АКТУАЛЬНОСТЬ. В последнее время все чаще используются силовые трансформаторы с минеральным биоразлагаемым изоляционным маслом, поскольку оно экологически безопасно и биоразлагаемо. Силовые трансформаторы являются основным и крайне важным оборудованием в электроэнергетических системах. МЕТОДЫ. Для стабильной работы системы особое значение имеют методы диагностики. В газовом анализе (ГА) минерального масла существуют свои методы диагностики, которые нельзя напрямую применять для других масел. РЕЗУЛЬТАТЫ. Рассмотрена взаимосвязь между газовыделением и деструктивными процессами, протекающими в минеральном масле. В данном исследовании были проведены испытания на локальный нагрев, частичный разряд и дуговой разряд в масле для изучения газообразования при этих условиях. На основе полученных результатов обсуждались механизмы газообразования в зависимости от температуры нагрева, энергии разряда и других факторов. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Предложенные в данной работе методы, основанные на экспериментальных данных, имеют важное значение, так как указывают перспективные направления диагностики минеральных масел. Точность этих методов может быть повышена за счет оптимизации с использованием данных эксплуатируемых трансформаторов.

АКТУАЛЬНОСТЬ. В работе представлены предложения по оптимизации существующих методов контроля технического состояния датчиков прямого заряда (ДПЗ) системы внутриреакторного контроля (СВРК), применяемых, в частности, на ядерных реакторах ВВЭР-1200, позволяющие увеличить точность постановки диагноза о работоспособности либо неработоспособности таких датчиков. ЦЕЛЬ. Провести оценку используемых на текущий момент методов контроля и диагностики датчиков. Представить предложения по оптимизации контроля технического состояния ДПЗ путем увеличения объема диагностической информации. Описать разработанное программное обеспечение, позволяющее определять параметры измерительной цепи ДПЗ для постановки диагноза о техническом состоянии датчика. Представить результаты обработки показаний ДПЗ реактора ВВЭР-1200 Ленинградской АЭС с использованием разработанного программного обеспечения. МЕТОДЫ. При решении поставленных задач применялись положения и методы технической диагностики, а также теория электрических цепей и численные методы решения уравнений, реализованные в разработанном ПО при помощи MatLab. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье описана актуальность темы, представлена методика оптимизации контроля технического состояния ДПЗ, основанная на расширении объема используемой диагностической информации. Описанная методика использована в качестве основы для создания специализированного ПО в среде MatLab. Разработанное ПО было использовано для определения сопротивления изоляции измерительной цепи ДПЗ ВВЭР-1200 Ленинградской АЭС. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Использование предложенного метода контроля технического состояния ДПЗ позволяет повысить надежность ДПЗ путем использования расширенного набора информации о техническом состоянии датчика. Результаты расчетов при помощи разработанного ПО на основе данных с ЛАЭС-2 показали, что диапазон работоспособности ДПЗ по сопротивлению изоляции может быть уменьшен на 3-4 порядка. Сравнение измеренного в ходе кампании реактора значения генерирующей способности эмиттера с вычисляемым при помощи программы показало высокую степень точности расчетов.

ЦЕЛЬ. Обеспечение безопасного функционирования действующего объекта при возникновении внештатных ситуаций, таких как недопустимое изменение момента двигателя в процессе выполнения технологической операции. МЕТОДЫ. Поставленные при исследовании задачи решены путем математических моделирований в среде Matlab Simulink и практических исследований. РЕЗУЛЬТАТЫ. Введение в стандартные системы управления блоков коррекции на базе нечеткой логики позволило обеспечить остановку объекта при критическом изменении момента двигателя. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Использование блоков коррекции, разработанных на базе нечеткой логики на промышленных многоприводных агрегатах, по сравнению с применением традиционных систем управления, позволяет обеспечить безопасность работы оборудования при возникновении внештатных ситуаций, приводит к снижению появления факторов в результате которых может возникнуть массовый брак продукции, выход оборудования из строя. Предлагаемый регулятор позволяет использовать на объектах установленные преобразователи, в которых не предусмотрена реакция на аварийные ситуации, такие как недопустимое снижение или превышение момента двигателя.

