ЦЕЛЬ. Изучение возможности строительства гибридных электростанций для снижения дефицита и стоимости энергии в условиях Ирака за счет совместного использования солнечных электрохимических и электротепловых  аккумуляторов фотоэлектростанций.

МЕТОДЫ. Аналитические методы в области построения систем энергоснабжения потребителей от фотоэлектрических станций, методы компьютерного математического моделирования.

РЕЗУЛЬТАТЫ. Проведен анализ суточных алгоритмов функционирования солнечной теплоэлектрической системы энергообеспечения на примере социального объекта в Ираке с использованием электрохимических и электротепловых систем аккумулирования электроэнергии с учетом варьирования уровня солнечной радиации, температуры окружающей среды и энергопотребления по сезонам года. Предложен оптимальный, для рассматриваемых условий, алгоритм функционирования системы солнечного энергоснабжения и её элементов. Обозначены пути построения интеллектуального термоэлектрического контроллера, обеспечивающего преобразование максимальной доступной мощности фотоэлектростанции в тепловую энергию.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Показано, что предложенная структура построения фотоэлектростанций с комбинированным аккумулированием электроэнергии предпочтительнее для потребителей со значительным объёмом тепловых нагрузок поскольку эффективность непосредственного преобразования электроэнергии от фотоэлектрических модулей в тепловую энергию выше, чем эффективность ее теплового преобразования через промежуточное звено - электрохимическую батарею. В работе предложен принцип создания интеллектуальных электротепловых контроллеров, обеспечивающий работу фотоэлектростанции в режиме максимальной мощности.

ЦЕЛЬ. Повышение эффективности работы котельной. Разработка схемы внедрения винтовых расширительных машин (ВРМ) в тепловую схему котельной. Расчет основных технических характеристик ВРМ и сетевых подогревателей. Расчет экономического эффекта и оценка целесообразности применения энергосберегающих технологий на промышленном предприятии.

МЕТОДЫ. В работе использованы методы вычислительной математики, теории тепломассообмена, методы технико-экономических расчетов в энергетике, термодинамического анализа энергоустановок.

РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье приведен вариант повышения эффективности работы котельного цеха в г. Нефтекамск путем включения в работу паровых котлов ДКВР, стоящих на консервации, и внедрения винтовых расширительных машин. Предлагается в неотопительный период (апрель – сентябрь) включать паровые котлы для выработки пара. Пар будет проходить через ВРМ, понижая свое давление до необходимого для сетевых подогревателей для последующего подогрева воды на горячее водоснабжение. При этом на генераторах ВРМ будет вырабатываться электроэнергия, которая будет передаваться на шины собственных нужд котельной. По результатам расчетов, к установке было выбрано две ВРМ мощность 700 кВт каждая, а также три сетевых подогревателя. При рассматриваемом включении дополнительных паровых котлов и ВРМ в неотопительный период года, выработанная электроэнергия полностью покроет затраты на собственные нужды котельной. Срок окупаемости проекта составит 5 лет.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Результаты технико-экономических расчетов показывают целесообразность внедрения ВРМ в тепловую схему котельной как энергосберегающее мероприятие.

ЦЕЛЬ. Целью данной работы является создание интеллектуальной системы оценки технического состояния трансформаторной подстанции 35/6(10) кВ, которая в режиме реального времени будет мониторить состояние параметров и оценивать техническое состояния оборудования трансформаторной подстанции.

МЕТОДЫ. Методика онлайн оценки технического состояния трансформаторной подстанции основывается на определении интегрального показателя технического состояния оборудования, а также используется метод парных сравнений. При принятии решений в системном анализе применяется метод декомпозиции.

РЕЗУЛЬТАТЫ. Рассмотрена структура интеллектуальной системы. Создана программная часть данной системы, которая в режиме реального времени рассчитывает коэффициенты экспресс-анализа оборудований трансформаторной подстанции.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Разработанная интеллектуальная система позволяет провести дистанционное наблюдение, снизить вероятность появления аварийных ситуаций, осуществить контроль состояния действующего оборудования, спрогнозировать изменения технического состояния и перейти к организации технического обслуживания и ремонта основного энергетического оборудования по фактическому состоянию.

