Установлено залежність втрат потужності, зумовлених взаємними та транзитними перетоками в електроенергетичних системах (ЕЕС), від неоднорідності електричних мереж, що може бути використано для підвищення ефективності оптимального керування нормальними режимами ЕЕС та зменшення в них додаткових втрат електроенергії. Розроблено метод визначення коефіцієнтів розподілу втрат потужності з лінійним представленням навантаження та використанням результатів розрахунку усталеного режиму, що дозволяє визначити втрати потужності у вітках електричної мережі від навантажень заданих вузлів, які можуть належати іншій електричній мережі. Визначено умови оптимальності взаємних і транзитних перетоків потужності в ЕЕС. Удосконалено метод визначення оптимізувальних впливів у системі автоматичного керування потоками потужності напругою в ЕЕС.

  Скачати повний текст

Висвітлено методологію побудови інформаційно-керуючих систем, багатофункціональних моделей елементів і локальних об'єктів, що адаптуються під актуальний стан електроенергетичного об'єкта. Розроблено методи автоматичного формування моделей на базі загальних принципів побудови АСУТП і сучасних інформаційних технологій для підвищення ефективності функціонування локальних об'єктів електроенергетичної системи (ЕЕС) за різних режимів. Надано характеристику локальних об'єктів ЕЕС, сучасних технологій ведення інформації та програмування. Проведено аналіз існуючих АСУ в електроенергетиці, а також виділено основні чинники та тенденції їх розвитку за умов структурної перебудови електроенергетики та роботи енергетичного ринку. Розроблено інструментальні програмні засоби для інтегрованого розв'язання задач імітаційного моделювання з оцінкою режимів і команд керування.

  Скачати повний текст

Показано доцільність компенсації неоднорідності електричної системи з урахуванням її параметричної чутливості, що дозволяє підвищити техніко-економічну ефективність оптимального керування режимами електроенергетичних систем (ЕЕС). Розроблено метод побудови математичної моделі для оптимального керування нормальними режимами ЕЕС з урахуванням чутливості втрат потужності до контурних е.р.с., що дає змогу більш ефективно використовувати трансформатори з РПН для зменшення втрат електроенерегії під час її транспортування. Показано вплив коефіцієнтів трансформації на відносний показник неоднорідності ЕЕС та розроблено метод оцінки регулювального ефекту трансформаторів стосовно зменшення додаткових втрат електроенергії в ЕЕС. Розвинуто метод розподілу допусків за параметрами з використанням критеріального моделювання, що уможливлює конкретизацію функцій регулюючих пристроїв і вдосконалення системи автоматичного керування потоками потужності в ЕЕС.

  Скачати повний текст

Висвітлено особливості розробки нових моделей та методів оперативного керування режимами регіональних електроенергетичних систем (ЕЕС) за випадкового характеру навантаження. На базі проведеного системного аналізу сучасного стану регіональних ЕЕС та проблеми мінімізації втрат потужності під час оперативно-диспетчерського керування регіональними ЕЕС розроблено математичні моделі та методи оптимального оперативного керування режимами регіональних ЕЕС за випадкового характеру навантаження, застосування яких дозволить зменшити фактичні втрати потужності та ЕЕС і збільшити ефективність функціонування регіональних ЕЕС. На підставі отриманих результатів створено комплекс програм розрахунку та мінімізації втрат у системах електропостачання, призначений для розв'язання задач оперативного планування та керування технологічними процесами електропостачання на рівні регіональних ЕЕС.

  Скачати повний текст

Запропоновано метод моніторингу поточного запасу статичної стійкості в перетині електроенергетичних систем (ЕЕС) на основі критерію існування режиму з використанням синхронізованих вимірів фаз напруги у віддалених вузлах електричної мережі з візуалізацією траєкторії обваження. Сформовано адаптовану математичну модель теплофізичних процесів АЕС з реакторами типу ВВЕР для використання в розрахунках тривалих перехідних процесах у складних ЕЕС та проведено програмну реалізацію та верифікацію сформованої моделі з використанням натурно зареєстрованих процесів. Розроблено та реалізовано обчислювальну процедуру взаємодії моделі ЕЕС (програма off-line) з моделлю системи мікропроцесорного регулювання турбіни АЕС ХПЗ ім. Т. Г. Шевченка, реалізованої як on-line структура. Розроблено математичну модель мікропроцесорного пристрою АЛАР з прямокутними характеристиками органів опору. Алгоритм реалізовано в промисловому комплексі розрахунку й аналізу стійкості, за допомогою якого виконано налаштування АЛАР на лінії зв'язку Ташлицької ГАЕС з Південноукраїнською АЕС. Розроблено та програмно реалізовано математичну модель динамічного тренажера диспетчерів енергосистеми на основі одночастотної моделі динаміки ЕЕС з урахуванням теплофізичних процесів в устаткуванні АЕС та ТЕС.

