 |
|
Revista Electronică N4(68)2025
"PROBLEMELE ENERGETICII REGIONALE (https://doi.org/10.52254/1857-0070.2025.4-68)"
CUPRINS
| 1 |
Sistem integrat de diagnosticare și modelare a fiabilității pe mai multe niveluri pentru mentenanța predictivă a motoarelor asincrone de transport
Autori: 1Duăr S., 2Gubarevîci O., 3Melkonova I., 1Woźniak M., 4Kîrîcenko O., 2Muraviov V. 1Universitatea Tehnică din Koszalin, Koszalin, Polonia 2Institutul Educațional și Științific de Transport Feroviar din Kiev, Universitatea Națională de Transporturi, Kiev, Ucraina 3Universitatea Națională Est-Ucraineană Volodymyr Dahl, Kiev, Ucraina 4Institutul Educațional și Științific de Transport pe Apă din Kiev, numit după Hatmanul Petro Konashevych-Sahaidachny, Universitatea Națională de Transporturi, Kiev, Ucraina
|
| |
Rezumat: Scopul studiului este de a dezvolta arhitectura unui sistem de diagnosticare și a unui model de fiabilitate pe mai multe niveluri, menit să îmbunătățească eficiența costurilor și fiabilitatea operațională a motoarelor de tracțiune cu inducție. Pentru a atinge acest obiectiv, a fost realizat un proces cuprinzător de dezvoltare: pe baza statisticilor de defecțiuni, au fost identificate principalele defecte și tipuri de deteriorare a componentelor critice ale motorului pentru monitorizare și întreținere la timp; a fost proiectată arhitectura unui sistem de diagnosticare integrat pentru evaluarea stării tehnice a componentelor motorului (stator, rotor, rulmenți); și a fost construit un model de fiabilitate, reflectând opt stări de funcționare ale motorului - de la funcționalitate completă până la defecțiune catastrofală. Evaluarea fiabilității se bazează pe sistemul de ecuații Kolmogorov-Chapman, care descrie tranzițiile probabilistice între stările de funcționare și permite prezicerea precisă a timpului de funcționare fără defecțiuni și a intervalelor optime de întreținere pe baza parametrilor actuali. Cele mai importante rezultate includ: formalizarea relației dintre semnalele de diagnosticare și stările de fiabilitate și construirea funcției de fiabilitate pentru programarea dinamică a întreținerii. Semnificația rezultatelor constă în integrarea diagnosticării cu modelarea probabilistică a fiabilității, care asigură o precizie mai mare a predicției defecțiunilor, reducerea timpilor de nefuncționare neplanificați și o pregătire operațională îmbunătățită. O contribuție cheie a studiului este implementarea practică a modelului cu opt stări, care permite planificarea dinamică a mentenanței și adaptarea strategiilor de service la starea în timp real a echipamentelor. Strategia propusă pune bazele controlului inteligent al acționărilor de tracțiune și implementării sistemelor de mentenanță predictivă, ceea ce este relevant în special pentru transportul feroviar și alte industrii care utilizează acționări electrice. |
| |
Cuvinte-cheie: motor cu inducție, statistici ale defecțiunilor, sistem de diagnosticare, model de fiabilitate, mentenanță predictivă, acționări de transport, proces Markov.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2025.4-68.01
|
| 2 |
Sinteza sistemului de control automat al motorului asincron de tracțiune al centralei electrice cu motor diesel pentru transport
Autori: 1Kulagin D., 2Maslov I. 1Universitatea Națională „Politehnica din Zaporizhzhya”, Zaporizhzhya, Ucraina 2Institutul Dunai al Universității Naționale „Academia Maritimă din Odesa”, Izmail, Ucraina
|
| |
Rezumat: Această lucrare prezintă sinteza unui sistem de control automat pentru un motor cu inducție de tracțiune utilizat într-o centrală electrică diesel-generator pentru transport. Obiectivul studiului este de a îmbunătăți stabilitatea și performanța dinamică a reglării curentului în condiții variabile de funcționare. Cercetarea acoperă trei aspecte principale: analiza centralei diesel-generator ca obiect de control, dezvoltarea unei metodologii pentru proiectarea regulatoarelor de curent și validarea regulatoarelor sintetizate în raport cu procesele tranzitorii reale. Metodologia propusă oferă o abordare sistematică pentru construirea schemelor structurale ale buclei de control al curentului și ale sistemului în buclă închisă. O nouă funcție de transfer a regulatorului este sintetizată pe baza unor criterii de performanță tranzitorie, limitând în mod specific timpul de stabilizare și depășirea, menținând în același timp robustețea la variațiile parametrilor cauzate de temperatura ambiantă. Analiza arată că cea mai rapidă buclă de reglare a curentului, care determină dinamica generală a sistemului, devine instabilă atunci când se aplică un regulator convențional