Обеспечение устойчивости напряжения энергетической системы является одним из ключевых проблем в планировании и эксплуатации энергосистемы. В настоящий момент в результате ряда технологических инцидентов в виде нарушения устойчивости напряжения энергосистемы были испытаны многослойные персептроны на территории различных странах

ЦЕЛЬ. Разработка интеллектуального подхода к оценке Индекса Устойчивости Напряжения нагрузки (ИУН) в энергосистеме с использованием методов вычислительного интеллекта (нейронные сети).

МЕТОДЫ. В ходе проведения данных исследований применен способ оценки ИУН, который применяется для мониторинга устойчивости напряжения в энергосистеме с помощью метода «СмартПарк».

РЕЗУЛЬТАТЫ. Получены результаты обеспечения этапа разработки, который обосновывает возможность применения Многослойного Персептрона (МСП) для оценки ИУН с высокой степенью точности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В ходе выполнения данных исследований авторами статьи выдвинуты следующие выводы: представлен подход, основанный на базе многослойной персептронной (МСП) нейронной сети с прямой связью; проведена оценка ИУН на примере энергосистемы с применением метода «СмартПарк»; представленный подход нейронной сети не зависит от напряжения холостого хода на определенной шине нагрузки; наличие показателей активной мощности, реактивной мощности и напряжения на шине нагрузки достаточно для проведения оценки ИУН; подход МСП позволяет точно оценить ИУН даже при изменении топологии и условий эксплуатации. Полученные показатели могут быть применены в изменении методики оценки устойчивости напряжения в электротехнических системах и комплексах и расчета их рабочих режимов.

ЦЕЛЬ. Разработать модель в среде MATLAB/SIMULINK для системы мехатронных модулей движения (ММД) электротехнического комплекса (ЭТК), имеющего в своём составе аппараты воздушного охлаждения (АВО) газа с централизованной системой электроснабжения газового промысла (ГП) №1 ООО «Газпром добыча Ямбург». Произвести анализ энергетической эффективности ММД ЭТК АВО. Выполнить экспериментальное исследование модели ММД ЭТК АВО в динамических режимах для определения закономерности влияния одиночных (групповых) запусков на перегрузку источника электроснабжения. Разработать алгоритм включения для ММД ЭТК АВО при прямых пусках асинхронных двигателей (АД), обеспечивающий восстановление технологического режима в течение оптимального времени после исчезновения напряжения для централизованной системы электроснабжения.

МЕТОДЫ. Представленные в работе результаты получены с использованием методов теории электрических и магнитных цепей, теории электропривода и электрических машин, методов оптимизации систем электроснабжения, аналитических и численных методов прикладной математики, методов математического и компьютерного моделирования.

РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье описана актуальность темы, рассмотрены особенности построения и моделирования ЭТК ГП в среде MATLAB/SIMULINK с централизованной системой электроснабжения. Выполнен сравнительный анализ существующих методик и расчет параметров схем замещения ММД ЭТК ГП. Произведен ориентировочный расчет механических и инерционных характеристик для создания модели нагрузки (момента сопротивления) для АД. Создана модель ММД ЭТК АВО, максимально приближенная к реально существующей системе на основе каталожных (паспортных) данных отдельных элементов ЭТК. Выполнен анализ и разработаны предложения для повышения энергетической эффективности ММД ЭТК АВО и предложены алгоритмы, обеспечивающие оптимальный прямой запуск группы вентиляторов АВО в течение заданного времени после исчезновения напряжения без перегрузки источника электроснабжения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. На основе результатов компьютерного моделирования были выявлены особенности функционирования ММД ЭТК АВО, требующие дальнейшего изучения и разработки корректирующих мероприятий по повышению энергетической эффективности и надежности системы электроснабжения ГП. Комбинирование прямых запусков одиночных (групповых) вентиляторов АВО, полученное на данном этапе исследования модели ММД ЭТК АВО, позволит создать основу (алгоритм) для автоматизированной системы управления данным комплексом, что обеспечит восстановление технологического режима в течение оптимального времени после исчезновения напряжения без перегрузки централизованного источника электроснабжения. Расчёт параметров отдельных элементов модели ММД ЭТК АВО позволит использовать данные для создания других моделей ЭТК ГП, что позволит проводить углубленное исследование и совершенствование энергетической эффективности всей системы электроснабжения ГП.

