Registration Number
0825U003256, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
05-09-2025
popup.evolution
o
Title
Methods and ways of remote monitoring and self-diagnostic of photovoltaic power plants.
Author
Ivan Smahlo,
popup.head Petro D. Lezhniuk
popup.opponent Vasyl I. Budko
popup.opponent Oleksandr O. Miroshnyk
popup.review Mykhailo Burbelo
popup.review Olena Sikorska
popup.rada
Vinnytsia national technical university
Description
1.укр. Дисертаційна робота: 182 с., 61 рис., 5 дод., 72 джерел.
ЕЛЕКТРИЧНІ МЕРЕЖІ, ВІДНОВЛЮВАЛЬНІ ДЖЕРЕЛА ЕНЕРГІЇ, ФОТОЕЛЕКТРИЧНІ СТАНЦІЇ, ДЕГРАДАЦІЯ ФОТОЕЛЕКТРИЧНИХ МОДУЛІВ, ОЦІНЮВАННЯ ТЕХНІЧНОГО СТАНУ ТРАНСФОРМАТОРІВ, ДИСТАНЦІЙНИЙ МОНІТОРИНГ ТА САМОДІАГНОСТИКА ФОТОЕЛЕКТРИЧНИХ СТАНЦІЙ
Дисертаційна робота присвячена підвищенню надійності роботи ФЕС і реалізації моделі прогнозування генерації електроенергії та участі ФЕС в балансуванні режимів ЕЕС з врахуванням деградації її електрообладнання в роботі розв’язуються такі основні задачі: - аналізуються види пошкоджень фотоелектричних модулів, досліджуються фактори, які впливають на деградацію ФЕМ та їх залежність, розглядаються особливості експлуатації силових трансформаторів систем електропостачання та генерування ВДЕ в умовах війни, а також розробляються методи та способи діагностики стану ФЕС; - математичне моделювання та методи оцінювання технічного стану фотоелектричних станцій в балансуючій групі ЕЕС з використанням часових рядів для представлення генерування ФЕС, кореляційного аналізу параметрів, впливових на генерування ФЕС, а також кластеризації задля визначення ФЕС з аномаліями в їх роботі; для оцінювання технічного стану обладнання ФЕС розробляється програмно-апаратний комплекс діагностування і показано результати його застосування.
Основним елементом станцій прямого перетворення сонячного випромінювання є фотоелектричні модулі (ФЕМ) і вплив їх деградації на генерування електроенергії ФЕС суттєвий, тому розроблено методи та алгоритм моніторингу їх технічного стану. Визначено, що застосування тепловізійного контролю вимагає великої інформаційної бази та постійного вдосконалення методів та ідентифікації дефектів. Для цього необхідно використовувати алгоритми, які визначають природу деградації ФЕМ.
На основі порівняння методів DBSCAN та k-means вибрано метод, який дозволяє на основі координат об’єктів генерування та пів годинних графіків генерування виконати поділ на групи з відносно простою інтерпретацією результатів. Обґрунтовано метод, який створює можливості застосування безпілотних авіаційних систем для автоматизованого аналізу фотоелектричних установок. Цей метод може бути застосований як в інфрачервоному, так і у видимому діапазоні спектру. Обидва випадки вимагають специфічного налаштування певних параметрів, що призводить до різної поведінки БПЛА під час автоматизованих польотів.
Для вибору станцій, які потребують проведення моніторингу, необхідно розробити метод, що дозволив би за доступними параметрами це зробити. Оскільки такими параметрами є графіки генерування окремими станціями, які можуть надаватись системою АСКОЕ з годинною або пів годинною дискретністю, то ці данні готуються для подальшого аналізу. Для цього розроблено відповідне програмно-апаратне забезпечення, яке дозволяє уточнювати природу і причини зниження продуктивності ФЕМ і ФЕС в цілому.
Розроблено метод діагностування ФЕМ в умовах неповноти початкових даних, який шляхом використання нейро-нечіткого моделювання дозволяє отримати поточне значення коефіцієнту залишкового ресурсу ФЕМ і, в залежності від результату, зробити висновок про один зі станів ФЕМ та зменшити похибку прогнозування такого стану.
На практичному прикладі показано вплив деградації обладнання ФЕС на результати генерування електроенергії. З впровадженням процедури погодинного прогнозованого генерування електроенергії ФЕС задача їх участі в балансуванні режимів суттєво ускладнилася, оскільки невідповідність заявленого генерування реальному передбачає фінансову відповідальність.
Метод моніторингу та виявлення несправностей в режимі онлайн ФЕМ, які експлуатуються на ФЕС, базується лише на інформації, зібраній SCADA системами ФЕС. За результатами випробовування показано, що доцільно ФЕМ ділити на дві групи: ті, що через різну причину деградації зменшили свою продуктивність на 25–35%, і ті, для яких ці значення менші 10%. Останню групу ФЕМ варто продовжити використовувати, а щодо першої, то варто зробити техніко-економічну оцінку і вирішити, чи доцільно продовжити їх експлуатацію, чи демонтувати і замінити на нові.
Досліджено характерні причини пошкоджень трансформаторів ФЕС. В першу чергу, це змінна напрямків, реверс потоків потужності через трансформатор. Сучасні силові трансформатори часто не розраховані на зміну напрямків потоків потужності. Зі збільшенням розповсюдження ФЕС реверсний потік електроенергії стає серйозною проблемою. Оскільки існуючі методики вибору силових трансформаторів не враховують реверсивних потоків, що призводить до їх перегріву під час експлуатації.
Ще однією причиною пошкоджень трансформаторів ФЕС є несинусоїдальність напруги, спотворення синусоїди якої може бути в електричній мережі споживачами. Особливо це стосується випадків, коли на одному фідері знаходиться декілька ФЕС і моменти включення/відключення яких не узгоджено між собою. Такі систематичні перенапруги можуть призвести до пошкодження ізоляції і виходу з ладу трансформатора.
Registration Date
2025-08-01
popup.nrat_date
2025-08-01 / 2026-07-01