bazat pe control subordonat. În practică, centralele diesel-generatoare de serie utilizate pe scară largă prezintă variații induse de temperatură ale rezistenței statorice în timpul încălzirii, ceea ce duce la depășiri semnificative și la o capacitate de răspuns redusă. Aceste efecte evidențiază robustețea limitată a proiectelor de regulatoare existente. În schimb, regulatorul nou sintetizat demonstrează răspunsuri tranzitorii stabile chiar și la variații de rezistență, confirmând adaptabilitatea și eficiența sa în condiții reale. Rezultatele oferă o bază pentru dezvoltarea unor sisteme moderne de control pentru centralele electrice cu generatoare diesel pentru transport, asigurând o funcționare stabilă, proprietățile dinamice necesare și o fiabilitate îmbunătățită. |
| |
Cuvinte-cheie: centrală electrică, control automat, invertor autonom de tensiune, aparatură electrică, mașini electrice, modelare matematică, sisteme și rețele electrice.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2025.4-68.02
|
| 3 |
Îmbunătățirea calității energiei electrice în sistemele conectate la rețea prin utilizarea unui regenerator dinamic de tensiune cu comutator convertor în cascadă cu inductor
Autori: 1Lakșminarayana G., 2 Ajumon S.P., 3Viswaprakash B., 4Pandikumar M. 1Institutul de Inginerie și Tehnologie VNR Vignana Jyothi, Hyderabad, India 2Noorul Islam University, Kumaracoil, India 3Universitatea din Kaveri, Telangana, India 4Saveetha School of Engineering, SIMATS, Chennai, India
|
| |
Rezumat: Principalele obiective ale studiului sunt îmbunătățirea calității energiei electrice (PQ) în sistemele conectate la rețea și atenuarea perturbațiilor de tensiune prin utilizarea unui restaurator dinamic de tensiune (DVR) alimentat de un sistem fotovoltaic (PV). Prin integrarea PV ca sursă principală de alimentare, DVR-ul furnizează energie curată pentru restabilirea tensiunii, sporind astfel eficiența și fiabilitatea sistemului. Această abordare asigură tranziția către practici energetice durabile prin minimizarea dependenței de rețeaua electrică tradițională în timpul perturbațiilor. Aceste obiective au fost atinse prin integrarea unui convertor amplificator în cascadă cu inductanță comutată (SICBC) pentru o creștere eficientă a tensiunii și prin utilizarea unui controler proporțional-integral optimizat cu con de pin (PCO-PI) pentru o reglare precisă a ieșirii. SICBC oferă un câștig de tensiune ridicat și stabil, cu o eficiență de conversie îmbunătățită, esențialsssă pentru menținerea performanței DVR-ului la fluctuațiile de putere PV. Configurația în cascadă atenuează stresul asupra elementelor pasive, contribuind la o mai bună gestionare termică și la o durată de viață mai lungă a sistemului. Prin adoptarea algoritmului de optimizare Pine Cone, parametrii controlerului sunt reglați fin pentru a obține performanțe optime în ceea ce privește timpul de stabilizare, eroarea în stare staționară și depășirea valorii. Algoritmul imită comportamentul natural de dispersare a semințelor pinilor pentru a explora și exploata eficient spațiul parametrilor de control. Cele mai importante rezultate sunt o eficiență înregistrată de 97,9% și o reducere a distorsiunii armonice totale (THD) la 2.56%, demonstrate prin simulări bazate pe MATLAB/Simulink. În plus, sistemul a demonstrat o compensare robustă a tensiunii atât în condiții de defect simetrice, cât și asimetrice. Rezultatele obținute arată că strategia DVR-PV propusă îmbunătățește substanțial stabilitatea și calitatea energiei, consolidând viabilitatea practică a compensatoarelor integrate din surse regenerabile în rețelele electrice moderne. |
| |
Cuvinte-cheie: calitatea energiei electrice, restabilitor dinamic de tensiune, controler, convertor de tensiune în cascadă.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2025.4-68.03
|
| 4 |
Particularități de optimizare topologice al generatorului sincron cu magneți permanenți bazate pe un algoritm genetic
Autori: Petrov T.I., Safin A.R. Universitatea de Stat de Inginerie Energetică din Kazan, Kazan, Federația Rusă
|
| |
