Registration Number
0826U001239, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
26-05-2026
popup.evolution
.
Title
Improvement of Methods for Enhancing the Quality of Automated Control Systems of Low-Power Hydroelectric Power Plants
Author
Serhii Prydvorov,
popup.head Andrii Mezerya
popup.opponent Kostiantyn Dyadyura
popup.opponent Oleksandr Hasiuk
popup.review Hanna Hrinchenko
popup.review Gennadii Kaniuk
popup.rada
Karazin University
Description
Дисертаційну роботу присвячено розв’язанню актуального науково-прикладного завдання підвищення показників якості та ефективності роботи гідроелектростанцій малої потужності шляхом удосконалення математичних моделей, аналізу втрат енергії та синтезу систем керування, оптимізованих за критеріями комплексної якості й енергоефективності. Актуальність теми зумовлена зростанням ролі малої гідроенергетики у структурі децентралізованої генерації електроенергії, потребою підвищення енергетичної незалежності, необхідністю ефективного використання місцевих водних ресурсів і забезпечення стабільної роботи локальних енергетичних об’єктів. Для малих ГЕС особливого значення набувають питання якості електроенергії, надійності функціонування, динаміки перехідних процесів, мінімізації втрат енергії та вибору таких алгоритмів керування, які забезпечують узгодження технічних, енергетичних і економічних вимог.
У першому розділі виконано аналіз сучасного стану малої гідроенергетики в Україні та світі, розглянуто концептуальні засади її розвитку, досліджено характеристики роботи малих ГЕС і структуру показників якості, що визначають ефективність їх функціонування. Проаналізовано існуючі системи керування малими гідроелектростанціями та нормативну базу щодо забезпечення високих показників якості. Узагальнено чинники, що впливають на експлуатаційну, енергетичну та економічну результативність малих ГЕС, а також визначено основні напрями підвищення якості їх роботи на основі вдосконалення систем автоматичного керування.
У другому розділі розроблено повну математичну модель малої ГЕС, що враховує взаємозв’язок гідравлічних, механічних та електричних процесів, і спрощену модель, придатну для задач аналізу та синтезу систем керування. Окрему увагу приділено математичному моделюванню втрат енергії в малих ГЕС, зокрема втрат, зумовлених неідеальним керуванням. Побудовано моделі показників якості малих ГЕС, що дають змогу кількісно оцінювати вплив структури системи керування, параметрів регулювання та режимів роботи на інтегральний результат функціонування станції. Це дозволило перейти від якісного опису до формалізованого оцінювання резервів підвищення ефективності та якості роботи гідростанції.
У третьому розділі виконано синтез систем керування гідроелектростанціями малої потужності. Побудовано лінеаризовану модель міні-ГЕС потужністю 100 кВт у матричній формі, визначено передатні функції та сформовано базу для подальшого аналізу динамічних властивостей об’єкта. На цій основі синтезовано системи керування, оптимізовані за критерієм максимуму комплексного показника якості гідростанції, а також системи, орієнтовані на досягнення максимальної енергоефективності. Такий підхід дав змогу порівняти результати керування за різними критеріями та виявити особливості компромісу між точністю, швидкодією, стабільністю, економічністю та інтегральною якістю функціонування малої ГЕС.
У четвертому розділі наведено результати аналізу експериментальних досліджень щодо підвищення показників якості гідроелектростанцій малої потужності. Досліджено перехідні характеристики потужності міні-ГЕС і напруги генератора за різними алгоритмами керування, проаналізовано вплив параметрів регулювання на показники якості, а також розглянуто можливості підвищення економічних показників шляхом раціонального вибору типу генератора. Сформульовано практичні рекомендації щодо оптимізації систем керування за критерієм максимуму комплексного показника якості та щодо визначення вагових коефіцієнтів при багатокритеріальній оцінці. За результатами роботи розроблено проєкт технічних умов.
Наукова новизна одержаних результатів полягає у розвитку підходів до математичного моделювання малих ГЕС з урахуванням втрат енергії, неідеальності керування та комплексних показників якості, а також у синтезі систем керування, орієнтованих на максимум інтегрального показника якості та максимальну енергоефективність. Практичне значення роботи полягає у можливості використання розроблених моделей, алгоритмів і рекомендацій під час проєктування, модернізації та експлуатації малих гідроелектростанцій, що сприятиме підвищенню стабільності їх роботи, покращенню енергетичних та економічних показників, а також розширенню можливостей ефективного використання потенціалу малої гідроенергетики.
Registration Date
2026-04-28
popup.nrat_date
2026-04-28 / 2026-07-02