ЦЕЛЬ. Рассмотреть вопросы обеспечения качества электроэнергии в системах электроснабжения. Показать, что качество электрической энергии при работе систем электроснабжения в определенных случаях может нарушаться, в том числе и из-за неравномерной нагрузки фаз электрической сети, что приводит к значительной несимметрии напряжений в этой сети. Возникновение большой разницы между напряжениями по фазам электрической сети неизбежно приводит к отрицательным воздействиям на различное электрооборудование как энергоснабжающих организаций, так и на электроприемники потребителей, создавая тем самым условия для возникновения технологического и электромагнитного ущербов, являющихся причинами появления финансовых потерь и других негативных последствий при нарушениях качества электроэнергии.

МЕТОДЫ. При решении поставленной задачи применялся метод математического моделирования системы электроснабжения, реализованный средствами MatLab®.

РЕЗУЛЬТАТЫ. Приведены результаты измерений несимметрии напряжения, полученные авторами статьи при мониторинге качества электроэнергии. Данные результаты показывают, что в процессе работы систем электроснабжения возникают режимы, при которых несимметрия напряжений по нулевой последовательности значительно превосходит допустимые значения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Показано на компьютерной модели простейшей системы электроснабжения, что снижение сопротивления нулевого проводника может служить довольно эффективным мероприятием по снижению несимметрии напряжений, особенно при преобладании индуктивной нагрузки в составе потребителей.

ЦЕЛЬ. Рассмотреть проблему несимметрии нагрузок в электрических сетях 0,4 кВ, вызывающие дополнительные потери электроэнергии. Особое внимание уделить сетям с преимущественно однофазными нагрузками, распределёнными вдоль линий 0,4 кВ. (сельские электрические сети). Произвести анализ методов симметрирования напряжений и нагрузок, как на этапе проектирования электрических сетей, так и в процессе их эксплуатации. Учесть, что даже при правильно спроектированной электрической сети с равномерным распределением однофазных нагрузок по фазам в процессе эксплуатации изза случайного характера подключения новых нагрузок, включая кратковременные подключения, (например, новых бытовых электроприемников) токовые нагрузки становятся несимметричными. Особое внимание уделяется вопросу симметрирования токов нагрузок путем их переключения с наиболее нагруженных фаз на наименее нагруженные. Такие переключения производятся на опорах ЛЭП с использованием опыта оперативного персонала. Разработать алгоритм симметрирования токовых нагрузок с максимальным исключением человеческого фактора при симметрировании, использующий в качестве исходных данных показания интеллектуальных счетчиков электроэнергии. Основной идеей алгоритма является расчет режимов при возможных переключениях.

МЕТОДЫ. Алгоритм, использующий предварительные расчеты возможных фазных переключений. При расчете режимов применялся метод Ньютон-Рафсона, реализованный средствами Матлаб.

РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье описана актуальность темы, рассмотрено влияние несимметрии на работу элементов электрической сети.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Приведены расчеты, обосновывающие основные положения алгоритма оптимизации фазных переключений для симметрирования токовых нагрузок.

Особенностью энергосистемы является то, что все процессы производства, передачи и распределения происходят одновременно. Этот сложный и непрерывный процесс обеспечивается управлением режимами энергосистемы. Для оптимального управления режимами необходимо анализировать характеристику потребления электроэнергии и прогнозировать график нагрузки. Прогнозирование потребления позволяет оптимизировать распределение выработки и обеспечивать надежность энергосистемы. Хотя существует множество методологий прогнозирования, не существует методологии, подходящей для всех энергосистем.

ЦЕЛЬ. Прогнозирование суточного графика нагрузки для рабочих дней с учетом влияния метеорологических факторов центральной энергосистемы Монголии.

