ru en

Revista electronică 3(47)2020

"PROBLEMELE ENERGETICII REGIONALE"

CUPRINS

0	Studiul eficienței electrozilor segmentați ai condensatorilor cu film metalizat Autori: Ivanov I.O., Belko V.O., Glivenko D.Yu., Feklistov E.G., Kulbako K.A. Universitatea Politehnica din Sankt Petersburg Petru cel Mare Sankt Petersburg, Federația Rusă
	Rezumat: Articolul prezintă rezultatele studiilor teoretice privind eficiența electrozilor segmentați ai condensatorilor cu film metalizat. Scopul acestei lucrări a fost de a determina cea mai eficientă configurație a electrozilor segmentați folosind metode de simulare numerică. Pentru a atinge acest obiectiv, a fost dezvoltată o tehnică pentru studiul experimental al distrugerii electrodinamice a electrozilor condensatorilor de film metalizat. Метода propusă diferă de metodele cunoscute pentru studierea electrozilor condensatorilor prin utilizarea eșantioanelor de filme din polimer metalizat cu structuri de segmentare diferite în loc de condensatori reali. Pe baza datelor experimentale obținute, a fost dezvoltat un model numeric de distrujere electrodinamică a electrozilor segmentați utilizând pachetul software COMSOL Multiphysics. Acest model face posibilă investigarea eficienței diferitelor tipuri de electrozi segmentați în procesul de auto-vindecare (restabilirea robusteții după străpungerea dielectricului), precum și determinarea parametrilor electrici ai metalizării fără efectuarea studiilor experimentale. În lucrare s-au investigat noile tipuri existente și propuse de electrozi segmentați pentru condensatori de film metalizat. Dependența energiei de distrugere electrodinamică, adică energia cheltuită pentru izolarea canalului de avarie, în funcție de durata procesului de distrugerei a fost utilizată ca criteriu pentru evaluarea eficacității. Au fost identificate avantajele și dezavantajele tipurilor examinate de segmentare ale electrozilor. Cel mai semnificativ rezultat constă în determinarea celei mai eficiente configurații a electrozilor segmentați pentru utilizare în condensatoarele cu electrozi metalizați. Semnificația rezultatelor obținute constă în faptul, că modelul numeric dezvoltat, precum și rezultatele obținute în cursul cercetării, pot fi utilizate la proiectarea de noi tipuri de condensatori cu film metalizat cu caracteristici specifice majorate.
	Cuvinte-cheie: condensator cu film metalizat, electrozi segmentați, auto-vindecare, defecțiune electrodinamică, simulare numerică. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.4018908
1	Fluxul magnetic optim și reducerea valorii minimale a ciclului în problemele de dirijarea energoeficiente cu mașina electrică. Autori: Deacenko G.G. Politehnica Dnipro, Dnipro, Ucraina
	Rezumat: În această lucrare s-au analizat posibilelor opțiuni pentru formarea legilor de control al curentului (fluxului magnetic) al unei mașini electrice, luând în considerare constrângerile cunoscute anterior pentru realizarea acestor opțiuni. O caracteristică importantă a soluției propuse în lucrare este posibilitatea aplicării legii propuse în sistemele electromecanice moderne de mare viteză care funcționează în principal în regimuri tranzitorii, fără a prevedea cerințe suplimentare pentru partea digitală. S-a utilizat un model dinamic în spațiul de stare aplicat în contextul de minimizare a pierderlor de putere a sistemului de control a mașini electrice de curent alternativ. Pe baza funcției de pierderi, care ia în considerare regimurile de funcționare statice și dinamice ale acționării electrice, se propune o abordare a utilizării metodei de poziționare, care conduce la minimizează valorile fluxului magnetic la fiecare pas de discretizare. În regim de funcționare intermitentă a motorului cu frânare electrică și ci influența proceselor de pornire cu umplerea de 60%, metoda propusă rămâne operațională. Rezultatele prezentate pentru cazul unei traiectorii cunoscute anterior a modificării cuplului electric al motorului fac posibilă reducerea în continuare a pierderilor de putere în comparație cu cazul valorilor necunoscute în avans. Acest lucru, la rândul său, duce la diminuare a duratei ciclului minim de timp posibil de funcționare într-un regim intermitent pentru care se păstrează oportunitatea utilizării metodelor de control eficiente din punct de vedere energetic.