АКТУАЛЬНОСТЬ исследования заключается в решении важной проблемы повышения устойчивости и надежности работы промышленных электротехнических систем. ЦЕЛЬЮ работы является сокращение числа вынужденных отключений электрооборудования при провалах напряжения, обусловленных короткими замыканиями, неизбежными при эксплуатации электрических сетей. Рассмотрены вопросы выбора параметров защит минимального напряжения в промышленных электротехнических системах. В результате анализа эксплуатационных данных и имитационного моделирования провалов напряжения установлено, что при использовании защит минимального напряжения (ЗМН) с независимыми характеристиками свыше 50% срабатываний защиты с отключением нагрузки происходит необоснованно. Основанием для отключения нагрузки является нарушение устойчивости электротехнической системы (ЭТС). МЕТОДЫ. Применение ЗМН с зависимой характеристикой времени срабатывания от величины остаточного напряжения, приближенной к границе устойчивости, снижает долю необоснованных срабатываний ЗМН, но не исключает их полностью. Для максимального снижения числа необоснованных срабатываний защиты необходима адаптация параметров характеристики ЗМН к зависящей от нагрузки и режима источника питания границе устойчивости. Для мониторинга параметров границы устойчивости ЭТС в процессе эксплуатации предложено применение алгоритмов искусственных нейронных сетей. РЕЗУЛЬТАТЫ. Апробированный алгоритм Левенберга-Марквардта (LM) показал приемлемую точность мониторинга устойчивости по измеряемым в ходе эксплуатации электрическим параметрам ЭТС. Показано, что применение зависимой характеристики ЗМН, параметры которой адаптируются к нагрузке и режиму источника питания с помощью алгоритмов нейронных сетей, позволяет примерно в два раза снизить число необоснованных отключений нагрузки и повысить устойчивость работы ЭТС непрерывных производств.

АКТУАЛЬНОСТЬ исследования заключается в моделировании и исследовании работы стратегий управления потоками энергии, основанных на правилах, применительно для комбинированной электроэнергетической установки с аккумуляторной батареей и батареей топливных элементов. ЦЕЛЬ работы: рассмотреть проблемы повышения энергоэффективности, экономичности и долговечности источников в комбинированных энергоустановках при помощи стратегий управления, разработать имитационную модель гибридной системы двумя источниками энергии, провести расчёт модели управляемой четырьмя стратегиями основанных на правилах. РЕЗУЛЬТАТЫ. При решении поставленных задач были разработаны модели и алгоритмы в программном комплексе MatLab. В статье описана актуальность темы, рассмотрены стратегии управления потоками энергии и особенности их работы. Проведено моделирование работы гибридной энергоустановки с различными стратегиями управления, рассмотрена возможность обеспечить работу энергоустановки в заданном диапазоне нагрузки с требуемыми условиями. Представлены результаты моделирования работы в виде общей эффективности и экономичности работы гибридной энергоустановки с разными стратегиями управления. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Все исследованные стратегии обеспечивают работу энергоустановки во всём диапазоне нагрузки с высокой эффективностью. Наиболее эффективной стратегией является стратегия состояний, так как на представленном цикле нагрузки стратегия обеспечивает максимальный КПД 95,43%. Самой экономичной стратегией, при которой расход водорода и воздуха минимален (452,3 и 1076,5 л) – стратегия, основанная на алгоритмах нечёткой логики.

