ro en

Электронный журнал №(68)2025

"ПРОБЛЕМЫ РЕГИОНАЛЬНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (https://doi.org/10.52254/1857-0070.2025.4-68)"

СОДЕРЖАНИЕ

1	Интегрированная система диагностики и многоуровневое моделирование надежности для предиктивного обслуживания транспортных асинхронных двигателей Авторы: 1Дуэр С., 2Губаревич О., 3Мелконова И., 1Возняк М., 4Кириченко О., 2Муравьев В. 1 Кошалинский технический университет Кошалин, Польша 2Учебно-научный Киевский институт железнодорожного транспорта, Национальный транспортный университет, Киев, Украина 3 Восточноукраинский национальный университет имени Владимира Даля, Киев, Украина 4Учебно-научный Киевский институт водного транспорта имени гетмана Петра Конашевича-Сагайдачного, Национальный транспортный университет, Киев, Украина
	Аннотация: Целью работы является разработка архитектуры диагностической системы и многоуровневой модели надёжности, направленных на повышение экономичности и надёжности при эксплуатации асинхронных тяговых электродвигателей. Для достижения поставленной цели была выполнена следующая комплексная разработка: на основе статистики отказов выявлены основные дефекты и виды повреждений ключевых элементов двигателя, подлежащие контролю и своевременному обслуживанию; разработана архитектура интегрированной диагностической системы контроля технического состояния элементов двигателя (статор, ротор, подшипники); построена модель надёжности на основе статистики отказов, отражающая восемь эксплуатационных состояний двигателя – от полного исправного до состояния катастрофического отказа. Диагностическая система обеспечивает выявление межвитковых замыканий в обмотке статора, структурных повреждений короткозамкнутого ротора и аномалий вибрации в подшипниковом узле. В основе оценки надёжности лежит система уравнений Колмогорова-Чепмена, позволяющая описывать вероятностные переходы между эксплуатационными состояниями, прогнозировать срок безотказной работы с учётом текущих параметров и оптимальные интервалы технического обслуживания. Наиболее важными результатами являются: формализация взаимосвязи между диагностическими сигналами и состояниями надёжности, разработка архитектуры диагностической системы с минимальным числом сенсоров (3 токовых, 2 вибрационных), а также получение функции надёжности для динамического планирования обслуживания. Значимость полученных результатов состоит в интеграции системы диагностики с вероятностным моделированием надёжности, что обеспечивает более высокую точность прогноза отказов, снижение незапланированных простоев и повышение уровня эксплуатационной готовности. Ключевым вкладом исследования является практическая реализация модели восьми состояний, что позволяет динамически планировать техническое обслуживание, принимать обоснованные решения на основе оценки риска и адаптировать стратегию обслуживания под реальное состояние оборудования. Предложенная в работе стратегия формирует основу для расширения возможностей интеллектуального управления ресурсом электропривода и создании возможности для внедрения систем предиктивного технического обслуживания, особенно актуальных для железнодорожного транспорта и других отраслей промышленности, использующих электрические приводы.
	Ключевые слова: асинхронный двигатель, статистика отказов, система диагностики, модель надежности, предиктивное обслуживание, транспортные приводы, Марковский процесс. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2025.4-68.01
2	Синтез системы автоматического управления тяговым асинхронным двигателем транспортной дизель-генераторной энергетической установки Авторы: 1Кулагин Д.А., 2Маслов И.З. 1Национальный университет «Запорожская политехника», Запорожье, Украина
	Аннотация: институт Национального университета «Одесская морская академия», Измаил, Украина Аннотация. Основная цель исследования — синтез системы автоматического управления тяговым асинхронным двигателем транспортной дизель-генераторной энергетической установки. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи: анализ транспортной дизель-генераторной энергетической установки как объекта управления тяговым асинхронным двигателем, разработка методики синтеза регуляторов тока системы автоматического управления асинхронным двигателем и проверка соответствия полученных результатов реальным переходным процессам. Наиболее важными результатами являются получение структурных схем контура регулирования тока и замкнутой системы, а также синтез передаточной функции нового регулятора по критерию обеспечения требуемых характеристик переходного процесса (ограничение времени переходного процесса и показателя колебательности) при наличии изменения параметров объекта регулирования под влиянием температуры окружающей среды. Исследование показало, что самый быстродействующий контур регулирования тока, определяющий динамические свойства всей системы, при использовании базового регулятора, синтезированного методом подчиненного регулирования, демонстрирует нестабильные переходные характеристики. В частности, для известных серийных дизель-генераторных транспортных энергоустановок, при изменении сопротивления статорной цепи под влиянием температурных колебаний в процессе прогрева энергоустановки возникает значительное перерегулирование, что приводит к уменьшению быстродействия регуляторов. Это свидетельствует о нестабильности работы таких регуляторов при вариации параметров объекта. В отличие от этого, полученные переходные характеристики нового синтезированного регулятора тока подтверждают стабильность его работы даже при изменении активного сопротивления статорной цепи, что доказывает его лучшую адаптивность и эффективность в реальных условиях. Результаты исследования позволяют проводить разработку современных систем управления дизель-генераторными энергетическими установками транспортных средств, обеспечивая при этом стабильность и требуемые системные свойства в условиях эксплуатации. Значимость полученных результатов состоит в практическом приложении, поскольку они способствуют созданию более надежных, эффективных и адаптивных систем управления для транспортных средств.