  Скачати повний текст

Науково обгрунтовано доцільність врахування синергетичних ефектів для підвищення ефективності функціонування еколого-економічних систем (ЕЕС). Проаналізовано існуючі підходи до визначення синергетичних ефектів, зумовлених діяльністю суб'єктів господарювання. Запропоновано визначення понять "еколого-економічна система" та "синергетичний ефект у еколого-економічній системі". Розроблено науково-методичний підхід до оцінювання синергетичних ефектів у ЕЕС, який передбачає врахування екстернальних ефектів. Обгрунтовано необхідність застосування коригувальних коефіцієнтів для визначення синегетичних результатів діяльності економічних суб'єктів. Удосконалено методичні підходи до класифікації синергетичних ефектів у ЕЕС, що дозволяє розробити інструменти організаційно-економічного характеру для формування еколого-орієнтованої економічної політики, показники оцінювання ефективності функціонування ЕЕС, які уможливлюють більш точне врахування інтернальних і екстернальних ефектів. На прикладі інвестиційних проектів Сумщини апробовано розроблені показники оцінювання ефективності функціонування ЕЕС і визначено напрями збільшення синергетичних результатів у даному регіоні. Запропоновано механізм управління процесами функціонування ЕЕС.

  Скачати повний текст

Удосконалено методику оперативного визначення втрат активної потужності на корону у високовольтних повітряних лініях (ВПЛ) змінного струму на підставі синхронізованих за часом вимірів параметрів режиму ВПЛ з використанням сучасних мікропроцесорних систем реєстрації (МПСР) інформації. Запропонована методика дозволяє здійснювати поточний моніторинг втрати активної потужності та пасивних параметрів ВПЛ. Розроблено та досліджено алгоритми оперативної ідентифікації пасивних параметрів заступних схем прямої послідовності ВПЛ (подовжніх опорів і поперечних провідностей) на базі спеціально організованих одиничних режимів (неробочого ходу та навантажувального) і поточних стаціонарних режимів у процесі експлуатації з використанням сучасних МПСР інформації. Показано, що оперативне визначення пасивних параметрів заступних схем прямої послідовності ВПЛ дозволяє уточнити параметри її математичної моделі, а також підвищити точність визначення втрат активної потужості (навантажувальних і на корону) у разі проведення розрахунків і оптимізації стаціонарних режимів елекроенергетичних систем (ЕЕС). Запропоновано методику оперативного визначення регресійних залежностей втрат активної потужості на корону від напруги. Обгрунтовано, що для апроксимації оперативно визначеної залежності втрат активної потужності на корону від напруги найбільш доцільно використовувати ортогональні поліноми Чебишова, а для визначення мінімально необхідного ступеня полінома - статистичний критерій Фішера.

  Скачати повний текст

Розроблено методи та засоби, які направлені на підвищення точності визначення втрат активної потужності у заданих елементах електроенергетичної системи (ЕЕС). Показано, що підвищення точності визначення втрат активної потужності від збурень у вузлах дасть змогу підвищити ефективність контролю за ними та більш обгрунтовано планувати заходи з їх зменшення, що є важливою задачою за умов балансуючого ринку, який впроваджується в Україні. Показано, що заходом з компенсації негативного впливу неоднорідності ЕЕС на значення втрат електроенергії під час її транспортування, зокрема адресатного, повинен передувати аналіз параметричної чутливості, за результатами якого виявляються місця, до змін параметрів в яких критерій оптимальності - втрати активної потужності - є найбільш чутливим.

  Скачати повний текст

Розроблено математичну модель автоматизованої системи диспетчерського керування (АСДК) як модель комп'ютерної SCADA-системи з використанням марковських процесів, що дозволяє підвищити надійність і якість інформаційного забезпечення для оперативного визначення параметрів режиму електроенергетичної системи (ЕЕС). Обгрунтовано та запропоновано показник якості функціонування АСДК, що дозволяє оцінювати варіанти розвитку інформаційного забезпечення та міру його відповідності задачі оперативного визначення втрат потужності в ЕЕС. Удосконалено математичну модель усталеного режиму ЕЕС з метою адаптації її до використання телевимірів, що дозволяє підвищити достовірність результатів оперативного визначення втрат потужності.

