Registration Number
0826U001089, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
05-06-2026
popup.evolution
.
Title
Information Technology for Managing Electric Energy Storage Systems in Smart Microgrids
Author
Mykhaylo V. Melnyk,
popup.head Mykola O. Medykovskyi
popup.opponent Volodymyr V. Osypenko
popup.opponent Oleksandr P. Gozhyj
popup.review Ivan H. Tsmots
popup.review Yurii V. Opotiak
popup.rada
Lviv Polytechnic National University
Description
Мельник М.В. Інформаційна технологія управління системою акумулювання електроенергії в розумних мікромережах. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 122 “Компʼютерні науки”. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2026.
У дисертації розроблено інформаційну технологію управління системою акумулювання електроенергії в розумних мікромережах з використанням нового методу управління енергодинамічними процесами, удосконаленої моделі процесів заряджання-розряджання акумулятора та методу короткочасного прогнозування генерації сонячної електростанції, що забезпечило узгодження параметрів процесів генерації, накопичення і використання електроенергії. Особливістю цього дослідження є визначення параметрів процесів заряджання-розряджання за допомогою еквівалентної схеми акумулятора та історичних експлуатаційних даних, а також використання індексу Жаккара у модифікованій процедурі агрегації слабких предикторів для підвищення точності прогнозування генерації СЕС та забезпечення універсальності моделі.
У першому розділі «Аналіз методів та засобів управління енергодинамічними режимами розумної мікромережі з елементами акумуляційних систем» здійснено аналіз сучасних технологій управління системами акумулювання електроенергії, описані математичні методи, що лежать в основі прогнозування генерації ВДЕ, проаналізовано специфіку інтеграції систем накопичення в розумні мікромережі. На підставі аналізу відомих рішень встановлено, що існуючі методи недостатньо враховують динаміку фізичних процесів заряджання-розряджання та мають значні похибки прогнозування в умовах мінливості зовнішніх факторів. Результати, отримані в межах даного розділу, створили інформаційну базу для подальшого проєктування та експериментальної перевірки розроблених рішень і можуть бути використані під час аналізу енергоефективності функціонування мікромереж.
У другому розділі «Моделювання енергодинамічних режимів елементів розумної мікромережі» вирішено задачу математичного опису процесів накопичення енергії. Розроблено набір продукційних правил для управління енергетичними потоками залежно від поточного балансу потужностей. Запропоновано модель функціонування акумулюючої системи на основі еквівалентних схем, що враховує динаміку режимів заряду-розряду. Досліджено профілі енергоспоживання об'єктів з виокремленням стохастичних складових навантаження та розроблено базовий метод короткотермінового прогнозування генерації фотоелектричних систем в умовах невизначеності метеорологічних параметрів.
У третьому розділі «Дослідження елементів інформаційної технології управління енергодинамічними режимами розумної мікромережі» проведено дослідження етапів попереднього опрацювання вхідних даних. Для підвищення інформативності вхідних даних використано метод розширення ознак на основі правил асоціації із подальшою їх строгою фільтрацією за допомогою індексу Жаккара. Розроблено гібридну модель процесів заряджання-розряджання для визначення параметрів еквівалентної електричної схеми акумулятора та рівня залишкової ємності , яка поєднує застовання методу найменших квадратів, еволюційного генетичного алгоритму та мета-модель стекування моделей параметрів еквівалентної схеми. Застосовано методи машинного навчання та математичні моделі параметрів системи акумулювання для короткотермінового прогнозування генерації відновлюваних джерел енергії.
У четвертому розділі «Розроблення інформаційної технології управління системою акумулювання електроенергії в розумній мікромережі» подано результати розроблення архітектури інформаційної технології, обґрунтовано застосування програмно-апаратних засобів для її реалізації. Визначено функціональні можливості системи, розроблено інтерфейсні рішення для моніторингу та управління режимами роботи акумуляторів. Здійснено аналіз отриманих результатів, який підтвердив ефективність мета-моделі стекування та зниження похибки прогнозування рівня залишкової ємності акумулятора (MSE) на 30%.
Практично реалізовано гібридне аналітичне ядро, що складається з двох паралельних обчислювальних гілок. У гілці моделювання акумуляторної підсистеми інтегровано фізико-математичний апарат із моделями машинного навчання. У гілці прогнозування генерації електроенергії сонячної електростанції експериментально підтверджено ефективність розробленої каскадної мета-моделі. Використання індексу Жаккара для відбору ознак та мета-ансамблювання дозволило досягти точності прогнозування сонячної генерації (R² = 0.99), що є важливим для предиктивного балансування мікромережі.
Основні наукові результати дисертації опубліковано в 8 працях, зокрема: 1 стаття – у виданнях, що індексуються в наукометричних базах даних (одна стаття в журналі Q2), 4 статті – у фахових виданнях України, 3 публікації – у збірниках наукових праць конференцій.
Registration Date
2026-04-18
popup.nrat_date
2026-04-18 / 2026-07-02