	Ключевые слова: энергетическая установка, автоматическое управление, автономный инвертор напряжения, электрические аппараты, электрические машины, математическое моделирование, электрические системы и сети. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2025.4-68.02
3	Улучшение качества электроэнергии в системах, подключенных к сети при использовании динамического восстановителя напряжения с переключаемым каскадным повышающим преобразователем с индуктором Авторы: 1Лакшминараяна Г., 2Аджумон С.П., 3Вишвапракаш Б., 4Пандикумар М. 1Институт инженерии и технологий Валлурупалли Нагешвара Рао Виньяна Джьоти, Гайдарабад, Индия 2Исламский университет Нурул, Каньякумари, Индия 3Университет Кавери, Телангана, Индия 4Saveetha School of Engineering, SIMATS, Ченнаи, Индия
	Аннотация: Основными целями исследования являются повышение качества электроэнергии в системах, подключенных к сети, и смягчение колебаний напряжения путем использования динамического восстановителя напряжения (ДВР), питаемого от фотоэлектрической (ФЭ) системы. Интегрируя ФЭ в качестве основного источника питания, ДВР поставляет энергию, получаемую из ВИЭ, для восстановления напряжения, тем самым повышая эффективность и надежность системы. Этот подход обеспечивает переход к устойчивым методам энергетики, минимизируя зависимость от традиционной электросети во время помех. Эти цели были достигнуты путем интеграции каскадного повышающего преобразователя с коммутируемым индуктором (КППСКИ) для эффективного повышения напряжения и использования оптимизированного пропорционально-интегрального регулятора PCO-PI для точного регулирования выходного сигнала. КППСКИ обеспечивает высокий и стабильный коэффициент усиления напряжения с улучшенной эффективностью преобразования, что необходимо для поддержания производительности ДВР при колебаниях мощности ФЭ. Каскадная конфигурация снижает нагрузку на пассивные элементы, способствуя лучшему тепловому регулированию и более длительному сроку службы системы. Благодаря использованию алгоритма оптимизации «Сосновая шишка» параметры контроллера точно настраиваются для достижения оптимальных характеристик с точки зрения времени установления, установившейся ошибки и перерегулирования. Алгоритм имитирует естественное распространение сосновых шишек, что позволяет эффективно исследовать и использовать пространство параметров управления. Наиболее важными результатами являются зарегистрированный КПД 97.9% и снижение коэффициента гармонических искажений (THD) до 2.56%, что было продемонстрировано с помощью моделирования в MATLAB/Simulink. Кроме того, система продемонстрировала надежную компенсацию напряжения как при симметричных, так и при асимметричных неисправностях. Полученные результаты показывают, что предлагаемая стратегия использования динамического восстановителя напряжения при работе с фотоэлектрической системой существенно повышает стабильность и качество электроэнергии, подтверждая практическую целесообразность использования компенсаторов с интегрированными возобновляемыми источниками энергии в современных электросетях.