АКТУАЛЬНОСТЬ данной работы заключается в анализе локальной робастности управляемого электропривода, представляющем собой ключевую задачу в случае функционирования в условиях неопределенности, когда одним из важнейших требований к системе является поддержание способности объекта исследования сохранять стабильность и требуемое качество процессов управления при влиянии дестабилизирующих факторов различной физической природы. ЦЕЛЬ. В работе исследуются системные свойства позиционного электропривода с определением количественных оценок допустимых вариаций параметров математической модели системы. Целевой установкой данной аналитики является оценка прямых и косвенных показателей качества функционирования позиционного электропривода на основе сформированного в результате исследования интервального полинома с применением методов компьютерного моделирования. Анализ локальной робастности позволяет оценить границы асимптотической устойчивости исследуемой системы в условиях параметрических возмущений. Формирование интервального многочлена на основе аппарата полиномов Эрмита-Билера и компьютерное моделирование исследуемого позиционного электроприводов в диапазоне рассчитанных границ вариаций параметров является важной и актуальной задачей. МЕТОДЫ. При решении задачи исследования применялись методы математического анализа, теории устойчивости и теории систем автоматического управления, векторно-матричные уравнения в форме пространств состояний и дифференциальные уравнения в операторной форме записи, математический аппарат полиномов Эрмита-Билера, а также моделирование уравнений динамики исследуемого электропривода в программной среде MatLab. РЕЗУЛЬТАТЫ. В работе решена задача анализа локальной робастности позиционного электропривода и получен интервальный полином с нижней и верхней границами коэффициентов, сопровождающий характеристический многочлен исследуемой системы. На основании результатов анализа проведено компьютерное моделирование и получены количественные оценки показателей качества функционирования исследуемого электропривода во временной и частотной областях. Приведены графики дополнительного движения, позволяющие при формировании объектов управления данного класса с устройствами коррекции и измерения компонентов вектора состояния проводить сравнительный анализ конфигурации исследуемой системы на предмет потенциальной стабильности показателей качества функционирования в условиях параметрических возмущений. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Исследование системных свойств позиционного электропривода по выходу его математической модели с точки зрения анализа локальной робастности позволяет оценить диапазон вариаций параметров по степени достижимости требуемых показателей качества функционирования объекта исследования с использованием характерных особенностей различных алгоритмов управления. Результаты проведенного анализа обеспечивают возможность рационально распределять ресурсы управления на основе классических алгоритмов, оценивать эффект введения в систему регуляторов выходных координат в условиях параметрических возмущений, а также проводить сравнение альтернативных вариантов формирования алгоритмов коррекции с применением классических методов с адаптивным подходом поискового или аналитического (беспоискового) видов, базирующихся на использовании эталонных моделей объекта исследования с идентификационным или прямым типами управления.

АКТУАЛЬНОСТЬ. Аккумуляторные системы накопления энергии позволяют снижать пиковые нагрузки в системах внешнего электроснабжения, это способствует снижению потерь электроэнергии при эксплуатации и позволяет на этапе проектирования выбирать трансформаторы меньшей мощности. Для жилых и общественных зданий появляется возможность снижения расходов на оплату электроэнергии в часы максимальной нагрузки, а также подключения электрозарядных станций, устанавливаемых на придомовых территориях. ЦЕЛЬ. Разработка методики выбора мощности и энергоёмкости аккумуляторных систем накопления энергии, используемых в городской инфраструктуре для ограничения потребляемой из питающей сети мощности в часы пиковых нагрузок, а также последующая разработка предложений по внесению изменений в СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа». МЕТОДЫ. В работе использованы натурные измерения суточных графиков нагрузок жилых и общественных зданий, а именно: многоквартирных домов с электрическими плитами высотностью от 11 до 25 этажей, детских садов и школ, а также общественных зданий культурно-досугового назначения и торговых центров. Для многоквартирных домов сформирован типовой суточный график нагрузок. На его примере показано использование баланса энергии заряда и разряда накопителя для расчёта максимальных значений требуемой мощности и энергоёмкости. РЕЗУЛЬТАТЫ. Рассмотрены особенности подключения системы накопления электроэнергии к системам городского электроснабжения. Показано, что максимальная выдача накопителем электроэнергии достигается при его заряде в режиме потребления постоянной мощности из сети. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Заряд аккумуляторных батарей стабилизированным пониженным током, продлевающий их ресурс, целесообразен для систем накопления энергии, работающих в кратковременном режиме разряда. На основе полученного типового графика нагрузок МКД предложены расчетные формулы для выбора параметров системы накопления электроэнергии, устанавливаемых на объектах, имеющих повторяющиеся графики нагрузки.