МЕТОДЫ. В работе использован метод, основанный на статистическом анализе. В качестве исходных данных использованы суточные графики нагрузки и данные о температуре и влажности наружного воздуха центральной энергосистемы, занимающейся большую часть энергопотребления и выработки в Монголии, за 2021 год. Работа проведена с помощью MS Excel.

РЕЗУЛЬТАТЫ. По методу статистического анализа были построены суточные графики нагрузки с погрешностью 2,68%. После учета метеофакторов погрешность уменьшилась до 2,26%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Использованный метод позволяет выполнять прогнозирование суточных графиков для рабочих дней. Многодневные периоды нерабочих дней, крупные аварии и плановые ремонты, ограничивающие потребление электроэнергии отрицательно влияют на точность прогнозирования.

ЦЕЛЬ. Разработка и анализ систем управления для механизмов перемещения грузов, не содержащих в своей структуре датчик скорости. Использование интеллектуальных устройств при реализации бездатчиковых систем управления. Исследование предлагаемых решений в системах замкнутого типа с целью выявления наиболее оптимального варианта, обеспечивающего наилучшие показатели по предъявляемым критериям, в данном случае – точности отработки скорости.

МЕТОДЫ. Добиться поставленных целей возможно за счет использования  математического моделирования, осуществляемого в среде имитационного моделирования Matlab Simulink.

РЕЗУЛЬТАТЫ. При исследовании производился анализ систем содержащих в своей структуре наблюдатели скорости разного рода. Устойчивость работы рассматриваемых наблюдателей оценивалась с учетом внешних возмущающих воздействий – рассмотрен режим межвиткового замыкания.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Использование систем управления, не имеющих в своей структуре датчиков, востребовано на механизмах, установленных в помещениях с небольшой площадью, на объектах с повышенными температурами окружающей среды и при ее повышенном загрязнении. При исследовании осуществлялось сравнение систем с датчиком скорости, системы, содержащей неадаптивный наблюдатель и систем с нейросетевыми наблюдателями. Оптимальные показатели были получены в системе, содержащей нейроконтроллер NARMA-L2. Предложена совмещенная структура, содержащая несколько нейрорегуляторов, которые обучаются на динамические параметры двигателя и отслеживаемые опасные режимы, которые могут возникнуть в динамике.

ЦЕЛЬ. Исследовать возможность использования лабораторной консоли ядерного магнитного резонанса в качестве прибора для обнаружения поддельных лекарственных препаратов. Проблема обнаружения поддельных и контрафактных лекарственных препаратов в настоящее время стоит очень остро. Рассмотреть потенциал применения метода радиоспектроскопии ядерного квадрупольного резонанса для определения подлинности и контроля качества лекарственных препаратов неразрушающим способом.

АКТУАЛЬНОСТЬ. Метод ядерного магнитного резонанса входит в перечень физико-химических методов используемых в фармакопии. Спектроскопия ядерного квадрупольного резонанса, являясь схожей по физическим принципам, имеет свои достоинства и преимущества, что в целом позволит усилить контроль подлинности и качества лекарственных препаратов.

МЕТОДЫ. Приведена теория ядерного квадрупольно резонанса и особенности позволяющие исследовать лекарственные препараты. Описывая конструкцию этого аппаратно-программного комплекса на основе спектрометра ядерного квадрупольного резонанса Apollo Redstone, даны описание его узлов, характеристики и параметры, отдельное внимание уделено разработке датчика для аппаратно-программного комплекса и системе его согласования со спектрометром. Подробно описаны его радиотехнические характеристики.

РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье показаны результаты использования аппаратно программного комплекса – проведены измерения спектров ядерного квадрупольного резонанса для лекарственного препарата парацетамол, разработанного различными производителями, как России так и зарубежными фармацевтическими компаниями. Показана возможность измерения спектральных характеристик непосредственно в упаковке. Приведены необходимые многоимпульсные серии импульсов, применявшиеся при измерении спектральных характеристик. Показана возможность получения сигналов спинового эха с хорошим отношением сигнал/шум и также возможность различения по форме линии спектров парацетамола различных производителей в зависимости от формы выпуска.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Показана принципиальная возможность создания на основе данного метода компактных и портативных приборов для неразрушающей идентификации лекарственных препаратов.