	Ключевые слова: качество электроэнергии, устройство динамической стабилизации напряжения, контроллер, каскадный повышающий преобразователь. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2025.4-68.03
4	Особенности топологической оптимизации синхронного генератора с постоянными магнитами на базе генетического алгоритма Авторы: Петров Т.И., Сафин А.Р. Казанский государственный энергетический университет, Казань, Российская Федерация
	Аннотация: Основная цель исследования заключается в оценке целесообразности замены редкоземельных магнитов NdFeB на ферритовые магниты (BaFe₁₂O₁₉) в синхронном генераторе мощностью 10 кВт, предназначенном для применения в возобновляемой энергетике (ветроустановки). Ферриты дешевле NdFeB в 10–15 раз и обладают более высокой термостабильностью, однако имеют значительно меньшую остаточную индукцию и коэрцитивную силу, что требует модификации конструкции. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи: создание методики многокритериальной оптимизации конструкции генератора, основанной на генетическом алгоритме и методе конечных элементов, моделирование на базе метода и анализ результатов. Целевая функция оптимизации объединяет три нормализованных параметра: массу ротора (кг), стоимость магнитной системы (USD) и электромагнитные потери (Вт), нормированные относительно базового генератора с NdFeB. Выбор генетического алгоритма обусловлен его способностью эффективно решать задачи с нелинейными зависимостями полей и сложной топологией, избегая локальных минимумов, где градиентные методы или PSO могут терять точность или требовать сложной настройки параметров. Моделирование проведено для трёх конфигураций: базовый генератор с NdFeB, генератор с ферритами до оптимизации и после оптимизации. Наиболее важным результатом является то, что топологическая оптимизация ротора и статора позволила снизить массу ротора на 10%, потери на 18% и повысить КПД с 85% до 87.3 %, при этом уменьшив стоимость на 9.6 % по сравнению с исходной моделью на ферритовых магнитах. По сравнению с базовым вариантом на NdFeB, оптимизированный генератор оказался дешевле на 20.5 %, а снижение КПД составило лишь 5%. Значимость полученных результатов состоит в подтверждение перспектив использования ферритовых магнитов в сочетании с топологической оптимизацией в системах распределенной генерации малой мощности, в качестве экономически эффективной альтернативы редкоземельным материалам.
	Ключевые слова: топологическая оптимизация, синхронный генератор, ферритовые магниты, генетический алгоритм, метод конечных элементов, интегральная целевая функция, многокритериальное проектирование. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2025.4-68.04
5	Оптимизация конструкции и параметров электромеханических преобразователей энергии за счет возможностей мультипараметрического проектирования Авторы: Шевченко В.В., Минко А.Н., Лазуренко К.А. Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», Харьков, Украина
	Аннотация: Целью работы является повышение точности проектирования электромеханического электрооборудования (турбогенераторов), выбор оптимальной конструкции и максимально допустимых электромеханических нагрузок в заданных габаритах за счет использования возможностей мультипараметрического проектирования, в частности, при использовании метода роя частиц. В работе за счет уточнённых расчетов доказана возможность использования существующей системы охлаждения турбогенераторов при повышении мощности новых машин с сохранением габаритов и при модернизации турбогенераторов, которые уже работают на электростанциях. Установлены запасы по тепловым характеристикам, которые позволяют выполнять такое увеличение мощности. Мультипараметрическое проектирование с использованием метода роя частиц делает возможным выполнять поиск наилучшего решения в многомерном пространстве параметров, где «частицы роя» (возможные решения) постепенно приближаются к оптимальному результату при одновременном поддержании всех взаимосвязанных параметров турбогенератора в допустимых пределах. Доказательством того, что поставленная в работе цель достигнута является определение оптимальных рабочих параметров теплообменника и других элементов системы охлаждения турбогенератора при повышении его мощности и условии сохранения всех характеристик, показателей и габаритов в пределах, установленных для турбогенераторов аналогичной мощности заводом-изготовителем. Наиболее важными результатами является получение данных о возможности использования заводской системы охлаждения при повышении мощности новых турбогенераторов с сохранением размеров за счет выявленных тепловых запасов в базовом генераторе при помощи уточненного мультипараметрического проектирования по методу роя частиц. Установлена оптимальная геометрия каналов охлаждения сердечника и обмотки статора, внутренняя компоновка элементов теплообменника. Значимость полученных результатов состоит в том, что предложенная методика мультипараметрического проектирования с использованием метода роя частиц может использоваться для оптимального проектирования нового электромеханического оборудования или проведения модернизации электрооборудования, уже работающего на электростанциях.