АКТУАЛЬНОСТЬ исследования заключается в разработке рекомендаций для эффективного энергетического использования осадка сточных вод в котлоагрегатах с пузырьковым кипящим слоем. ЦЕЛЬ. Рассмотреть проблемы энергетического использования осадка сточных вод. Провести энергообследование котлоагрегата с кипящим слоем Е-75-3,9-440 ДФТ при сжигании осадка сточных вод совместно с древесными отходами целлюлозно-бумажного производства. Проведение теплотехнического анализа осадка сточных вод и древесных отходов. Проведение элементного анализа материала кипящего слоя. МЕТОДЫ. Образцы осадка сточных вод и древесных отходов были отобраны на тракте топливоподачи котла Е-75-3,9-440 ДФТ. Для подготовки проб использовались шаровая барабанная мельница РМ 200 фирмы Retzsch и ситовый анализатор Retzsch AS 200 Control. Элементный анализ осадка сточных вод был проведен методом рентгенофлуоресцентной спектроскопии на спектрометре EDX-8000. Метод идентифицирует металлы и элементы объекта путем детектирования их энергетических сигнатур. Содержание водорода, азота и углерода определено с помощью анализатора EuroVector EA-3000. Теплотворная способность исследуемых образцов была определена с помощью калориметра IKA C 2000 Basic Version 2 с жидкостным криотермостатом LOIP FT-216-25. Энергетические обследования проводились при установившемся тепловом режиме котлоагрегата. РЕЗУЛЬТАТЫ. Результаты исследований показали, что в процессе сжигания осадка сточных вод в котле с кипящим слоем Е-75-3,9-440 ДФТ условия его работы сильно отличаются от расчетных, что связано с проблемами шлакования, эрозии из-за высокой зольности осадка, а также проблем, связанных с эксплуатацией кипящего слоя из-за высокой влажности топлива. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Даны рекомендации по повышению энергетической эффективности сжигания осадка сточных вод в котлоагрегате с кипящим слоем Е-75-3,9-440 ДФТ.

АКТУАЛЬНОСТЬ работы состоит в определении оптимальных характеристик комбинированной энергоустановки (КЭУ) на водородных топливных элементах (ТЭ) для электрического пассажирского транспортного средства (ТС) КАМАЗ-6290 городского исполнения полной массой 18 тонн длиной 12 метров. ЦЕЛЬ. Определить оптимальные характеристики КЭУ для ТС путем создания математической модели, которая позволяет оптимизировать характеристики. МЕТОДЫ. Создание имитационной математической модели ТС с КЭУ в программном обеспечении Simcenter Amesim, в которой имитируются компоненты системы. По результатам производится оптимизация параметров и характеристик КЭУ. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Результаты данной работы используются при подборе оптимальных характеристик КЭУ в условиях эксплуатации в составе ТС.