Rezumat: Obiectivul principal al studiului este de a evalua fezabilitatea înlocuirii magneților NdFeB din pământuri rare cu magneți din ferită (BaFe₁₂O₁₉) într-un generator sincron de 10kW proiectat pentru utilizarea în energia regenerabilă. Feritele sunt de 10-15 ori mai ieftine decât NdFeB și au o stabilitate termică ridicată, dar au o inducție reziduală și o forță coercitivă semnificativ mai mici. Pentru a atinge acest obiectiv, au fost rezolvate următoarele sarcini: crearea unei tehnici de optimizării multicriteriale a proiectării generatorului pe baza unui algoritm genetic și a metodei elementelor finite, modelarea și analiza rezultatelor. Funcția obiectivului de optimizare combină trei parametri normalizați: masa rotorului (kg), costul sistemului magnetic (USD) și pierderile electromagnetice (W), normalizate în raport cu generatorul de bază cu NdFeB. Alegerea algoritmului genetic se datorează capacității sale de a rezolva în mod eficient probleme cu dependențe de câmp neliniare și topologie complexă, evitând mini-ma locale. Simularea a fost efectuată pentru trei configurații: generatorul de bază cu NdFeB, generatorul cu ferite înainte de optimizare și după optimizare. Cele mai importante rezultate sunt că optimizarea topologică a permis reducerea greutății rotorului cu 10%, a pierderilor cu 18% și creșterea eficienței de la 85% la 87.3%, reducând în același timp costul cu 9.6% în comparație cu modelul original pe magneți de ferită. În comparație cu versiunea de bază pe NdFeB, generatorul optimizat s-a dovedit a fi cu 20.5% mai ieftin, iar scăderea eficienței a fost de numai 5%. Semnificația rezultatelor obținute constă în confirmarea perspectivelor utilizării magneților din ferită în sistemele de generare distribuită cu putere redusă. |
| |
Cuvinte-cheie: optimizarea topologiei, generator sincron, magneți din ferită, algoritm genetic, metoda elementelor finite, funcție obiectiv integrală, proiectare multicriterială.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2025.4-68.04
|
| 5 |
Optimizarea proiectării și parametrilor convertoarelor electromecanice de energie prin utilizarea tehnicilor de proiectare multiparametrică
Autori: Șevcenko V.V., Minko A.N., Lazurenko K. A. Universitatea Națională Tehnică „Institutul Politehnic din Kharkiv”, Harkov, Ucraina
|
| |
Rezumat: Scopul lucrării este de a crește precizia proiectării echipamentelor electromecanice (turbogeneratoare), selectând designul optim și sarcinile electromecanice maxime admisibile în dimensiuni date, utilizând capacitățile proiectării multiparametrice, în special metoda roiului de particule. Datorită calculelor rafinate, a fost demonstrată prezența rezervelor termice și mecanice, posibilitatea utilizării sistemului de răcire existent al turbogeneratoarelor la creșterea capacității acestora. Proiectarea multiparametrică utilizând metoda roiului de particule face posibilă căutarea celei mai bune soluții într-un spațiu de parametri multidimensional, unde „particulele roiului” (soluțiile posibile) se apropie treptat de rezultatul optim, menținând simultan toți parametrii corelați ai turbogeneratorului în limite acceptabile. Obiectivul stabilit este atins prin stabilirea parametrilor optimi de funcționare ai schimbătorului de căldură și a celorlalte elemente ale sistemului de răcire a turbogeneratorului, crescând în același timp puterea acestuia și menținând toate caracteristicile și indicatorii în limitele stabilite de producător pentru turbogeneratoare de putere similară. Cel mai important rezultat este stabilirea posibilității de utilizare a sistemului de răcire din fabrică la creșterea puterii noilor turbogeneratoare, menținând în același timp dimensiunile datorită rezervelor termice identificate în generatorul de bază la proiectarea multiparametrică rafinată. Au fost stabilite geometria optimă a canalelor de răcire ale miezului și înfășurării statorului, precum și dispunerea internă a elementelor schimbătorului de căldură. Semnificația rezultatelor obținute constă în faptul că metodologia de proiectare multiparametrică propusă, utilizând metoda roiului de particule, poate fi utilizată pentru proiectarea optimă a unor noi echipamente electromecanice sau pentru modernizarea acestora la unitățile centralelor electrice. |
| |
Cuvinte-cheie: turbogenerator, construcție optimă, creștere a puterii, proiectare multiparametrică, metoda roiului de particule, modernizare, sistem de răcire; schimbător de căldură.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2025.4-68.05
|
| 6 |
Controlul automat al alimentării cu căldură a clădirilor publice utilizând o combinație de rețele neuronale și control PID
Autori: Batuhtin A.G., Seredkin A.A., Palkin G.A., Dolgih R.S. Instituția Federală de Învățământ Superior de Stat «Universitatea de Stat Transbaikal» (FSEI HE «TSU», Universitatea de Stat Transbaikal), Cita, Federația Rusă
|
| |
