Registration Number
0826U005391, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
16-09-2026
popup.evolution
.
Title
Multilevel Adaptive Control of Operating Modes of Local Hybrid Electric Power Systems with Renewable Energy Sources and Energy Storage Systems
Author
Sergii V. Khomutov,
popup.head Mykola P. Kuznetsov
popup.opponent Alla Bosak
popup.opponent Viktor V. Kaplun
popup.review Volodymyr P. Kokhanievych
popup.review Dmytro V. Bondarenko
popup.rada
Institute of Renewable energy of the National Academy of Sciences of Ukraine
Description
Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії за спеціальністю 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка». – Інститут відновлюваної енергетики НАН України, Київ, 2026.
Дисертаційна робота присвячена підвищенню динамічної стійкості, надійності та енергоефективності локальних комбінованих систем електрозабезпечення (ЛКСЕ) з відновлюваними джерелами енергії (ВДЕ), інверторними ресурсами та установками зберігання електроенергії (УЗЕ) в умовах інерційного дефіциту і стохастичної зміни режимів. Об’єктом дослідження є процеси перетворення, балансування та керування потоками енергії у ЛКСЕ. Предмет дослідження – методи, моделі та алгоритми багаторівневого адаптивного керування режимами роботи таких систем.
Розроблено багаторівневий адаптивний підхід, у якому режим роботи ЛКСЕ подано як керовану змінну, а вибір режиму здійснюється з множини допустимих станів з урахуванням параметрів ВДЕ, УЗЕ, зовнішньої мережі та критеріїв оптимальності. Запропоновано інтегральний критерій адаптивності, що враховує надійність, енергоефективність, деградацію УЗЕ та динамічну стійкість. Розроблено математичні моделі режимів Grid-Following, Grid-Forming, автономної роботи, нульового перетоку та ресинхронізації, а також метод побудови тривимірних карт режимів.
Створено цифровий двійник ЛКСЕ, який об’єднує моделі ВДЕ, УЗЕ, інверторних перетворювачів і алгоритми керування та передбачає інтеграцію з EMS/SCADA із застосуванням CIM (IEC 61970/61968) та механізмів кіберзахисту IEC/TS 62351. Стохастичний характер генерації та навантаження враховано за допомогою імовірнісних моделей і методу Монте-Карло. Для оцінювання динамічної стійкості використано показники RoCoF, відхилення частоти і напруги, час встановлення, LVRT/HVRT та ресурсні характеристики УЗЕ.
За результатами чисельного моделювання встановлено, що адаптивне керування в режимах GFL/GFM, острівної роботи та ресинхронізації дозволяє знизити RoCoF на 28–35 %, скоротити час встановлення параметрів частоти на 30–40 % та зменшити деградацію УЗЕ на 18–25 % порівняно з базовими сценаріями. Визначено, що зона найвищої адаптивності відповідає SoC УЗЕ 50–65 %, а для віртуальної електростанції на базі таких ЛКСЕ досягнуто успішності ресинхронізації близько 95 %.
Наукова новизна полягає у формуванні багаторівневого адаптивного керування з динамічним вибором режиму, розвитку моделей багатокритеріального узгодження надійності, енергоефективності та ресурсу УЗЕ, а також методів цифрового двійника і карт режимів. Практичне значення результатів полягає у можливості застосування запропонованих підходів для мікромереж, критичної інфраструктури, телекомунікаційних вузлів, дата-центрів та інших об’єктів з ВДЕ й УЗЕ. Розрахунковий економічний ефект від впровадження адаптивного алгоритму становить 2384 тис. грн на рік за рахунок подовження ресурсу обладнання та зниження енергетичних втрат.
Registration Date
2026-10-05
popup.nrat_date
2026-10-05 / 2026-10-05