	Ключевые слова: турбогенератор, оптимальная конструкция, повышение мощности, мультипараметрическое проектирование, метод роя частиц, модернизация, система охлаждения; теплообменник. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2025.4-68.05
6	Автоматическое регулирование теплового режима административно-общественных зданий за счет применения комбинации нейронной сети и ПИД-регулятора Авторы: Батухтин А.Г., Середкин А.А., Палкин Г.А., Долгих Р. С. Забайкальский государственный университет (ФГБОУ ВО «ЗабГУ»), Чита, Российская Федерация
	Аннотация: Целью данной работы является разработка способа повышения качества регулирования температуры в административно-общественном здании. В качестве объекта исследования выбраны административно-общественные многоэтажные здания, подключенные к системе централизованного теплоснабжения. Предметом исследования является система теплоснабжения отдельного здания. Для достижения поставленной цели: были решены задачи по моделированию работы системы отопления, в том числе в физической модели на испытательном полигоне. Анализ проводился методом сравнения фактических температур с их расчетными значениями и значениями, установленными температурным графиком. Для оценки качества регулирования и проверки корректности работы регулятора, была разработана математическая модель объекта управления «система отопления - здание». В частности, она позволила оценить скорректированное значение температуры прямой сетевой воды, которая должна поступать в систему отопления при текущих температурных условиях и заданном температурном графике. Анализ температуры прямой сетевой воды и температур в представительных помещениях (ПП) здания, полученных на математической модели при ПИД-регулировании, выявил необходимость коррекции алгоритма регулирования. Для решения обозначенной проблемы предложено дополнить алгоритм ПИД-регулирования учетом параметра средней температуры в здании, полученного с использованием нейронной сети. При этом достигается наилучшее приближение величины регулируемого параметра к целевому значению. Наиболее важным результатом является повышение качества регулирования САУ средней температуры в здании с использованием регулятора, имеющего в своем составе нейронную сеть и ПИД-регулятор. Значимость полученных научных результатов состоит в том, что благодаря использованию нейронной сети для определения коррекции коэффициентов представительности помещений, снижается величина отклонения температуры ПП во время переходных процессов при действии возмущений в виде теплопоступлений в отдельные помещения, что обеспечивает повышение качества регулирования.
	Ключевые слова: система отопления, температурный график, теплопотребление, автоматическое регулирование, нейронная сеть, тепловой баланс, теплопередача. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2025.4-68.06
7	Mетод анализа целостности цифрового видео с линейной вычислительной и низкой технической сложностью Авторы: 1Кобозева А.А., 1Лебедева Е.Ю., 2Савченко В.А. 1Одесский национальный морской университет, Одесса, Украина
	Аннотация: Энергетический сектор переживает сегодня процесс бурной цифровизации, который приводит к значительному повышению рисков, уязвимостей к кибератакам в данной сфере. С учетом того, что большая часть информации, в том числе, управляющей, представляется и используется здесь в виде цифровых видео, а видеонаблюдение представляет составную часть комплексной системы безопасности объектов энергетической инфраструктуры, видеопоследовательности являются желательными предметами фальсификации для нарушителей, преследующих противоправные цели, делая критически актуальной задачу своевременного выявления их несанкционированных изменений. Однако методы анализа/обработки цифрового видео обладают, как правило, значительной вычислительной сложностью, что не позволяет использовать их для экспертизы целостности в режиме реального времени, или требуют привлечения дополнительных технических средств. Целью настоящей работы является обеспечение возможности эффективной экспертизы целостности видеопоследовательности, получаемой камерами видеонаблюдения, в режиме реального времени в условиях минимальной технической сложности путем разработки метода выявления результата атаки замещения кадров Цель была достигнута путем решения следующих задач: обоснованного выделения подобласти кадра видео малого размера – ключевого блока; определения интегральной характеристики относительного вклада частотных составляющих блока - нормированной отделенности его максимального сингулярного числа. Наиболее важным результатом работы является обоснование возможности использования свойств сингулярных чисел единственного (ключевого) блока малого размера каждого кадра видео для получения информации о наличии/отсутствии результатов атаки замещения кадров. Значимость полученного результата заключается в том, что предложенный метод обеспечивает возможность эффективной экспертизы целостности цифрового видео в режиме реального времени без привлечения дополнительных технических средств, что позволяет повысить надежность и скорость принятия решений при мониторинге видеопотоков.
