Дисертація доктора філософії. Яворський Олександр Володимирович. Моделі автоматизованого керування частотними режимами газотурбінних енергосистем з акумуляторами

Реєстраційний номер

0826U005247, Дисертація доктора філософії

На здобуття

Доктор філософії

Дата захисту

03-09-2026

Статус

Запланована   Чому дисертація має статус "Запланована"?

Назва роботи

Моделі автоматизованого керування частотними режимами газотурбінних енергосистем з акумуляторами

Здобувач

Яворський Олександр Володимирович,

Керівник Тарахтій Ольга Сергіївна
Опонент Осадчий Сергій Іванович
Опонент Федоришин Роман Миронович
Рецензент Маєвський Дмитро Андрійович
Рецензент Брунеткін Олександр Іванович

Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист

Національний університет "Одеська політехніка"

Опис

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.

Дата реєстрації

2026-09-18

Додано/оновлено в НРАТ

2026-09-18 / 2026-09-18