	Cuvinte-cheie: mașină electrică, control, eficiență energetică. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.4018933
2	Cercetarea impactului generării distribuite asupra modificărilor lente de tensiune în rețelele electrice de joasă tensiune Autori: Vieru D. Institutul de Energetică
	Rezumat: . În lucrare se abordează problema estimării impactului creștrii cotei generării distribuite asupra regimului, de exemplu, urmare a racordării la rețeaua de joasă tensiune a unui set de centrale fotovoltaice de mică putere. Scopul lucrării constă în argumentarea procedeului de calcul al regimului în rețeaua electrică cu sarcini și surse distribuite de generare întru estimarea variației profilului tensiunii în linia electrică în funcție de puterea de generare a instalațiilor fotovoltice și a variației curbei de sarcină a rețelei. Pentru analiză regimului în rețea s-a propus utilizarea metodei curenților de buclă. Prin aceasta din start se evidiențează curenții în sarcini și curenții debitați de surse în rețea. S-a aplicat forma matricilă de prezentre a ecuațiilor echilibrului tensiunii, care și s-a utilizat pentru calcularea curenților de buclă a circutelor liniei electrice. Ca obiect al cercetării s-a selectat linia electrică de joasă tensiune prezentătă în topologia monofilară cu sarcini și surse distribuite, care include 24 de consumatori (sarcini) și 24 de surse de generare (panouri fotovoltaice). S-a stabilit un impact mai mic al generării distribuite cu abateri ale tensiunii în linie mai mici la consum redus, iar la consumuri mari (conform curbei de sarcină) abaterile tensiunii pot depăși valorile admisibile stipulate în documentele normative. Urmare a limitării acestor abateri în limita valorilor admisibile s-a formulat recomandarea de a limitata puterea surselor distribuite la nivel de circa 30% din puterea consumată în orele de vârf. Prin aceasta se vor menține indicii de calitate a energiei electrice în toate regimurile de sarcină.
	Cuvinte-cheie: metoda curentului buclei, calitatea puterii, abaterea tensiunii, limitarea puterii surselor de generare. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.4028507
3	Evaluarea pe mai multe niveluri a eficienței proceselor de transfer de căldură în elementele centralelor electrice Autori: Kuznetsov V.V. Universitatea Națională de Construcții Navale amiralul Makarov Nikolaev, Ucraina
	Rezumat: Creșterea eficienței motoarelor și instalațiilor termice prin îmbunătățirea proceselor de transfer de căldură și masă a fluidului de lucru între elementele lor este o problemă științifică și tehnică actuală. Lucrarea prezintă una dintre opțiunile pentru rezolvarea acestei probleme prin intensificarea proceselor de transfer de căldură între elementele instalașiei. Scopul lucrării este de a fundamenta influența asupra eficienței centralelor electrice a metodelor de intensificare a proceselor de transfer de căldură în elementele lor. Pentru a atinge acest obiectiv s-a investigat influența intensității proceselor de transfer de căldură asupra valorilor eficienței centralelor electrice de cicluri simple și complexe, s-a propus un sistem pe mai multe niveluri pentru evaluarea eficienței transferului de căldură în elementele centralelor electrice, pe baza cărora sunt determinate valorile lor marginale. S-a identificat în calitate de cele mai semnificativ rezultat următorul - pe baza primei legi a termodinamicii, se propun dependențe pentru a determina eficiența conversiei căldurii în instalații cu cicluri simple și complexe, care iau în considerare eficiența termică și hidrodinamică a elementelor incluse în instalații. Semnificația rezultatelor obținute constă în posibilitatea creșterii eficienței centralelor electrice în etapele de proiectare și modernizare a acestora utilizând dependențele prezentate, care iau în considerare nu numai eficiența termică, ci și eficiența hidrodinamică a transferului de căldură între elementele centralelor. S-a constatat, că datorită intensificării transferului de căldură de-a lungul părții de gaz a cazanului de utilizare datorită utilizării sistemelor de găuri, este posibilă creșterea eficienței conversiei căldurii de la 0.516 la 0.752.