  Скачати повний текст

Розроблено принципи побудови повномасштабного режимного навчально-тренувального комплексу диспетчерського персоналу ЕЕС, а також алгоритми формування та функціювання підсистеми керування та аналізу, яка забезпечує взаємодію диспетчерського персоналу з моделлю енергосистеми. Запропоновано імітаційну модель довготривалих перехідних процесів з одночасним формуваннням моделей елементів, які визначають електромеханічні та довготривалі перехідні процеси як єдиний технологічний процес. Розроблено метод вибору оптимальних параметрів налаштування систем автоматичного керування на підставі зон стійкості, а також принципи організації навчання та тренування в локальній комп'ютерній мережі, які забезпечують міжсистемні протиаварійні тренування оперативного персоналу.

  Скачати повний текст

Теоретично обгрунтувано й розвинуто новий напрямок у створенні систем групового живлення та управління електроспоживанням енергоємних установок і технологічних комплексів. Підвищення основних показників даних систем досягнуто за рахунок суміщення ефективних методів прогнозування процесів енергообміну у складних нелінійних мережах. Сфоромульовано умови синтезу енергетично раціональної форми первинного струму ЕЕС на основі групових структур із залежною і незалежною комутаціями, у повністю керованих індивідуальних або базових групах. Визначено пріоритети технічних рішень за рахунок сполучення ускладнених способів управління та комбінованої комутації, які формують груповий режим електроспоживання в ЕЕС з одонотиповими технологічними установками та із дволанковими перетворювальними пристроями нового покоління. Реалізація даних аспектів дозволяє обмежити рівні неактивних складових потужності у технологічних ланках ЕЕС без зовнішніх компенсуючих пристроїв та розширити сферу їх застосування з метою підвищення ефективності енергоємних технологій. Запропоновано способи й розроблено схемотехнічні рішення, які надають можливість здійснити гнучкий процес управління технологічними об'єктами за високих характеристик їх функціонування у системі групового живлення. Основні результати роботи знайшли промислове застосування у розробці й впровадженні ефективних способів енергозбереження та електромагнітної сумісності в ЕЕС із розгалуженими та циклічними навантаженнями.

  Скачати повний текст

Уперше розроблено теоретичні основи методів дослідження режимів елементів електроенергетичних систем (ЕЕС) на основі навчання штучних нейронних мереж (ШНМ) за результатами використання симуляційних (математичних) моделей, що слід трактувати як новий науковий напрямок у теорії та практиці моделювання режимів ЕЕС. Установлено, що теоретичні засади та принципи нейроматематичного моделювання режимів електроенергетичних систем базуються на реалізації процесу навчання нейромережевих структур за допомогою математичного моделювання для розв'язання некоректних задач, що в порівнянні з традиційними евристичними підходами та методиками навчання на підставі "прецедентів" забезпечує вищу ефективність функціонування ШНМ. Запропоновано новий підхід щодо моделювання як методу дослідження, наділеного новими властивостями, зміст якого полягає у застосуванні нейроматематичних моделей як інструментарію для розв'язання задач аналізу та оптимізації режимів даних систем і джерела, що здійснює синтез нової, раніше невідомої інформації. Розглянуто основні принципи формування "нейроматематичних ситуаційних карт особливостей" за даними телеметрії для відображання станів електричної мережі, які дозволяють у реальному масштабі часу забезпечити динамічну візуалізацію траєкторії плинного режиму електричної мережі. Наведено ряд методів і методик прикладного моделювання режимів ЕЕС у реальному часі, впроваджених в енергетичні структури та адаптовано для функціонування в існуючі оперативні інформаційно-керуючі комплекси.

