Registration Number
0826U005247, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
03-09-2026
popup.evolution
o
Чому дисертація має статус "Запланована"?
Title
Models of automated control of frequency modes of gas turbine power systems with batteries
Author
Oleksandr V. Yavorskyi,
popup.head Olha S. Tarakhtii
popup.opponent Serhii I. Osadchyi
popup.opponent Roman M. Fedoryshyn
popup.review Dmytro А. Maevsky
popup.review Oleksandr I. Brunetkin
popup.rada
Odesa Polytechnic National University
Description
Дисертаційна робота присвячена вирішенню науково-прикладної задачі підвищення ефективності, надійності та стійкості частотного регулювання гібридних енергосистем з газотурбінними установками та акумуляторними накопичувачами енергії. Актуальність роботи зумовлена необхідністю адекватного математичного опису динамічних властивостей газотурбінних установок, ускладненням процесів частотного регулювання в багатомашинних енергосистемах, зниженням їх інерційності та потребою підвищення динамічної й аварійної стійкості шляхом інтеграції акумуляторних систем. Існуючі підходи недостатньо враховують взаємодію динамічних процесів газотурбінних агрегатів, особливості розподілу регулювальних впливів та обмеження акумуляторних накопичувачів.
Метою роботи є підвищення ефективності та надійності частотного регулювання шляхом створення узагальнених динамічних моделей газотурбінних установок, розроблення імітаційних моделей багатомашинних енергосистем, удосконалення методів розподілу регулювальних впливів та обґрунтування ієрархічних структур керування гібридними енергосистемами з урахуванням обмежень акумуляторних накопичувачів у межах модельно-орієнтованого проєктування.
У першому розділі виконано аналіз математичних моделей газотурбінних установок, методів автоматизованого керування частотою та способів підвищення стійкості енергосистем з акумуляторними накопичувачами. Встановлено обмеженість існуючих підходів щодо адекватності моделювання перехідних процесів, врахування динамічних характеристик агрегатів, знаку збурення та обмежень накопичувачів, що обґрунтовує необхідність розроблення комплексних моделей і методів керування.
У другому розділі розроблено узагальнену динамічну модель газотурбінної установки зі зосередженими параметрами. Модель охоплює взаємопов’язані підсистеми ротора, камери згоряння та газових об’ємів і описує інерційні, теплові та масообмінні процеси при малих відхиленнях від робочої точки. Удосконалено параметризацію моделі шляхом узагальнення результатів імітаційного моделювання та отримання залежностей її коефіцієнтів і параметрів перехідних процесів від номінальної потужності. Це забезпечило можливість масштабування моделі для установок різної потужності та її використання у задачах синтезу систем автоматичного регулювання.
У третьому розділі розроблено імітаційну модель багатомашинної енергосистеми на основі уніфікованих параметризованих моделей газотурбінних установок зі спільним частотним контуром. Досліджено вплив режимів роботи установок, навантаження та гарячого резерву, а також стратегій розподілу збурень на якість частотного регулювання. Удосконалено алгоритм розподілу регулювальних впливів з урахуванням динамічних характеристик агрегатів та обґрунтовано доцільність адаптивного вибору стратегії залежно від знаку дисбалансу активної потужності.
У четвертому розділі розроблено математичні та імітаційні моделі гібридної енергосистеми з газотурбінними установками та акумуляторними накопичувачами, інтегрованими у контур первинного частотного регулювання. Враховано динаміку накопичувача, обмеження за станом заряду, потужністю та енергетичною ємністю. Удосконалено структуру системи керування на основі ієрархічного розподілу функцій між швидкодіючим акумуляторним каналом і газотурбінними установками, а також реалізовано алгоритм відновлення енергетичного стану накопичувача. Досліджено альтернативні паралельні та комбіновані структури керування. Отримані результати підтвердили підвищення динамічної та аварійної стійкості, зменшення відхилень частоти та ефективніше використання акумуляторного накопичувача у первинному регулюванні.
Отримані результати забезпечили досягнення поставленої мети дисертаційного дослідження та створили науково-методичну основу для підвищення ефективності й надійності автоматизованого керування частотними режимами сучасних гібридних енергосистем.
Registration Date
2026-09-18
popup.nrat_date
2026-09-18 / 2026-09-18