	Cuvinte-cheie: eficiență, căldură, intensificare, element, instalație energetică. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.4018947
4	Program extins de reglementare a încălzirii: evaluarea eficienței cogenerării cu turbină cu abur Autori: Pyatin A.A., filiala Kirov a AP "T Plus" Kirov, Federația Rusă Suvorov D.M., Universitatea de Stat Vyatka, Kirov, Federația Rusă
	Rezumat: Scopul lucrării este de a studia eficiența energetică comparativă a utilizării unui program extins de control al încălzirii atunci când îl utilizați pentru un model de sistem de încălzire urbană conectat la o centrală cu cogenerare. Programul extins de control al încălzirii asigură utilizarea maximă a potențialului termic al purtătorului de căldură și consumul minim de energie pentru transportul acestuia la o anumită temperatură a aerului în incintă. Evaluarea influenței programului extins asupra eficienței energetice a funcționării CHP a fost realizată prin utilizarea unui model matematic adecvat al sistemului de alimentare cu căldură într-o formă generalizată. S-a stabilit, că la trecerea la un program extins de control, indicatorul specific de a energiei electrice pe baza consumului termic într-o gamă largă de modificări ale coeficienților de încălzire a unei turbine cu abur dincadrul CHP de tip T crește cu 1-2% când funcționează conform unui program electric și cu 4-6% când funcționează conform unui program termic. Calculul regimului pentru model CHP cu sarcina termică fixă a CHP și volumului constant de livrare a energiei electrice a demonstrat, că trecerea la un program extinsde control duce la economii de combustibil la CHP pentru perioada de încălzire de până la 4.5%. Cu toate acestea, integral, pedurata perioadei de încălzire, datorită scăderii cotei livrării de căldură cu 10-12% , cota de producere a energiei electrice de către CHP se micșorează cu 1 11-13%, ceea ce duce la o creștere a consumului specific de combustibil la livrarea energiei electrice. La funcționarea variantei model CHP conform curbei termice a sarcinii, economia anuală de combustibil ajunge la 8-11%, dar livrarea anuală a energiei electrică se reduce cu 6-8%.
	Cuvinte-cheie: sistem de alimentare cu căldură, sarcină termică, reglare a încălzirii, program de temperatură, program de reglare extins, cogenerare, consum specific, tarif cu două rate. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.4018949
5	Organizarea combustiei slabe la temperaturi scăzute a gazelor utilizate Autori: Bachev N.L., Shilova A.A., Matyunin O.O., Bulbovich R.V. Universitatea Națională Politehnică de Cercetare din Perm Perm, Federația Rusă
	Rezumat: La elaborarea camerei de ardere în componența unităților de turbină cu microgaz utilizatoare, care de obicei este realizată două rate. În zona de ardere, combustia stabilă a gazului combustibil este asigurată cu rapoarte de aer în exces de aproximativ 1,2 până la 1,7, iar în zona de diluare prin furnizarea de aer secundar, temperatura produselor de ardere scade la valori de 900 ... 1200 K în funcție de operabilitatea palelor turbinei. Scopul acestei lucrări constă în demonstrea posibilității de a organiza o ardere stabilă la temperatură scăzută a unui amestec cu concentrație scășută într-o cameră de ardere cu o singură zonă ca parte a centralelor electrice cu turbină de gaz utilizatoare. Pentru a atinge acest obiectiv, pentru prima dată, sunt luate în considerare aspectele legate de extinderea limitei inferioare de ardere datorită încălzirii externe a gazului combustibil cu balast înainte ca acesta să fie injectat în camera de ardere. Calculele parametrilor de funcționare ai instalației au demonstrat că, odată cu creșterea temperaturii gazului de alimentare până la 600 ... 800 K, este posibil să se asigure o ardere stabilă. Studiile efectuate permit formularea concluziei, că organizarea unei combustii stabile la temperatură scăzută cu încălzirea externă a gazului combustibil face posibilă dezvoltarea camerelor de ardere neîncălzite într-o singură zonă ca parte a centralelor electrice cu turbină cu gaz, ceea ce simplifică foarte mult proiectarea, tehnologia de fabricație, funcționarea și costul acestora. S-a constatat, că organizarea unei combustii slabe la temperaturi scăzute este o metodă competitivă pentru reducerea emisiilor de oxizi de azot.