Rezumat: Scopul acestei lucrări este de a dezvolta o modalitate eficientă din punct de vedere energetic pentru a îmbunătăți calitatea controlului temperaturii într-o clădire. Ca obiect al studiului au fost selectați marii consumatori de căldură ai sistemului de încălzire centralizată, precum și modele fizice ale amplasamentului de testare creat. Subiectul studiului îl reprezintă parametrii reali de funcționare ai sistemelor de încălzire în punctele de încălzire cu reglare automată. Sarcinile de modelare a funcționării sistemului de încălzire au fost rezolvate, inclusiv într-un model fizic la amplasamentul de testare. Analiza parametrilor reali de funcționare a fost efectuată prin compararea acestora cu valorile calculate și valorile stabilite de programul de temperatură. Pentru a evalua eficiența energetică și a ajusta parametrii controlului automat, autorii au dezvoltat un model matematic „sistem de încălzire - clădire”. Se propune completarea algoritmului tradițional de reglare PID automată prin luarea în considerare a parametrului de temperatură al clădirii determinat folosind o rețea neuronală. În acest caz, se obține aproximarea maximă a valorii parametrului controlat la valoarea țintă. Cel mai important rezultat este îmbunătățirea calității controlului temperaturii în clădire folosind o rețea neuronală pentru a determina coeficienții de reprezentativitate ai diferitelor încăperi. Semnificația rezultatelor științifice obținute constă în faptul că, datorită utilizării unei rețele neuronale, probabilitatea deviației principalului parametru tehnologic în timpul tranzițiilor este redusă, ceea ce crește adaptabilitatea reglării. |
| |
Cuvinte-cheie: sistem de încălzire, grafic de temperatură, consum de căldură, control automat, inteligență artificială, consumator de căldură.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2025.4-68.06
|
| 7 |
Metodă pentru analiza integrității de video digital cu calcul linear de complexitate și cu complexitate tehnică redusă
Autori: 1Kobozeva A.A., 1Lebedeva O.Y., 2Savcenko V.A. 1Universitatea Națională Maritimă din Odesa, Odesa, Ucraina 2Universitatea de Stat pentru Tehnologiile Informației și Comunicațiilor, Kiev, Ucraina
|
| |
Rezumat: Sectorul energetic trece în prezent printr-un proces de digitalizare rapidă, ceea ce duce la o creștere semnificativă a riscurilor și vulnerabilităților la atacurile cibernetice în acest domeniu. Secvențele video sunt obiecte de falsificare dorite de intrușii care urmăresc scopuri ilegale, ceea ce face ca sarcina detectării la timp a modificărilor neautorizate ale acestora să fie de o importanță critică. Cu toate acestea, metodele de analiză/procesare a videoclipurilor digitale, de regulă, au o complexitate computațională semnificativă, ceea ce nu permite utilizarea lor pentru examinarea integrității în timp real sau necesită utilizarea unor mijloace tehnice suplimentare. Scopul lucrări este de a oferi capacitatea de a examina eficient integritatea unei secvențe video recepționate de camerele CCTV în timp real, în condiții de complexitate tehnică minimă, prin dezvoltarea unei metode de detectare a rezultatului unui atac de substituție a cadrelor. Scopul a fost atins prin abordarea următoarelor sarcini: selectarea justificată a unei subregiuni de cadre video mici (un bloc cheie); determinarea caracteristicii integrale a contribuției relative a componentelor de frecvență ale blocului - separarea normalizată a valorii sale singulare maxime. Cel mai important rezultat al lucrării este fundamentarea posibilității de a utiliza proprietățile valorilor singulare ale unui singur bloc (cheie) de dimensiuni mici din fiecare cadru video pentru a obține informații despre prezența/absența rezultatelor atacurilor de substituție a cadrelor. Semnificația rezultatului obținut constă în faptul că metoda propusă permite examinarea eficientă a integrității video digitale în timp real, fără a fi nevoie de mijloace tehnice suplimentare, crescând astfel fiabilitatea și viteza de luare a deciziilor în timpul monitorizării fluxului video. |
| |
Cuvinte-cheie: video digital, examinarea integrității video, cameră CCTV, timp real, valoare singulară.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2025.4-68.07
|
| 8 |
Analiza comparativă a caracteristicilor de performanță și emisii ale biodieselului din Jatropha și ale biodieselului emulsionat din Jatropha într-un motor diesel
Autori: 1Vemula N.B., 1Șaik F., 2Gopidesi R.K. 1Fundația Vignan pentru Știință, Tehnologie și Cercetare, Vadlamudi, India 2Universitatea Presidency, Bengaluru, India
|
| |