АКТУАЛЬНОСТЬ. В данной статье представлен обзор современных подходов к оптимизации планирования микросетей, включая методы многоцелевой оптимизации, учет неопределенностей и применение интеллектуальных алгоритмов. Микросети, как ключевой элемент современных энергетических систем, объединяют распределенные источники энергии, устройства накопления и нагрузки, что позволяет повысить эффективность, надежность и экологичность энергоснабжения. МЕТОДЫ. В работе рассмотрены основные модели оптимизации, такие как минимизация эксплуатационных затрат, снижение выбросов и повышение надежности электроснабжения. Особое внимание уделено методам учета неопределенностей, связанных с возобновляемыми источниками энергии и нагрузкой, а также роли систем накопления энергии и управления спросом. В статье также анализируются традиционные и интеллектуальные алгоритмы оптимизации, включая генетические алгоритмы, методы роя частиц и глубокое обучение. РЕЗУЛЬТАТЫ. Применение современных моделей, таких как SRSM-SOCR, модифицированный алгоритм Bet (MBA), глубокое обучение с подкреплением (DRL) и глубокая рекуррентная нейронная сеть (DRNN), позволило достичь сокращения эксплуатационных издержек микросетей на 18-25%, увеличения доли генерации из возобновляемых источников до 70-75% и снижения выбросов CO₂ до 60%. Также представлены реальные примеры внедрения микросетей в Германии и Греции, подтверждающие эффективность указанных подходов. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. На основе анализа литературы выделены ключевые направления для будущих исследований, такие как интеграция миграционного обучения и глубокого обучения с подкреплением для повышения адаптивности моделей. Результаты исследования могут быть полезны для разработки эффективных стратегий управления микросетями в условиях растущей доли возобновляемых источников энергии и изменяющихся требований к энергосистемам.

АКТУАЛЬНОСТЬ. Отопление тепличного пространства в зимнее время было и остается одной из самых энергоемких статей затрат при эксплуатации тепличного хозяйства. Комбинирование возобновляемых источников энергии с высокотемпературными тепловыми накопителями позволяет сгладить дисбаланс генерации и потребления, однако данный подход требует верифицированных моделей теплообмена грунта для надежного проектирования подземных систем обогрева. ЦЕЛЬ. Численное моделирование и верификация процессов теплопередачи от трубы, размещенной в грунте, с учетом его влажности, для последующего применения в системах локального обогрева тепличного грунта. МЕТОДЫ. Проведены две серии лабораторных опытов: с высушенным (влажность менее 10%) и увлажненным (влажность около 45%) суглинком. Температуры регистрировались 20 датчиками DS18B20 и тепловизором UTi260B. Создана двумерная модель, построена сеточная модель. Выполнены нестационарные численные расчеты в ANSYS Fluent. В программе решалось уравнение нестационарной теплопроводности методом конечных объемов, учтены реальные теплофизические свойства грунта. РЕЗУЛЬТАТЫ. Средняя относительная погрешность между расчетными и экспериментальными температурами составила менее 6% для высушенного и около 4% для увлажненного грунта, что подтверждает адекватность модели. Увлажненный грунт прогревается на 15-20% быстрее и достигает на 2-3ºC более высоких температур в зоне 2-4 см, что связано с уменьшением термического сопротивления насыщенной поровой структуры. Термограммы показали, что эффективная ширина прогрева одиночной трубы ограничена 1-2 см, ввиду этого необходимо использовать пучок труб или змеевик для равномерного воздействия на корнеобитаемый слой. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Верифицированная модель служит инструментом для оптимизации геометрии трубного контура с учетом влагосодержания почвы.