	Cuvinte-cheie: utilizarea gazului combustibil, camera de ardere cu o singură zonă, răcită, încălzirea gazului combustibil, recuperator, combustie stabilă la limita slabă. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.4018968
6	Predicție durabilă a vitezei vântului pe termen scurt utilizând rețele neuronale compacte adaptive Autori: Matrenin P.V., Manusov V.Z., Igumnova E.A. Universitatea Tehnică de Stat din Novosibirsk Novosibirsk, Federația Rusă
	Rezumat: Pronoza vitezei vântului este esențială pentru integrarea parcurilor eoliene în sistemele electroenergetice. În ultimii 10 ani, odată cu dezvoltarea metodelor de inteligență artificială și a puterii de calcul, modelele de prognoză au devenit din ce în ce mai complexe. Scopul lucrării este de a dezvolta un model de învățare automată pentru prognoza pe termen scurt a vitezei vântului cu o precizie acceptabilă cu capacități ridicate de stabilitate în timpul funcționării ulterioare și cu posibilitatea de formare suplimentară automată în timp real. Pentru a atinge acest obiectiv, se propune un perceptron compact multistrat, care poate fi instruit numai cu privire la datele retrospective ale vitezei vântului. Cele mai semnificative rezultate costau în combinația unei arhitecturi simple a modelului rețelei neuronale cu funcția de activare ReLU, metoda de antrenament Adam dezvoltată pentru rețelele neuronale profunde, precum și în procedura de reglare automată a hiper-parametrilor rețelei utilizând metoda de căutare S-a realizat analiză comparativă cu cele mai simple și mai fiabile metode de prognoză adaptivă: modelele Brown și Holt. Semnificația studiului constă în confirmarea obținută că rețelele neuronale compacte atunci când se utilizează căutarea ReLU, Adam și Grid nu sunt practic inferioare modelelor adaptive în ceea ce privește viteza de reglare a sarcinii și riscul unei discrepanțe ulterioare în ceea ce privește precizia datelor de antrenament și a datelor care vor fi furnizate în timpul funcționării. În același timp, rețelele neuronale compacte permit obținerea de previziuni mai precise și, datorită dimensiunilor mici, sunt instruite rapid, iar antrenamentul poate fi efectuat automat la sosirea de noi date.
	Cuvinte-cheie: prognoză pe termen scurt, energie eoliană, metode adaptative, rețea neuronală compactă. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.4018960
7	Modelarea legilor distribuției probabilității puterii centralelor eoliene și solare Autori: Manusov V.Z., Khaldarov Sh.K. Universitatea Tehnică de Stat din Novosibirsk Federația Rusă, Novosibirsk
	Rezumat: Conștientizarea avantajelor evidente ale surselor de energie regenerabile și alternative (SERA), în special a parcurilor eoliene (PE) și a centralelor solare fotovoltaice (CSF), nu a exclus faptul, că principala problemă nerezolvată pentru acest segment al energeticii rămâne problema capacității de generate a acestor centrale. Este dificil pentru operatorul de sistem al energiei electrice să stabilească cât de mult pe unitate de timp este pregătită generarea de la SERA pentru a furniza putere și energie. Acesta este un mare obstacol în calea investițiilor în proiectele de energie regenerabilă. Scopul acestei lucrări constă în construirea modelelor de legi de distribuție care să descrie cel mai bine nu numai datele privind radiația solară și debitul vântului, ci și puterea generată a centralelor electrice SERA. Acest obiectiv a fost atins prin metode de estimare a parametrilor legilor de distribuție și testarea ipotezelor statistice. Cel mai important rezultat este identificarea legilor de distribuție de bază care descriu probabilitățile de insolație solară și debitul vântului în zona luată în considerare - legile familiei distribuțiilor beta de al treilea fel, inclusiv combinațiilor lor, care, spre deosebire de legea larg răspândită a lui Weibull, descriu mai bine aceste date. Semnificația rezultatelor obținute constă în faptul că aceleași legi sunt aplicabile puterii generate, ceea ce va face posibilă determinarea mai precisă a ponderii sale în puterea totală livrat în sistemul electroenergetic. Se presupune, că modelele construite pot fi utilizate de operatorul de sistem ca instrument auxiliar pentru prezicerea puterii de ieșire a centralelor, care utilizează surse de energie regenerabile.