  Скачати повний текст

Уперше розроблено математичну модель електроенергетичної системи для оцінки її неоднорідності з урахуванням фактичних значень комплексних коефіцієнтів трансформації трансформаторних зв'язків, яку можна використовувати для розробки законів оптимального керування потоками потужності та напругою в електроенергетичних системах (ЕЕС). Розвинуто метод оптимізації нормальних режимів ЕЕС, який базується на принципі найменшої дії, що, на відміну від відомих, дозволяє оцінити мінімум технічних втрат електроенергії під час її транспортування та забезпечує максимальне наближення до нього. Розроблено метод оцінки чутливості оптимальних параметрів режиму ЕЕС, який дозволяє аналітичним шляхом установити межі оптимальних зон нечутливості, координувати роботу локальних систем автоматичного керування ЕЕС, а також зменшити вплив неточності та неповноти вихідної інформації на результат визначення оптимального керування впливів.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено визначенню впливу імовірнісного надходження енергії від ВДЕ на показники балансової надійності електроенергетичних систем. Встановлено вимоги до гнучкості ОЕС України в залежності від рівнів інтеграції ВДЕ. Визначено показники, що характеризують збалансованість ЕЕС, та встановлено фактори, які спричинені наявністю ВДЕ і врахуванням випадкової природи їхньої генерації. Удосконалено імітаційну модель ЕЕС для дослідження погодинних балансів активної потужності при сумісній роботі ВЕС, СЕС, систем акумулювання енергії та традиційних енергоустановок. Досліджено вплив мінливого характеру генерації активної потужності ВЕС та СЕС на показники балансової надійності ЕЕС з різними рівнями інтеграції ВДЕ. Визначено можливість забезпечення збалансованої роботи енергосистеми за різних рівнів інтеграції ВДЕ та використання систем акумулювання енергії.^UThe dissertation is devoted to the determination of the influence of probabilistic energy inflow from RES on the indicators of balance reliability of electric power systems. The requirements for the flexibility of the UES of Ukraine have been established, depending on the levels of integration of RES. The indicators characterizing the equilibrium of the EES and the factors that are caused by the presence of RES and taking into account the random nature of their generation are determined. The simulation model of the EES for the study of hourly balance of active power with the joint work of wind power plants, power plants, energy storage systems and traditional power plants is improved. The influence of the variable nature of the generation of active power of WEU and SES on the reliability indices of EES with different levels of integration of RES is investigated. The possibility of ensuring balanced work of the power system at different levels of integration of RES and the use of energy storage systems is determined.

Дисертаційна робота присвячена розв'язанню актуальної задачі розробки математичного та програмного забезпечення для визначення ризику порушення нормального режиму в підсистемах ЕЕС при виведенні з експлуатації силових трансформаторів. Використання запропонованих методів, математичних моделей і програмного забезпечення здатне значно підвищити надійність функціонування підсистем ЕЕС та власних потреб електростанції за рахунок:- підвищення достовірності визначення технічного стану силового трансформатора та ризику його відмови, що дає можливість своєчасно приймати обґрунтовані рішення щодо подальшої стратегії експлуатації на заданому інтервалі часу;- зниження ризику порушення нормального режиму в підсистемах ЕЕС та системах електропостачання власних потреб станції.^UThe thesis is devoted to the decision of the actual scientific and applied task of increasing the efficiency for subsystems functionality of electric power system by estimating the emergency risk under power transformers failures in conditions of incompleteness and uncertainty of information. The conducted researches allow to make the following conclusions:1. Improved mathematical model of technical condition assessment for power transformer, unlike the existing ones, is based on the processing of diagnostic information by using fuzzy set theory and allows to identify defects without out of service by the results of chromatographic analysis of dissolved gases in transformer oil.2. Improved mathematical model for failure risk assessment of power transformer, unlike the existing ones, on the basis of technical condition, allows to increase the reliability of determining the emergency risk in the subsystems of electric power systems under disturbances in the external power grid.3. The complex approach for emergency risk assessment in subsystems of electric power systems under emergency or planned out of service of power transformers is developed, which, unlike the existing ones, is based on the failure risk assessment of power transformer and probabilistic-statistical simulation of the modes for electric power systems in conditions of incompleteness and uncertainty of information allows to increase the accuracy of emergency risk assessment violation in the subsystems of electric power systems.4. The method of determining the priority of power transformers out of service is proposed, which, unlike the existing ones, takes into account technical condition, reliability level of power transformer for electric power systems, allows to form preventive solutions to reduce the emergency risk in case of emergency or planned out of service for power transformers.The using of developed methods, mathematical models and software can significantly increase the subsystems reliability of electric power system and auxiliary systems of the power plant due to:- to increase the reliability of the determination for technical condition of the power transformer and the its failure risk, which makes it possible to make well-informed decisions in a timely manner regarding the further operation strategy on given time interval;- to perform a reliable assessment the failure probability of power transformers in electric power system and its ranking on reliability;- to identify the most "weak" ones in the reliability of unit and the electrical equipment group; - to make informed decisions about operation strategy of power transformers taking into account individual characteristics;- to reduce an emergency risk situation in the subsystems of electric power system and the power supply systems of the auxiliary systems for the power plant.The obtained results of complex simulation of the electric power system state and technical condition of the electrical equipment give grounds to assert the possibility of software implementation of operation risk analysis of the electric power system for power supply companies.