Rezumat: Scopul principal al acestui studiu este de a investiga caracteristicile de performanță și emisii ale amestecurilor de biodiesel cu Jatropha într-un motor diesel și de a explora potențialul emulsificării apă-în-biodiesel ca strategie pentru creșterea eficienței și reducerea emisiilor nocive, în special a oxizilor de azot (NOX). Pentru a atinge aceste obiective, amestecurile de biodiesel cu Jatropha (B10, B20, B30) au fost testate mai întâi într-un motor diesel monocilindric în condiții standard de funcționare pentru a determina amestecul optim. Pe baza unui echilibru între eficiența termică la frânare (BTE) și emisii, B20 a fost identificat ca fiind amestecul cel mai potrivit și a fost ulterior utilizat ca și combustibil de bază pentru a prepara amestecuri de biodiesel emulsionate cu 5%, 10% și 15% apă în volum (B20W5, B20W10 și B20W15). Cele mai importante rezultate sunt că amestecurile emulsionate au prezentat îmbunătățiri proeminente ale caracteristicilor de performanță și emisii în comparație cu B20. Mai exact, B20W10 a obținut un BTE cu 4% mai mare decât B20 și un Consum Specific de Combustibil la Frânare (BSFC) redus, în timp ce B20W15 a înregistrat reduceri ale emisiilor de hidrocarburi (HC) cu 31,42%, ale monoxidului de carbon (CO) cu 55,55% și ale opacității fumului cu 36,11% față de B20. În plus, B20W10 a demonstrat o scădere cu 9% a emisiilor de NOX față de motorina. Semnificația rezultatelor obținute constă în faptul că emulsificarea apă-în-biodiesel, în special amestecul B20W10, oferă o soluție aplicată și durabilă pentru îmbunătățirea eficienței arderii, reducerea consumului de combustibil și atenuarea emisiilor nocive, promovând astfel o funcționare mai curată a motorului cu aprindere prin compresie (CI) și sprijinind tranziția către utilizarea energiei regenerabile în sectorul transporturilor. |
| |
Cuvinte-cheie: biodiesel din Jatropha, biodiesel emulsionat, performanță, emisie, surfactant.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2025.4-68.08
|
| 9 |
Îmbunătățirea preciziei analizei proceselor tranzitorii în sisteme energetice complexe utilizând metoda de transformare Z
Autori: Șilin A.N., Șilin A.A., Dikarev P.V., Ngo D.T. Volgograd State Technical University, Volgograd, Federația Rusă
|
| |
Rezumat: Principalele obiective ale acestui studiu au fost dezvoltarea și analiza comparativă a metodelor de simulare digitală a proceselor dinamice în liniile electrice de transport al energiei electrice cu parametri distribuiți, precum și evaluarea preciziei modelelor simplificate cu parametri agregați în raport cu modelele complete. Cercetarea își propune să depășească limitările circuitelor echivalente simplificate care pot duce la erori semnificative la analiza condițiilor tranzitorii, a stabilității sistemului și a situațiilor de urgență. Pentru a atinge aceste obiective, au fost îndeplinite următoarele sarcini: au fost dezvoltate modele matematice ale liniilor lungi folosind metode operaționale bazate pe transformări Laplace și z; au fost obținute funcții de transfer în formă z pentru linii omogene fără distorsiuni și cu distorsiuni sub diferite tipuri de sarcină (adaptate și neadaptate); pentru comparație, a fost dezvoltat un model simplificat al liniei electrice cu parametri agregați; a fost efectuată o simulare pe calculator a răspunsurilor tranzitorii; a fost efectuată o analiză comparativă a rezultatelor cu calcularea erorilor absolute și relative. Cele mai importante rezultate includ: identificarea discrepanțelor semnificative în întârzierile de timp și amplitudinile proceselor tranzitorii între modele; detectarea erorilor absolute maxime care ating 0.45 pentru sarcina adaptată și 0.03 pentru sarcina neadaptată; determinarea condițiilor în care modelul simplificat descrie în mod adecvat sistemul. Semnificația rezultatelor obținute constă în capacitatea lor de a îmbunătăți precizia analizei proceselor tranzitorii în sistemele energetice, de a oferi selecția metodelor optime de modelare pentru sarcini inginerești specifice, de a preveni erorile în proiectarea dispozitivelor de protecție și automatizare cu relee cauzate de inadecvarea modelelor simplificate și de a stabili bazele pentru dezvoltarea de algoritmi mai fiabili pentru protecția digitală a echipamentelor energetice. |
| |
Cuvinte-cheie: smart grid, transient processes, transfer function, wave impedance, equivalent circuit, recurrent algorithms, relay protection, system stability, z-transform, simulation model, modeling error.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2025.4-68.09
|
| 10 |
Optimizarea rezistenței de împământare a neutrului în rețelele de 20kV conform criteriilor de minimi-zare a valorii semnificative a curentului de defect la împământare și a amplitudinii supratensiunii
Autori: Kîryk V.V, Buriak A.R Universitatea Tehnică Națională a Ucrainei „Institutul Politehnic Ihor Sykorsky Kiev”, Kiev, Ucraina
|
| |