	Cuvinte-cheie: legile distribuției probabilității, distribuția probabilității puterii de ieșire, distribuțiile beta de al treilea tip, surse regenerabile și alternative de energie. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.401898
8	Utilizarea încălzitoarelor fotovoltaice de apă în zonele cu climă caldă Autori: Frid S.E., Lisitskaya N.V., Tarasenko A.B., Frolova N.D., Suleimanov M.Zh. Institutul mixt pentru temperaturi ridicate al Academiei de Științe din Rusia (SITC AȘR) Moscova, Federația Rusă
	Rezumat: Lucrarea este dedicată evaluării eficienței utilizării energiei electrice generate de modulele fotovoltaice pentru a obține apă caldă. Scopul lucrării constă în calculare capacitatea de pașaport necesară pentru o baterie solară ca parte a unui încălzitor de apă fotovoltaic pentru a asigura sarcina standard de alimentare cu apă caldă pentru o clădire rezidențială individuală din Uzbekistan. Scopul a fost atins prin simularea funcționării unui încălzitor de apă în sistemul TRNSYS folosind datele din baza de date de observare a climatului prin satelit NASA POWER. Modelele încălzitorului de apă fotovoltaic au fost, de asemenea, verificate în conformitate cu rezultatele unui experiment de trei luni. Rezultatul principal al lucrării este raportul de aproximare construit pe baza datelor calculate și care face posibilă estimarea puterii necesare pentru condiții climatice date, fără a efectua modelări numerice în fiecare caz concret. Sunt luate în considerare cazurile de prezență și absență a unui controler a baterie solare din sistem. O astfel de utilizare a centralelor fotovoltaice se propune a fi considerată ca o altă metodă (împreună cu cea termică și optică) de concentrare a radiației solare în încălzitoarele solare; un avantaj suplimentar este că căldura la orice temperatură poate fi obținută din electricitatea generată. Importanța rezultatelor obținute se datorează faptului că, atât prin calcul, cât și experimental, a fost demonstrată posibilitatea utilizării în mod constant a unor module fotovoltaice mai ieftine pentru obținerea energiei termice, inclusiv cu potențial ridicat, precum și a obținerii curbelor de aproximare pentru calcularea sistemului în condiții climatice specificate, permițând evitarea simulării numerice lungi.