	Ключевые слова: цифровое видео, экспертиза целостности видео, камера видеонаблюдения, режим реального времени, сингулярное число. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2025.4-68.07
8	Сравнительный анализ эксплуатационных характеристик и характеристик выбросов биодизеля из Ятрофы и эмульгированного биодизеля из Ятрофы из дизельного двигателя Авторы: 1Вемула Н.Б., 1Шайк Ф., 2Гопидеси Р.К. 1Фонд науки, технологий и исследований Виньяна, Вадламуди, Индия 2 Президентский университет, Бангалор, Индия
	Аннотация: Основная цель данного исследования – изучение эксплуатационных характеристик и характеристик выбросов смесей биодизеля на основе ятрофы в дизельном двигателе, а также изучение потенциала эмульгирования воды в биодизеле как стратегии повышения эффективности и снижения вредных выбросов, в частности оксидов азота (NOX). Для достижения этих целей смеси биодизеля на основе ятрофы (B10, B20, B30) были сначала испытаны в одноцилиндровом дизельном двигателе в стандартных условиях эксплуатации для определения оптимальной смеси. На основе баланса между термической эффективностью тормозов (BTE) и выбросами, смесь B20 была признана наиболее подходящей и впоследствии использовалась в качестве базового топлива для приготовления эмульгированных биодизельных смесей с 5%, 10% и 15% воды по объему (B20W5, B20W10 и B20W15). Наиболее важным результатом является то, что эмульгированные смеси продемонстрировали значительное улучшение эксплуатационных характеристик и характеристик выбросов по сравнению с B20. В частности, масло B20W10 показало на 4% более высокую удельную теплотворную способность (BTE), чем B20, и сниженный удельный расход топлива (BSFC), в то время как B20W15 зафиксировал снижение выбросов углеводородов (HC) на 31,42%, оксида углерода (CO) на 55,55% и дымности на 36,11% по сравнению с B20. Кроме того, B20W10 продемонстрировал снижение выбросов NOX на 9% по сравнению с дизельным топливом. Значимость полученных результатов заключается в том, что эмульгирование воды в биодизельном топливе, особенно в смеси B20W10, представляет собой практичное и устойчивое решение для повышения эффективности сгорания, снижения расхода топлива и сокращения вредных выбросов, тем самым способствуя более чистой работе двигателей с воспламенением от сжатия (CI) и поддерживая переход к использованию возобновляемых источников энергии в транспортном секторе.
	Ключевые слова: биодизель из ятрофы, эмульгированный биодизель, производительность, выбросы, поверхностно-активное вещество. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2025.4-68.08
9	Повышение точности анализа переходных процессов в сложных энергосистемах с использованием метода z-преобразования Авторы: Шилин А. Н., Шилин А. А., Дикарев П.В., Нго Д.Т. Волгоградский государственный технический университет, Волгоград, Российская Федерация
	Аннотация: Основные цели исследования заключались в разработке и сравнительном анализе методов цифрового моделирования динамических процессов в линиях электропередачи с распределенными параметрами, а также в оценке точности упрощенных моделей с сосредоточенными параметрами по сравнению с полными моделями. Исследование направлено на преодоление ограничений упрощенных схем замещения, которые могут приводить к значительным погрешностям при анализе переходных режимов, устойчивости системы и аварийных ситуаций. Для достижения поставленных целей были решены следующие задачи: разработаны математические модели длинной линии на основе операторного метода с использованием преобразований Лапласа и z-преобразования, что позволило перейти от непрерывных передаточных функций к дискретным; получены передаточные функции в z-форме для однородных линий без искажений и с искажениями при различных типах нагрузки (согласованной и несогласованной); для сравнения была разработана модель упрощенной линии электропередачи с сосредоточенными параметрами; проведено комплексное компьютерное моделирование переходных характеристик с использованием специализированного программного обеспечения; выполнен детальный сравнительный анализ результатов с расчетом абсолютных и относительных погрешностей между разными типами моделей. Наиболее важными результатами являются: установление существенных расхождений во временных задержках и амплитудах переходных процессов между моделями, что особенно выражено в режимах несогласованной нагрузки; выявление максимальной абсолютной погрешности до 0.45 для согласованной нагрузки и до 0.03 для несогласованной; определение конкретных условий, при которых упрощенная модель адекватно описывает систему. Значимость полученных результатов состоит в том, что они позволяют существенно повысить точность анализа переходных процессов в сложных энергосистемах, обоснованно выбирать оптимальный метод моделирования для конкретных инженерных задач, избегать критических ошибок при проектировании устройств релейной защиты и автоматики, обусловленных неадекватностью упрощенных моделей, а также закладывают основу для создания более надежных алгоритмов цифровой защиты энергооборудования.