Rezumat: Scopul principal al acestui studiu este determinarea valorii optime a rezistenței de împământare rezistivă a punctului neutru al transformatorului în rețele de distribuție de 20 kV, utilizând metode de analiză cluster. Cercetarea vizează obținerea unui echilibru tehnic între limitarea curentului de scurtcircuit monofazat la pământ, reducerea supratensiunilor și scăderea sensibilității sistemului la fluctuațiile stocastice ale parametrilor rețelei. Pentru atingerea acestor obiective, s-au realizat următoarele: modelarea regimurilor electrice în MATLAB/Simulink pentru diferite valori ale rezistenței de împământare; formarea unui set de date privind curenții de scurtcircuit la pământ și rezistențele aferente; aplicarea algoritmilor de clusterizare K-Means și DBSCAN; analiza rezultatelor în conformitate cu standardele de reglementare, inclusiv IEC 60071-2. Printre cele mai importante rezultate se numără formarea a trei clustere stabile cu regimuri diferite de curent de defect, prin metoda K-Means, și identificarea unei zone dense de parametri caracteristici cu ajutorul metodei DBSCAN, ceea ce a permis evidențierea regimurilor stabile și instabile de funcționare. S-a stabilit că un interval de rezistență de 50–70 Ohmi este optim în ceea ce privește limitarea supratensiunilor și sensibilitatea pro-tecției prin relee. Centroizii clusterelor reflectă regimuri tipice de funcționare a rețelei și pot fi utilizați drept repere în proiectarea și alegerea practică a valorii de împământare, asigurând fezabilitatea tehnică și econom-ică. Semnificația rezultatelor obținute constă într-o abordare complexă și justificată a selecției parametrilor de împământare, care asigură funcționarea eficientă a protecției prin relee, reduce riscurile de deteriorare a echipamentului în caz de avarie și crește fiabilitatea și selectivitatea rețelelor de distribuție de medie tensiune. Abordarea propusă este universală și poate fi adaptată la diverse tipuri de rețele, fiind adecvată pentru optimizarea ulterioară a schemelor de împământare, inclusiv în contextul conceptului Smart Grid. |
| |
Cuvinte-cheie: cluster analysis, rețele electrice, K-Means, DBSCAN, împământare rezistivă a neutrului, skurtcircuit mon-ofazat la pâmânt.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2025.4-68.10
|
| 11 |
Studiul curenților din urmele generatoarelor de vârtej instalate pe palele turbinelor eoliene
Autori: Savelov O.V., Kovalnogov V.N., Ciukalin A.V., Kornilova M.I. Universitatea Tehnică de Stat din Ulyanovsk, Ulyanovsk, Federația Rusă
|
| |
Rezumat: Articolul analizează posibilitatea utilizării generatoarelor de vârtej pe spatele palelor turbinelor eoliene. Obiectivul principal al lucrării este de a selecta forma optimă a generatoarelor vortex pentru un control eficient al stratului limită și al fluxului separat în regiunea din spate a palelor turbinelor eoliene. Pentru a atinge acest obiectiv, au fost stabilite următoarele sarcini: determinarea formei optime a generatoarelor vortex instalate pe spatele palelor turbinelor eoliene; dezvoltarea unui model de generator vortex de suprafață pentru controlul stratului limită și al fluxurilor separate. Lucrarea examinează, de asemenea, în detaliu formarea și dezvoltarea fluxurilor separate. Cel mai important rezultat este obținerea de date despre forma optimă a generatoarelor de vârtej de pe spatele palelor și a unui prototip de generator de vârtjde supvârtejurilorvortexuri spiralate tridimensionale pentru influențarea limitei exterioare a stratului limită. S-a stabilit că generatoarele de vortex de suprafață plasate pe spatele palei permit modificarea structurii fluxului, reducerea energiei și a amplorii vortexurilor turbulente, creșterea vitezei fluxului de aer în jurul spatelui palei, ceea ce contribuie la creșterea portanței și a generării de energie de către centralele eoliene într-o gamă largă de viteze de curgere la intrare. Semnificația rezultatelor obținute constă în fundamentarea teoretică și experimentală a eficacității utilizării generatoarelor de vortex pentru controlul stratului limită de-a lungul spatelui palei, forma lor optimă și, în cele din urmă, o metodă de creștere a coeficientului de utilizare a energiei eoliene prin operarea centralelor eoliene. |
| |
Cuvinte-cheie: sistem energetic eolian, aerodinamică, velocimetrie a imaginii particulelor, generator de vortex.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2025.4-68.11
|
| 12 |
Îmbunătățirea eficienței producției de energie într-un sistem distribuit de alimentare cu energie electrică de tip insulă
Autori: Mâșkina L.S., Nasibova E.М. Universitatea Tehnică de Stat din Novosibirsk Novosibirsk, Federația Rusă