ЦЕЛЬЮ статьи является обсуждение результатов исследований по изучению характеристик частичных разрядов на дефектах различного типа в высоковольтных изоляторах – на диэлектрическом стержне и контакте «стержень-оконцеватель». Анализ нетипичных характеристик частичных разрядов в высоковольтных изоляторах производился с использованием оригинального способа определения их состояния с помощью набора диагностических параметров.

МЕТОДЫ. Экспериментальные результаты получены электромагнитным и акустическим методами бесконтактных измерений характеристик частичных разрядов.

РЕЗУЛЬТАТОМ проведенных исследований являются полученные схемы электрофизических процессов в диэлектрических полостях дефектов на диэлектрическом стержне и контакте «стержень-оконцеватель» в течение одного периода приложения высокого напряжения. Схема электрофизических процессов учитывает изменения, индуцированного частичными разрядами поля в полости дефекта и на его диэлектрических поверхностях.

ВЫВОД. Основным выводом является тот факт, что разработанная схема генерации обычных и мощных частичных разрядов нашла подтверждение в модели процесса генерации и последующего распространения первичного разряда в полости дефекта. В реальных условиях излучения частичного разряда в полимерных и фарфоровых высоковольтных изоляторах имеет более сложный характер, поэтому была сделана первая попытка объяснения генерации мощных частичных разрядов в реальных высоковольтных энергетических системах. Увеличение количества частичных разрядов и их интенсивности за фазовый интервал 20° и наличие мощных частичных разрядов являются основными признаками дефектности высоковольтных изоляторов

В настоящее время направление, связанное с разработкой экзоскелетов и антропоморфных роботов, испытывает бурный рост в связи с увеличением вычислительных мощностей микропроцессоров и прорывным развитием теории управления сложными системами, в том числе электромеханическими, моделирующими биомеханику опорно-двигательного аппарата человека. В данной работе представлена управляемая мехатронная робототехническая модель опорной ноги антропоморфного робота или экзоскелета с двумя подвижными звеньями.

ЦЕЛЬ. Математическое моделирование динамики опорной ноги экзоскелета или антропоморфного механизма в виде двух подвижных звеньев.

МЕТОДЫ. Основное отличие представленной в данном исследовании модели от созданных ранее заключается в использовании углов, отсчитываемых между звеньями, соответствующих случаю реальной работы электроприводов. Для достижения цели работы применены методы робототехники, математического моделирования, мехатроники, теоретической механики, исследования систем обыкновенных дифференциальных уравнений, теории управления, эмпирические данные для опорно-двигательного аппарата человека.

РЕЗУЛЬТАТЫ. Для модели механизма записана система уравнений Лагранжа второго рода, решены прямая и обратная задачи динамики при заданном программном управлении движением мехатронной робототехнической системы. Результаты представлены графически и в виде анимационной визуализации движения звеньев. Проведены расчеты как без учета динамики электроприводов, так и с учетом вращения роторов электродвигателей. Установлено, что влияние динамики ротора электродвигателя на механизм является существенным.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Разработанные методы задания программного движения опорной ноги экзоскелета или антропоморфного робота позволили решить прямую и обратную задачи динамики и установить необходимость учета вращающегося ротора электродвигателя.

ЦЕЛЬ. В современных системах управления различных промышленных агрегатов основой для автоматизации технологических процессов является электрический привод. Высокие требования к качеству процесса управления, надёжности и энергетической эффективности технологических процессов и промышленных агрегатов определяют постановку и решение научно-практических задач по разработке и созданию новых перспективных систем управления электроприводов (СУЭП), позволяющих сохранить требуемое качество функционирования в условиях влияния дестабилизирующих факторов. Данные факторы могут воздействовать на систему управления в виде внешних координатных возмущений и суммироваться с соответствующими сигналами замкнутой СУЭП, а также выражаться в форме параметрических возмущений, приводящих к нестабильности параметров СУЭП в процессе эксплуатации. Возникает необходимость создания такой системы управления, которая позволит осуществить идентификацию параметров СУЭП за счет введения в структуру системы соответствующих алгоритмов идентификации.