	Ключевые слова: интеллектуальная сеть, переходные процессы, передаточная функция, волновое сопротивление, эквивалентная схема, рекуррентные алгоритмы, релейная защита, устойчивость системы, z-преобразование, ошибка моделирования. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2025.4-68.09
10	Оптимизация сопротивления заземления нейтрали в сетях 20 кВ по критериям минимизации значений величин тока замыкания на землю и амплитуды перенапряжения Авторы: Кирик В.В., Буряк А.Р. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского», Киев, Украина
	Аннотация: Основные цели исследования заключаются в определении оптимального сопротивления резистивного заземления нейтрали трансформатора в распределительных сетях 20 кВ с использованием методов кла-стерного анализа. Исследование направлено на достижение технического баланса между ограничением тока однофазного замыкания на землю, минимизацией перенапряжения, а также снижением чувствитель-ности системы к стохастическим колебаниям в параметрах сети. Для достижения поставленных целей были решены следующие задачи: моделирование электрических режимов сети с различными значениями сопротивления заземления в среде MATLAB/Simulink; формирование выборки параметров тока одно-фазного замыкания на землю (ОЗЗ) и соответствующих сопротивлений; кластеризация полученных дан-ных методами K-Means и DBSCAN; анализ результатов с учетом нормативных требований, включая IEC 60071-2. Наиболее важными результатами являются: формирование трех устойчивых кластеров с раз-личными режимами токов замыкания при помощи метода K-Means; выделение плотной зоны характер-ных параметров с помощью метода DBSCAN, что позволило выявить стабильные и нестабильные режи-мы эксплуатации. Установлено, что диапазон сопротивления 50–70 Ом является оптимальным с точки зрения требований по перенапряжениям и срабатыванию релейной защиты. Центроиды кластеров отра-жают типичные режимы эксплуатации сети, а значит, могут быть использованы как ориентиры при проек-тировании и практическом выборе сопротивления заземления, обеспечивая техническую и экономиче-скую целесообразность решений. Значимость полученных результатов заключается в комплексном и обоснованном подходе к выбору параметров заземления, обеспечивающем эффективную работу релей-ной защиты, снижение рисков повреждений оборудования при авариях, повышение надежности и селек-тивности в распределительных сетях среднего напряжения. Предлагаемый подход универсален, он мо-жет быть адаптирован к различным типам сетей и использован для дальнейшей оптимизации схем зазем-ления, в том числе в рамках концепции Smart Grid.
	Ключевые слова: кластеризация, электрические сети, K-Means, DBSCAN, резистивное заземление нейтрали, однофазное замыкание на землю. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2025.4-68.10
11	Исследование течений в следе вихревых генераторов на лопастях ветроэнергетических установок Авторы: Савелов О.В., Ковальногов В.Н., Чукалин А.В., Корнилова М.И. Ульяновский государственный технический университет, Ульяновск, Российская Федерация
	Аннотация: В статье рассмотрена возможность применения вихревых генераторов на спинке лопастей ветроэнергетических установок. Основной целью исследования является подбор оптимальной формы вихревых генераторов для эффективного управления пограничным слоем и отрывными течениями в области спинки лопастей ветроэнергетических установок. Для достижения цели поставлены следующие задачи: определение оптимальной формы вихревых генераторов, устанавливаемых на спинке лопастей ветроэнергетических установок; разработка модели поверхностного вихревого генератора для управления пограничным слоем и отрывными течениями. В процессе исследования подробно рассмотрено формирование и развитие отрывных течений. Наиболее существенным результатом является получение данных об оптимальной форме вихревых генераторов на спинке спинки лопасти и предложен прототип поверхностного вихревого генератора для формирования плоских когерентных вихревых структур вдоль поверхности лопасти и трёхмерных спиралевидных вихрей для воздействия на внешнюю границу пограничного слоя. Установлено, что поверхностные вихревые генераторы размещенные на спинке лопасти позволяют изменить структуру потока, снизить энергию и масштаб турбулентных вихрей, увеличить скорость обтекания спинки воздушным потоком, что способствует увеличению подъёмной силы и генерации энергии ветроэнергетическими установками в широком диапазоне скоростей набегающего потока. Значимость полученных результатов заключается в теоретическом и экспериментальном обосновании эффективности использования вихревых генераторов для управления пограничным слоем вдоль спинки лопастей, их оптимальной формы и в конечном итоге способа по увеличению коэффициента использования энергии ветра эксплуатируемыми ветроэнергетическими установками.
