Registration Number
0826U004614, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
02-09-2026
popup.evolution
o
Title
Improvement of Operating Modes of the Electrotechnical Hydrogen Supply Complex Using Intelligent Control in the Electric Transport System
Author
Chen Linfei,
popup.head Sergii V. Boichenko
popup.opponent Yuliia V. Polishchuk
popup.opponent Tetiana R. Bilan
popup.review Alla Bosak
popup.review Iryna O. Shkilniuk
popup.rada
National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute»
Description
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 141 – Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка. – КПІ ім. Ігоря Сікорського, Київ, 2026.
Дисертація «Удосконалення режимів роботи електротехнічного комплексу забезпечення воднем з використанням інтелектуального керування в системі електричного транспорту» присвячена підвищенню енергоефективності та надійності інфраструктури «зеленого» водню. Воднева заправна станція (ВЗС) з'єднує мережі ВДЕ з електромобілями на паливних елементах (ЕМПЕ), проте її роботі перешкоджає «подвійно-стохастичне» середовище: переривчастість генерації ВДЕ конфліктує з волатильністю попиту на заправку.
Мета. Підвищення енергоефективності та надійності комплексу постачання водню шляхом розроблення інтелектуальної системи керування електролізерами на основі координації «Джерело – Мережа – Навантаження – Накопичувач».
Актуальність. Дослідження вирішує проблему термічної втоми та деградації мембранно-електродного блоку через часті цикли «пуску-зупинки», подовжуючи термін служби електролізерів мегаватного класу.
Гіпотеза. LSTM-мережа в системі керування режимом «гарячого резерву» мінімізує деградацію електролізних комірок і скоротить час перехідних процесів.
Робота є складовою НДР кафедри автоматизації електротехнічних та мехатронних комплексів НН ІЕЕ КПІ ім. Ігоря Сікорського (0126u000040).
Об'єкт – перетворення й споживання електроенергії в системах виробництва водню в стохастичних умовах. Предмет – режимні параметри інтелектуального керування обладнанням ВЗС.
Завдання:
1. Проаналізувати динаміку та деградацію PEM-електролізерів мегаватного класу.
2. Виконати SWOT-аналіз системи.
3. Розробити прогнозування навантаження на основі патернів мереж ЕМПЕ.
4. Сформулювати модель M/M/S/N для оцінки потоку маси водню.
5. Спроєктувати АСКЕ з ієрархічною архітектурою реального часу.
6. Адаптувати LSTM для погодинного прогнозування попиту.
7. Створити електротермічну модель кластера електролізерів.
8. Розробити стратегію Demand Response.
9. Розрахувати LCOH і порівняти АСКЕ з RBC-керуванням.
Наукова новизна:
1. Розвинуто методологію керування електролізерами на основі LSTM-прогнозування попиту та оптимізації виробництва в реальному часі.
2. Розроблено модель, що враховує взаємозв'язок динаміки перетворювачів і електрохімії електролізера при роботі від ВДЕ.
3. Запропоновано модель AO–AVOA–BP для прогнозування стану літій-іонних акумуляторів.
Практичне значення.
1. Архітектура АСКЕ та електротермічні моделі — готова парадигма керування для проєктів «зеленого» водню мегаватного класу.
2. Стратегія «гарячого резерву» знижує витрати на пуск-зупинку понад на 98% і вартість водню до 2,92 $/кг (19,96 юанів/кг); інтеграція у Smart Grid дозволяє регулювання частоти й потужності мережі.
3. AO-AVOA-BP знижує MAE, RMSE, MAPE на 72,9–85,7%, 69,6–85,2% і 72,6–85,8% відповідно (дані NASA, CALCE) порівняно з базовою BP-моделлю, вирішуючи «неможливу трійцю» водневої інфраструктури.
4. Метод узгодження силової установки (Cruise + MATLAB/Simulink) зменшує кількість експериментів і вартість прототипування.
Дисертація складається з 190 сторінок, містить 21 рисунок, 19 таблиць, 51 формулу.
Ключові слова: зелений водень, відновлювані джерела енергії, енергоефективність, електротехнічний комплекс забезпечення воднем, інтелектуальне керування, АСКЕ, гарячий резерв, багаторівневе стохастичне моделювання.
Registration Date
2026-08-14
popup.nrat_date
2026-08-14 / 2026-09-25
