усталених та перехідних режимах роботи акумуляторної системи накопичення електроенергії через впровадження покращеної системи керування контролером розряду акумуляторної батареї, яка базується на концепції зворотних задач динаміки в сполучені з мінімізацією локальних функціоналів миттєвих значень енергії. За для виконання поставленої мети було визначено та вирішено такі завдання: 1. Проаналізовано системи накопичення енергії та визначено, що системи на основі електрохімічної технології мають найбільше переваг. 2. Виконано дослідження існуючих типів акумуляторних батарей, порівняно їхні характеристики та визначено найперспективніші типи батарей. 3. Проведено дослідження існуючих еквівалентних схем заміщення акумуляторних батарей. 4. Проведено налаштування системи підпорядкованого регулювання координатами системи накопичення електроенергії на симетричний та модульний оптимуми. 5. Виконано синтез нового алгоритму керування напругою розряду акумулятора. 6. За допомогою програмного середовища MATLAB Simulink виконано моделювання системи накопичення з робастним регулятором розряду акумуляторної батареї. Об’єкт дослідження: система накопичення електроенергії на основі електрохімічної технології. Предметом дослідження є електромагнітні процеси та енергетичні характеристики у системах накопичення електроенергії на основі електрохімічної технології в усталених та перехідних режимах. Методи дослідження. Для вирішення запланованих задач використовувались методи теорії автоматичного керування та теорія лінійних і нелінійних електричних кіл. Дослідження електромагнітних процесів здійснювались за допомогою математичного моделювання з використанням сучасних комп’ютерних програм Mathcad та MATLAB. Наукова новизна. Вдосконалення систем накопичення електричної енергії за рахунок застосування грубих законів керування. Практичне значення отриманих результатів полягає у розробці сучасних систем накопичення електричної енергії з ефективним електрохімічним перетворенням енергії. Простота практичної реалізації здійснюється за рахунок використання алгоритмів керування на основі зворотних задач динаміки.
dc.description.abstractotherThe master's thesis consists of 124 pages, 47 figures, 6 tables, an introduction, the main part of 4 chapters, conclusions by chapters, a general conclusion and a list of used literature. Actuality of theme. Electromagnetic processes in storage batteries affect the efficiency of the storage system. Understanding the processes is very important for improving existing and developing new batteries with higher capacity, power, lifetime and safety of use. Conducting research on electrochemical processes in batteries is an urgent issue in connection with the growing demand for the use of batteries in power plants and electric transport. The introduction of modern types of storage batteries and the improvement of the characteristics of existing batteries will lead to improved economic performance and reduced impact on the environment. In turn, electric energy storage systems are controlled by traditional regulation systems based on compensation-type control algorithms. These controllers adjust to modular and symmetric optimums and compensate for the necessary links of the control object. As a result, the controllers consist of proportional and integral coefficients. Parametric and coordinate perturbations in these systems lead to deterioration of control quality indicators and energy processes of electrochemical energy conversion. For example, changing the Li ion batteries parameters. The purpose of the work is to improve the energy characteristics in the stable and transient modes of operation of the battery system of electricity storage through the implementation of an improved management system of the battery discharge controller, which is based on the concept of inverse problems of dynamics combined with the minimization of local functionals of instantaneous energy values. The following tasks were defined and solved in order to fulfill the set goal: 1. Energy storage systems were analyzed and it was determined that systems based on electrochemical technology have the most advantages. 2. The study of existing types of storage batteries was carried out, their characteristics were compared, and the most promising types of storage batteries were determined. 3. A study of existing equivalent battery replacement schemes was conducted. 4. The adjustment of the system of cascade regulation by the coordinates of the electricity storage system to the symmetric and modular optimum has been carried out. 5. The synthesis of a new battery discharge voltage control algorithm was performed. 6. Using the MATLAB Simulink software environment, the simulation of the storage system with robust battery discharge regulator was performed. The object of research: a system of electricity storage based on electrochemical technology. The subject of research is electromagnetic processes and energy characteristics in electricity storage systems based on electrochemical technology in stable and transient modes. Research methods. Methods of automatic control theory and the theory of linear and non-linear electric circuits were used to solve the planned problems. Studies of electromagnetic processes were carried out with the help of mathematical modeling using modern computer programs Mathcad and MATLAB. Scientific novelty. Improvement of electrical energy storage systems due to the application of rough control laws. The practical significance of the obtained results lies in the development of modern electrical energy storage systems with efficient electrochemical energy conversion. Ease of practical implementation is achieved through the use of control algorithms based on inverse dynamics problems.
dc.format.extent124 с.
dc.identifier.citationЛісовий, О. Р. Електромагнітні процеси у системі накопичення електроенергії на основі електрохімічної технології : магістерська дис. : 141 Електроенергетика, електротехнікка та електромеханіка / Лісовий Олександр Романович. - Київ, 2024. -124 с.
dc.identifier.orcid0009-0006-1451-1890
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/67355
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.relation.ispartofЕлектронне мережеве навчальне видання
dc.subjectакумуляторна батарея
dc.subjectакумуляторна система накопичення електроенергії
dc.subjectелектрохімічна технологія системи накопичення електроенергії
dc.subjectконтролер
dc.subjectматематичні моделі
dc.subjectперетворювач напруги
dc.subject.udc621.354
dc.titleЕлектромагнітні процеси у системі накопичення електроенергії на основі електрохімічної технології
dc.title.alternativeElectromagnetic processes in the system of electric power storage based on electrochemical technology
dc.typeThesis Doctoral

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Lisovyi_magistr.pdf
Розмір:
3.2 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

Магістерські роботи (ТОЕ)
Магістерські роботи