	Ключевые слова: ветроэнергетическая система, аэродинамика, измерение скорости частиц, вихревой генератор. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2025.4-68.11
12	Повышение эффективности производства энергии в распределенной островной системе энергоснабжения Авторы: Мышкина Л.С., Насибова Е.М. Новосибирский государственный технический университет Новосибирск, Российская Федерация
	Аннотация: Надежность и экономическая доступность энергоснабжения являются фундаментальными факторами социально-экономического развития и инвестиционной привлекательности территорий. На территориях, характеризующихся высоким спросом на тепловую энергию, наиболее перспективным решением для повышения эффективности энергопроизводства является переход к когенерации посредством мини-ТЭЦ на основе газопоршневых установок. Однако ключевым ограничением, препятствующим реализации потенциала таких систем, является несовпадение профилей электрической и тепловой нагрузки. Это приводит к снижению эксплуатационной эффективности когенерационного оборудования. Целью исследования является обоснование способа и выбор технических средств для снижения установленной мощности котельного оборудования на мини-ТЭЦ и повышения коэффициента использования установленных мощностей источников выработки тепловой и электрической энергии в распределенных системах энергоснабжения. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи: произведен анализ существующих способов повышения эффективности производства и применяемых критериев эффективности; разработана имитационная модель распределенной системы теплоснабжения; создана методика выбора структуры оборудования и расчёта показателей эффективности, включая удельный расход топлива. В работе показана целесообразность технических решений повышения гибкости системы за счет интеграции различного оборудования, включая тепловые насосы и системы накопления тепловой энергии. Наиболее важным результатом является методика выбора состава источников тепловой энергии. Применение данной методики обеспечивает возможность рассчитывать и сопоставлять показатели эффективности различных системах энергоснабжения. Верификация предложенных решений на примере распределенной системы энергоснабжения населенного пункта в Новосибирской области подтвердила ее состоятельность. Было продемонстрировано повышение коэффициента использования установленных мощностей газопоршневого оборудования при одновременном снижении требуемой мощности котельного оборудования. Полученные результаты имеют практическое значение для управления развитием распределенных островных энергосистем. Они предоставляют инструментарий для повышения эффективности производства энергии и одновременного увеличения энергосбережения при ее транспортировке, что в совокупности способствует обеспечению экономической доступности энергии и бесперебойности энергоснабжения для конечных потребителей.
	Ключевые слова: эффективность, система энергоснабжения, удельный расход топлива, коэффициент использования установленной мощности, когенерация, тепловой насос, электрический котел, система накопления тепла, централизованное теплоснабжение. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2025.4-68.12
13	Прогнозная модель технического состояния при планировании периодичности технического обслуживания для центробежных компрессоров Авторы: Гончаров Р.А., Таукеев Б.Б., Карташов С.В., Кожухов Ю.В. Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Российская Федерация
	Аннотация: В статье представлено исследование методов прогнозирования технического состояния первой ступени центробежного компрессора промышленного назначения, направленное на оптимизацию периодичности технического обслуживания. Основной акцент сделан на интеграции численного моделирования газодинамических процессов в проточной части и методов машинного обучения для прогнозирования падения адиабатического КПД при деградации поверхностей вследствие роста шероховатости. Такой подход обеспечивает комплексную оценку влияния эксплуатационного износа на энергетическую эффективность оборудования. Для численного моделирования использовалась среда ANSYS CFX. Верификация по проектной методике НЗЛ показала высокую достоверность модели (отклонения параметров не более 1.5%), что позволило сформировать синтетические обучающие выборки. Серия расчётов с различными значениями эквивалентной шероховатости поверхности имитировала эксплуатационную деградацию и обеспечила построение временных рядов рабочих параметров ступени компрессора. Проведено 61 численных экспериментов при различной шероховатости поверхности проточной части, охватывающих временной диапазон деградации до 13 месяцев эксплуатации. Для прогнозирования применены пять моделей различного уровня сложности: экспоненциально-линейная регрессия, полиномиальная регрессия с регуляризацией Ridge, ансамблевая модель Random Forest, вероятностная Gaussian Process Regression (GPR) и XGBRegressor. Сравнительный анализ продемонстрировал, что наилучшие результаты показала комбинированная экспоненциально-линейная регрессия с коэффициентом детерминации R² до 0.9995 и минимальным разрывом между обучающей и тестовой выборками менее 0.002. Второе место по точности заняла Ridge-регрессия на полиномиальных признаках (R² до 0.9950), обеспечившая оптимальный баланс между физической интерпретируемостью и точностью прогнозирования. Разработанный подход объединяет CFD-моделирование потока с учетом шероховатости, синтетическое формирование данных и машинное прогнозирование деградации КПД. Особенностью методики является моделирование деградации через эквивалентную песочную шероховатость, учитывающую комплексное влияние накопления отложений. Полученные результаты создают основу для внедрения интеллектуальных систем предиктивного обслуживания центробежных компрессоров, повышая их надёжность и энергетическую эффективность.