|
| |
Rezumat: Fiabilitatea și rentabilitatea aprovizionării cu energie sunt cruciale pentru dezvoltarea socio-economică și atractivitatea investițională a teritoriilor. În zonele în care există o cerere mare de energie termică, una dintre cele mai promițătoare modalități de îmbunătățire a eficienței energetice este utilizarea sistemelor de cogenerare cu mini-centrale de cogenerare (CHP) alimentate de unități cu piston pe gaz. Principalele provocări care împiedică realizarea întregului potențial al acestor sisteme sunt neconcordanțele dintre profilurile de sarcină electrică și termică. Scopul acestei cercetări este de a fundamenta metoda și alegerea mijloacelor tehnice pentru reducerea capacității instalate a echipamentelor de cazane la o mini-CHP și creșterea ratei de utilizare a capacităților instalate ale surselor de energie termică și electrică în sistemele de alimentare distribuită cu energie. Pentru a atinge acest obiectiv, am finalizat următoarele sarcini: o analiză a metodelor existente pentru creșterea eficienței producției și aplicarea criteriilor de eficiență, precum și dezvoltarea unui model de simulare pentru un sistem de alimentare distribuită. A fost elaborată o metodologie pentru selectarea echipamentelor și calcularea indicatorilor de eficiență, inclusiv consumul specific de combustibil. Lucrarea demonstrează fezabilitatea soluțiilor tehnice pentru creșterea flexibilității sistemului prin integrarea diverselor echipamente, cum ar fi pompele de căldură și sistemele de stocare a energiei termice. A fost dezvoltată o metodă pentru selectarea unei combinații de surse de energie termică. Această metodă ne permite să calculăm și să comparăm indicatorii de performanță pentru diverse sisteme de alimentare cu energie. Pentru a verifica soluțiile propuse, le-am aplicat unui studiu de caz al unui sistem energetic regional dintr-un oraș din regiunea Novosibirsk. Rezultatele au confirmat viabilitatea abordării noastre. Aceste constatări sunt relevante pentru managementul sistemelor energetice regionale, deoarece oferă o modalitate de a îmbunătăți eficiența energetică. Acest lucru ajută la asigurarea viabilității economice a energiei și a alimentării neîntrerupte. |
| |
Cuvinte-cheie: eficiență energetică, sistem de alimentare cu energie, consum specific de combustibil, factor de utilizare a capacității instalate, cogenerare, cazan electric, sistem de stocare a căldurii, alimentare centralizată cu căldură, metodologie.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2025.4-68.12
|
| 13 |
Model de mentenanță predictivă pentru planificarea intervalelor de service ale compresoarelor centrifuge
Autori: Goncearov R.A., Taukeev B.B., Kartașov S.V., Kozhukhov Y.V. Universitatea ITMO, Saint-Petersburg, Federatia Rusă
|
| |
Rezumat: Universitatea ITMO, Saint-Petersburg, Federatia Rusă
Rezumat. Această lucrare prezintă o metodologie predictivă pentru evaluarea stării tehnice a primei etape a unui compresor centrifugal industrial pentru a optimiza intervalele de întreținere. Abordarea integrează modelarea dinamicii fluidelor computaționale (CFD) a proceselor gazodinamice din cadrul traseului de curgere cu algoritmi de învățare automată pentru a prezice scăderea eficienței izentropice cauzată de degradarea suprafeței din cauza creșterii rugozității. Simulările numerice au fost efectuate în ANSYS CFX utilizând un model digital verificat bazat pe metodologia de proiectare NZL, cu abateri ale parametrilor cheie care nu depășesc 1,5%. Acest lucru a asigurat o fidelitate fizică ridicată și a permis generarea de seturi de date de antrenament sintetice. Un total de 61 de simulări au fost efectuate cu valori variabile ale rugozității nisipului echivalent pentru a emula degradarea operațională corespunzătoare unui interval de până la 13 luni de funcționare. Au fost aplicate cinci modele de prognoză de complexitate diferită: regresie liniară exponențială, regresie polinomială cu regularizare Ridge, Random Forest, regresie Gaussian Process (GPR) și XGBRegressor. Analiza comparativă a arătat că regresia liniară exponențială a atins cea mai mare precizie (R² până la 0,9995) și o divergență minimă între seturile de date de antrenament și cele de testare (<0,002). Regresia pe ridge-uri pe caracteristicile polinomiale a demonstrat performanțe comparabile (R² până la 0,9950), oferind un echilibru între interpretabilitate și precizie. Rezultatele oferă o bază pentru dezvoltarea de sisteme inteligente de mentenanță predictivă pentru compresoarele centrifuge, sporind fiabilitatea, stabilitatea operațională și eficiența energetică.