	Cuvinte-cheie: încălzitor solar de apă, modul fotovoltaic, controler, urmărirea punctului de putere maximă, model matematic, cota de acoperire a sarcinii, concentrator. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.4018982
9	Stimulente economice pentru operatorii sistemului de distribuție a energiei электрике întru modernizarea tehnică a infrastructurii rețelei Autori: Serebrennikov B.S. Institutul de Economie și Prognoză al Academiei Naționale de Științe din Ucraina Kiev, Ucraina Petrova E.G., Serebrennikov S.V., Savelenko I.V. Universitatea Națională Tehnică Centrală din Ucraina Kropyvnytskyi, Ucraina
	Rezumat: Scopul lucrării constă în îmbunătățirea mecanismului de stimulente economice pentru operatorii sistemului de distribuție prin formarea profitabilității acestora în funcție de evaluarea ratingului conform unui set de criterii de bază: starea tehnică a rețelelor electrice, eficiența, sarcina, fiabilitatea, inovația, calitatea energiei electrice. Pentru a atinge acest obiectiv, a fost asigurată o clasificare adecvată a companiilor de distribuție și a fost elaborată o metodologie pentru calcularea tarifelor individuale pentru transportul energiei electrice în funcție de numărul de puncte de rating. Cele mai semnificative rezultate: evaluarea ratingului a fost efectuată pe baza analizei a 20 de indicatori principali ai stării tehnice a rețelelor electrice; agregarea corectă a indicatorilor și criteriilor a fost efectuată prin metoda convoluției aditive, luând în considerare nivelul semnificației acestora determinat de coeficienții de pondere Fishburne; un singur indicator integral al stării infrastructurii de rețea a fost calculat folosind principiile logicii fuzzy. A fost elaborată o metodologie pentru formarea tarifelor de stimulare individuale, funcțional legată de indicatorul integral al stării tehnice a rețelelor de distribuție. Valoarea teoretică a tarifului minim diferențiat este determinată pentru fiecare operator din condiția activității sale de rentabilitate; tariful maxim de stimulare rămâne același pentru toți actoriiSemnificația rezultatelor cercetării constă în faptul că utilizarea unei evaluări obiective a ratingului operatorilor de sisteme de distribuție bazată pe un singur indicator integral al stării tehnice a infrastructurii de rețea a făcut posibilă stabilirea unor tarife eficiente care să motiveze modernizarea rețelelor electrice și crearea de noi active.
	Cuvinte-cheie: operator de sistem de distribuție, rețele electrice, politica tarifară, criteriu de clasare, scor de rating, funcție tarifară. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.4018972
10	Prezentarea relaţiilor operaţionale inter-industrie şi energie în modelul de analiză a obiectelor multispectrale teritoriale (ATMO) Autori: Samkov T.L. Universitatea de Stat din Siberia de Științe ale Telecomunicațiilor și Informațiilor Novosibirsk, Federația Rusă
	Rezumat: Scopul lucrării: construirea unui bloc de echilibru de producție intersectorial ca parte a modelului AOTM - Analiza obiectelor teritoriale multisectoriale. Acest lucru a fost realizat prin ajustarea coeficientului tehnologic și introducerea unui coeficient logistic care să reflecte oferta de produse către întreprinderile comerciale. Principalul rezultat ale lucrării constă în următoarele - metode de utilizare a fondurilor de cercetare și dezvoltare pentru a modifica consumul de resurse și materiale în producție și comerț. Variabilele au trei dimensiuni, compilate de coordonatele părinte și copil: „an-lună”, „regiune-regiune”, „industrie-corporație”. De asemenea, conțin componente de fabricație și tranzacționare, cu indici legați de industrie. Există constrângeri tehnologice și de investiții cu privire la nevoile subiecților regiunii, luând în considerare ratele de creștere industrială și economică. Variabila consumului necesar este definită ca indicator al acoperirii cerințelor produsului. Este pozitiv, când sunt satisfăcute nevoile industriei regionale, comerțului și gospodăriilor, precum și ale altor regiuni și din străinătate, indicând o creștere a bunăstării populației. Au fost dezvoltate condițiile care determină activitățile economiei regionale create de complexul de combustibil și energie. Se iau în considerare tendințele de diminuare a energiei electrice și a intensității energetice în industrie și comerț și a creșterii exporturilor de energie - luând în considerare compensarea acestora pentru consumul casnic. Semnificația lucrării este determinată de simpla implementare software a modelului în limbaje orientate obiect (clase, moștenire), folosind OLAP (hypercube de date) pentru a stoca variabile, precum și orientarea practică și de piață a acestui software.
	Cuvinte-cheie: model Leontief, producție, intersectorial, echilibru, industrial, comerț, regiune, intensitatea resurselor, consumul de materiale, complexul de combustibil și energie (CCE). DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.4018993