	Ключевые слова: центробежный компрессор, машинное обучение, CFD-моделирование, шероховатость, Ridge-регрессия, Gaussian Process Regression, XGBRegressor, предиктивное обслуживание, синтетические данные. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2025.4-68.13
14	Метаэвристическая оптимизация ПИ-регулятора в преобразователе тока с сопряженным индуктором для фотоэлектрических приложений Авторы: 1Кавья Сантоши Б., 2Парвати Р.В.Л.Н.С. 2, Тарпил Х.Г., 2Вамси К.М., 2Аппажи М.К. 1 Глобальный университет Годавари, Раджамандри, Индия. 2Инженерно-технологический институт Годавари (А), Раджамандри. Индия
	Аннотация: Подключенные к сети фотоэлектрические системы, по-прежнему, играют важную роль в обеспечении энергетических потребностей, поскольку мир все больше ориентируется на возобновляемые источники энергии (ВИЭ). Несмотря на многочисленные преимущества такой интеграции, существует ряд проблем, связанных с качеством и стабильностью электроэнергии в точках подключения. Основная цель исследования — решить проблемы фотоэлектрических (PV) энергетических систем, включая нестабильность напряжения, плохую динамическую реакцию и низкую эффективность преобразования в традиционных конфигурациях управления и преобразователей. Эти цели были достигнуты за счет интеграции интеллектуальной системы преобразования энергии с использованием нового преобразователя напряжения со связанным индуктором (ПНСИ) и ПИ – контроллера, оптимизированного по методу Скопы. Наиболее важными результатами являются то, что предлагаемый преобразователь ПНСИ позволяет повысить выходной постоянный ток от фотоэлектрической батареи, сохраняя стабильность напряжения. Используемый алгоритм оптимизации оптимально настраивает параметры ПИ-контроллера, обеспечивая точное управление напряжением в цепи постоянного тока, уменьшая постоянную погрешность и значительно улучшая динамическую реакцию. Этот регулируемый выход постоянного тока подается на трехфазный инвертор напряжения, который преобразует постоянный ток в переменный, подходящий для питания подключенной нагрузки. Значение полученных результатов заключается в том, что система была разработана и протестирована с использованием MATLAB/Simulink, что обеспечивает лучшую регулировку напряжения, более быструю переходную характеристику с низким уровнем гармонических искажений переменного тока.
	Ключевые слова: фотоэлектрические системы, преобразователь SEPIC со связанным индуктором, алгоритм оптимизации Osprey, пропорционально-интегральный преобразователь, трехфазный инвертор напряжения. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2025.4-68.14
15	Оптимизированный методом Лемура каскадный динамический восстановитель напряжения на базе каскадного адаптивного нейро-нечеткого логического контроллера для распределенных энергосистем Авторы: 1Редди Г.С., 2Редди С.К., 3Анимамула С. 1Института технологий и науки Джьотишмати, Каримнагар, Телангана, Индия. 2 Инженерный колледж CVR, Мангалпалли, Ибрагимпатнам, Хайдарабадб Индия. 3Технологического института Видья Джьоти, Хайдарабадб Индия.
	Аннотация: Основная цель данного исследования — снизить такие помехи, как провалы, выбросы и колебания напряжения, повысить стабильность напряжения и качество электроэнергии в распределенных энергосистемах с помощью оптимизированной стратегии управления с использованием динамического восстановителя напряжения. Эти цели достигаются посредством проектирования и оптимальной настройки каскадного адаптивного нейро-нечеткого логического контроллера (АННЛК) с использованием алгоритма оптимизации Лемур (АОЛ). Предлагаемый контроллер систематически верифицируется в среде MATLAB/Simulink для нелинейных и чувствительных условий нагрузки, что представляет собой полную проверку и тестирование для определения характеристик контроллера с точки зрения стабильности напряжения, улучшения динамических характеристик и надежной работы системы в условиях возмущений. Результаты моделирования показывают, что контроллер динамический восстановитель напряжения (ДВН) способен поддерживать постоянное напряжение нагрузки в условиях возмущений, что обеспечивает эффективное и рациональное использование подключенных нагрузок в управляемой системе. Предлагаемое решение достигает КПД 96%, обеспечивая эффективную и стабильную работу системы в условиях изменяющейся нагрузки. Предлагаемый центральный контроллер улучшает динамические характеристики ДВН, сокращая время установления до 0.08 с, что обеспечивает более высокую производительность по сравнению с традиционными решениями, быструю переходную реакцию и более высокую точность. Значимость результатов заключается в подтверждении того, что каскадный контроллер АННЛК с оптимизацией АОЛ является законной и вычислительно эффективной заменой компенсации напряжения в реальном времени. Это повышает устойчивость чувствительных нагрузок, минимизирует возможные экономические потери и повышает надежность распределенных сетей в современной интеллектуальной инфраструктуре.
	Ключевые слова: динамический восстановитель напряжения, оптимизированный алгоритм Lemurs, каскадная адаптивная нейронечеткая система вывода, качество электроэнергии, падение напряжения, выброс. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2025.4-68.15