|
| |
Cuvinte-cheie: compresor centrifugal, învățare automată, modelare CFD, rugozitate suprafață, regresie de creste, regresie de proces gaussiană, XGBRegressor, mentenanță predictivă, date sintetice.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2025.4-68.13
|
| 14 |
Optimizare metaeuristică a controlului PI în convertorul Sepic cu inductoare cuplate pentru aplicații fotovoltaice
Autori: 1Kavya Santhoși B.1, 2Parvathi R.V.L.N.S. 2, Tharpil H.G., 2Vamsi K.M., 2Appaji M. K. 1Școala de Inginerie, Universitatea Globală Godavari, Rajahmundry, India 2Institutul de Inginerie și Tehnologie Godavari (A), Rajahmundry, India
|
| |
Rezumat: Sistemele fotovoltaice conectate la rețea rămân esențiale pentru satisfacerea cererii de energie, pe măsură ce lumea își îndreaptă atenția către sursele regenerabile de energie (SRE). Deși această integrare prezintă numeroase avantaje, există și o serie de probleme legate de calitatea și stabilitatea energiei electrice la punctele de conectare. Scopul principal al studiului este de a aborda provocările sistemelor de energie fotovoltaică (PV), inclusiv instabilitatea tensiunii, răspunsul dinamic slab și eficiența redusă a conversiei în configurațiile convenționale de control și convertizoare. Aceste obiective au fost atinse prin integrarea unui sistem inteligent de conversie a energiei, utilizând un convertizor SEPIC cu inductor cuplat (CIS) și un controler proporțional-integral (OOA-PI) bazat pe algoritmul optimizat Osprey. Cele mai importante rezultate constă în faptul ce convertorul CIS propus permite creșterea tensiunii de ieșire de curent constant (CC) din panoul fotovoltaic, menținând în același timp stabilitatea tensiunii. OOA folosit reglează în mod optim parametrii controlerului PI, asigurând o tensiune DC-link controlată cu precizie, reducând eroarea în stare staționară și îmbunătățind semnificativ răspunsul dinamic. Această ieșire CC controlată și reglată este furnizată unui invertor trifazic cu sursă de tensiune (VSI) care transformă energia CC în energie CA adecvată pentru alimentarea sarcinii conectate. Semnificația rezultatelor obținute constă în demonstrarea faptului că sistemul a fost proiectat și testat utilizând MATLAB/Simulink, oferind o mai bună reglare a tensiunii, un raspuns tranzitoriu mai rapid cu o distorsune armonică redusă a ieșirii de current alternativ. |
| |
Cuvinte-cheie: fotovoltaic, convertor SEPIC cu inductor cuplat, algoritm de optimizare Osprey, invertor de tensiune trifazată, proporțional-integral.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2025.4-68.14
|
| 15 |
Regenerator dinamic de tensiune în cascadă optimizat prin metoda Lemur, bazat pe un controler logic neuro-fuzzy adaptiv pentru sisteme de alimentare cu energie distribuite
Autori: 1Reddy G.S., 2 Reddy S.K., 3Athimamula S. 1Institutul de Tehnologie și Știință Jyothishmathi, Karimnagar, Telangana, India 2Colegiul de Inginerie CVR, Mangalpally, Ibrahimpatnam, Hyderabad, India 3Institutul de Tehnologie Vidya Jyothi, Hyderabad, India
|
| |
Rezumat: Obiectivul principal al acestui studiu este de a reduce perturbațiile, cum ar fi căderile de tensiune, supratensiunile și fluctuațiile, de a crește stabilitatea tensiunii și a calității energiei (PQ) în sistemele de energie distribuită utilizând o strategie optimizată de control al restauratorului dinamic de tensiune (DVR). Aceste obiective sunt atinse prin proiectarea și reglarea optimă a unui controler de tip Sistem de Inferență Neuro-Fuzzy Adaptiv în Cascadă (ANFIS) utilizând Algoritmul de Optimizare Lemurs (LOA). Controlerul propus este verificat sistematic în mediul MATLAB/Simulink pentru condiții de sarcină neliniare și sensibile, ceea ce reprezintă o verificare și testare completă pentru a stabili performanța controlerului pentru stabilitatea tensiunii, îmbunătățirea răspunsurilor dinamice și funcționarea fiabilă a sistemului în condiții de funcționare perturbatoare. Conform studiului de simulare, rezultatele arată că controlerul DVR este capabil să mențină o tensiune de sarcină constantă sub perturbații, prin urmare, sarcinile conectate sunt utilizate eficient și eficace în cadrul sistemului controlat. Soluția propusă atinge o eficiență a performanței de 96%, asigurând funcționarea eficientă și constantă a sistemului în condiții de sarcină schimbătoare. Controlerul central propus îmbunătățește performanța dinamică a DVR-ului prin reducerea timpului de stabilizare la 0.08 s, asigurând astfel o performanță mai bună decât abordările convenționale, cu un răspuns tranzitoriu rapid și o precizie mai mare. Semnificația rezultatelor constă în validarea faptului că controlerul ANFIS în cascadă cu optimizare LOA este un substitut legitim și eficient din punct de vedere computațional pentru compensarea tensiunii în timp real. Acest lucru sporește robustețea sarcinilor sensibile, minimizează posibilele consecințe ale pierderilor economice și sporește fiabilitatea rețelelor distribuite în infrastructura modernă a rețelelor inteligente. |
| |
Cuvinte-cheie: egenerator dinamic de tensiune, algoritm de optimizare Lemurs, sistem de inferență neuro fuzzy adaptiv în cascadă, calitatea energiei electrice, căderi de tensiune, creșteri de tensiune.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2025.4-68.15
|
|
|
|
 |