АКТУАЛЬНОСТЬ. Вопросы эффективного использования топливно-энергетических ресурсов в промышленности России остаются крайне важными, что подтверждается принятием ряда законодательных и нормативных документов на федеральном и региональном уровнях. Исторически сложившаяся структура энергокомплексов предприятий, включая производства с использованием масляных систем, формировалась в условиях низких цен на энергоносители, что привело к недостаточной энергоэффективности технологических процессов. В связи с этим актуальной задачей становится модернизация существующих узлов, в частности, систем нагрева масла, с применением современных методов технологического моделирования. ЦЕЛЬ. Исследование узла нагревания масла с целью оптимизации его теплового режима, снижения энергопотерь и разработки мероприятий по повышению энергоэффективности с использованием инструментов технологического моделирования является целью данного исследования. МЕТОДЫ. Для достижения поставленных целей применялись: системный анализ тепловых и технологических процессов, математическое и компьютерное моделирование теплообмена в узле нагрева масла, методы энерготехнологического комбинирования для выявления резервов энергосбережения. РЕЗУЛЬТАТЫ. В рамках исследования проведены: анализ тепловых потерь в узле нагрева масла, моделирование тепловых потоков с учетом изменения вязкости и теплоемкости масла, оценка эффективности работы теплообменного оборудования и выявление «узких мест». Предлагаемые решения: внедрение дополнительного теплообменника для утилизации тепла отходящих газов, оптимизация режимов нагрева за счет автоматизации управления температурными параметрами, использование рекуперативных схем для повышения КПД системы. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Реализация предложенных мер позволит получить экономию в размере составил 6,55 млн рублей в год. Применение инструментов технологического моделирования при модернизации узла нагрева масла позволяет оптимизировать тепловые процессы, сократить энергопотери и повысить экономическую эффективность производства. Внедрение предложенных решений обеспечит значительную экономию энергоресурсов при относительно коротком сроке окупаемости. Реализация данного проекта внесет вклад в цифровую трансформацию процессов теплопередачи и энергоэффективности в нефтехимической промышленности за счет применения технологий искусственного интеллекта и машинного обучения. Это соответствует ключевым направлениям Стратегии научно-технологического развития РФ, включая переход к интеллектуальным производственным системам, обработку больших данных и внедрение методов автоматизированного управления. Таким образом, предлагаемый подход открывает новые возможности для цифровизации нефтехимических производств, повышая их эффективность, экологичность и конкурентоспособность в соответствии с приоритетами НТР РФ.

АКТУАЛЬНОСТЬ. Целлюлозно-бумажное производство (ЦБП) является энергоемкой отраслью со значительными объемами неиспользованных вторичных энергоресурсов (ВЭР), в особенности низкопотенциальной теплоты (40-80°C). В условиях растущих требований к энергоэффективности и экологии рекуперация этих ВЭР из таких источников, как сточная и оборотная вода, вентиляционные выбросы, теплота охлаждения полупродуктов становится не просто перспективным направлением, а насущной необходимостью. Это позволяет сократить расход топлива, потребление энергии и вредные выбросы, повышая тем самым конкурентоспособность предприятий. ЦЕЛЬ. Целью исследования является повышение энергетической эффективности сложной промышленной тепло-технологической схемы целлюлозно-бумажного производства с использованием методов структурного и термодинамического анализа. Данные методы анализа позволяют объективно оценить потенциал переработки вторичных энергоресурсов и выбрать наиболее эффективные схемы систем рекуперации ВЭР. МЕТОДЫ. Эксергетический анализ выявил значительные неиспользуемые потери теплоты в целлюлозно-бумажном производстве, в частности, в сушильных установках с КПД всего 46.9%. Выявлено, что наибольший потенциал для рекуперации имеют потоки отработанного воздуха, сточных и оборотных вод, верхнего продукта колонн. Их утилизация с помощью теплонасосных установок позволяет существенно повысить энергоэффективность производства, снизив затраты на энергоносители и тепловое загрязнение окружающей среды. РЕЗУЛЬТАТЫ. Термодинамический анализ выявил значительные неиспользуемые потери в ключевых потоках производства (отработанный воздух, сточные и оборотные воды. верхний продукт колонн). Разработана система их рекуперации с помощью теплонасосных установок (ТНУ), которая позволяет повысить общий коэффициент использования энергии системы с 17.88% до 92.58%. Внедрение ТНУ обеспечивает существенную экономию тепловой энергии и снижает экологическую нагрузку производства. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Для решения этой проблемы разработана комплексная система рекуперации на основе термотрансформаторов – теплонасосных установок. Ее внедрение позволит утилизировать 10.13 МВт тепловой мощности из сбросных потоков, повысив общую энергоэффективность производства.