МЕТОДЫ. При решении поставленной задачи применялся беспоисковый градиентный метод адаптивной идентификации, реализованный средствами программной среды MatLab.

РЕЗУЛЬТАТЫ. В работе рассматривается задача параметрической идентификации электропривода с двигателем постоянного тока на основе определения функций чувствительности. Показатель качества процесса идентификации выбран из условия обеспечения близости дополнительного движения, формируемого моделью, и фактического дополнительного движения при вариациях нестабильных параметров. Для построения алгоритма параметрической идентификации используется инверсная модель исследуемой СУЭП, показателем качества является квадрат невязки, а идентифицируемым параметром – общий коэффициент передачи электропривода.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Моделирование в программной среде MatLab показало высокую робастность разработанного алгоритма идентификации к параметрическим возмущениям, которые не оказывают влияния на установившееся значение идентифицируемого параметра. Предложенный в работе способ компенсации статического момента сопротивления электропривода позволил обеспечить также малую чувствительность алгоритма и к внешним возмущениям. Идентификация общего коэффициента передачи электропривода постоянного тока осуществляется с погрешностью, не превышающей 0,5% в режиме реального времени в условиях влияния возмущений различной физической природы.

ЦЕЛЬ. Исследование рыбозащитного сооружения типа водовоздушной завесы как пример экологического решения проблемы сохранения водных биологических ресурсов на энергетическом объекте.

МЕТОДЫ. Проведен сравнительный анализ собственных исследований и литературных данных по применению и оценке эффективности рыбозащитных сооружений (РЗС). Для отбора ихтиологических проб применялись сети ячеей 10, 18, 22, 30 и 70 мм, установленные перед водоподводящими каналами к береговым насосным станциям (БНС). При анализе эффективности работы РЗС рассмотрены методы учета рыбы: способ отлова рыб и порядок проведения наблюдений на объекте. Оценка попадания рыб на БНС (после РЗС) осуществлялась по круглосуточным наблюдениям за проникающими в водоподводящий канал рыбами в сравнении с попаданием их на сороудерживающие вращающиеся сетки водоочистных машин на БНС. Коэффициент эффективности определяли по разности концентрации рыбы перед РЗС (на водохранилище) и после РЗС (на БНС).

РЕЗУЛЬТАТЫ. Показано, что коэффициент эффективности РЗС по типу водовоздушной завесы в среднем составил 86,9%, что превышает нормативную эффективность. Выявлено, что рыбозащитное сооружение (РЗС) по типу водовоздушной завесы является наиболее экологичным техническим решением при заборе воды на энергообъектах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Отмечено улучшение экологической ситуации в районе расположения РЗС по типу водовоздушной завесы по концентрации кислорода в воде и снижению трофии за счет окисления органических веществ.

ЦЕЛЬ. исследовать процесс очистки концентрата установок обратного осмоса (УОО) отходом энергетики. Получить и определить его показатели качества. Изучить механизм адсорбции сульфат- и хлорид-ионов сорбционным материалом, изготовленным на основе отхода энергетики. Рассмотреть процесс адсорбции сульфат- и хлорид-ионов этим сорбционным материалом в статических и динамических условиях.

МЕТОДЫ. Для определения адсорбционной емкости материала использовался метод переменных навесок. При определении показателей качества воды применяли методы титриметрического, фотоколориметрического анализа.

РЕЗУЛЬТАТЫ. В работе изучена технология обессоливания концентрата УОО методом адсорбции. Построена изотерма адсорбции в статических условиях. На основе мелкодисперсного шлама разработан гранулированный сорбционный материал. Представлена выходная кривая для процесса адсорбции.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Разработан сорбционный материал для очистки концентрата УОО на основе отхода энергетики. Построены изотермы адсорбции сульфат- и хлорид-ионов. Получен гранулированный сорбционный материал для изучения очистки концентрата в динамических условиях. Представлена адсорбционная технология очистки концентрата УОО от сульфат- и хлорид-ионов отходом энергетики. Проведена сравнительная характеристика технологических показателей и адсорбционной емкости гранулированного сорбционного материала по сульфат- и хлорид-ионам с применением промышленно-выпускаемыми адсорбентами.