Нестабільний характер роботи відновлювальних джерел енергії впливає на режими роботи електричних мереж. Нестабільність генерування ФЕС компенсується потужністю, яка надходить в РЕМ з енергосистеми. Через це умови балансування режиму РЕМ впливають і на режими ЕЕС. В умовах сьогодення забезпечення балансу покладено суто на централізовану систему електропостачання. Однак поступово відбуваються зміни в механізмах функціонування енергоринку України, що спонукають ВДЕ працювати за заданим графіком, зокрема введенням штрафів за недотримання заявленого добового графіка генерування. Для роботи за заданим графіком потрібно дослідити потенційні можливості джерел генерування щодо покриття графіків навантаження. Для забезпечення балансної надійності РЕМ визначається потужність резерву з енергосистеми або визначається ємність накопичувача електроенергії. Подальша розбудова відновлювальних джерел енергії неможлива без використання засобів балансування та оцінювання їх впливу на надійність електричних мереж, до яких приєднуються ВДЕ. При втраті централізованого живлення в роботі отримано вирішення задачі підвищення надійності електропостачання, що ґрунтується на подачі напруги від джерела з гарантованим графіком генерування на шини фотоелектричної станції. На основі аналізу сумарних графіків генерування та навантаження в ОЕС України встановлено залежності зменшення теплової генерації та нарощування потужностей систем акумулювання енергії для збільшення частки фотоелектричних станцій в загальному балансі потужностей.^UNowadays Ukraine demonstrates the highest in the world rates of signing contracts for the future connection of the RSE, but this creates great risks for the outdated energy system. The key factor is that according to the information of the National Commission for State Regulation of Energy and Public Utilities (NCSREPU), in the first quarter of 2018, 159.4 MW of generating capacities were put into operation – 54 objects of energy sector (2.4 times exceeds the generating capacities, put into operation during the same period of 2017). Objects of WPS and PVS represent 92 % of the generation capacities, put into operation and average single capacity of the energy sector objects is 3 MW. The installed capacity of WPS and PVS in Ukraine as on the middle of 2019 totally is 3653 MW these capacities have minor impact on the electric energy balance. Their deviations from the planned generation are compensated by the power cycling.System operation in the research stresses that solar power plants and wind stations from the point of view of the stable energy supply are not reliable. Deviations from the planned daily curve is more than 450 MW at the installed capacity of1217 MW. One more specific feature, regarding the installation of the renewable sources of energy is their non-uniform distributions on the territory of Ukraine. Thus, availability of one powerful source of up to 3 MW or several less powerful up to0.5 MW sources, connected to one substation on the distributed electric grid (DEG) give the possibility to consider DEG as the local electric system (LES).Especially urgent for the distributed electric grids is the problem of the reliable and sustainable energy supply. According to the decision of National Commission for State Regulation of Energy and Public Utilities (NCSREPU) of 12.06.2018 "On the approval of the procedures of the provision of the standards of energy supply quality and consumers compensation in case of the standards inobservance”, the index is determined that qualitatively characterizes the level of the electric grid reliable operation.But taking into consideration the rates of RSE generation capacities increase, in particular PVS, it is expedient to carry out the analysis of the defined indices change in the conditions of its increase.Unstable charter of the renewable sources of energy operation influences the operation modes of the electric grids. Instability of PVS generation is compensated by the power, supplied to DEG from the energy system. That is why, the conditions of DEG mode balancing influence the operation modes of electric energy system. In present conditions the centralized system of energy supply is responsible for the balance provision. However, changes in the mechanism of the energy market of Ukraine operation gradually take place, these changes make the owners of RSE work according to the preset schedule, in particular, introduction of penalties for in observance of the contracted daily generation schedule. For the operation according to the preset schedule, first of all, it is necessary to study the potential possibilities of the generation sources regarding the coverage of the load curve.On the base of the statistic generation data, if the power plant operates, or on the base of the forecast data of energy generation if the power plant is not put into operation, the output information for the determination of the reserve power which must be maintained to provide the balance reliability of DEG or determination of the storage capacity, can be obtained.The problem of determining the optimal capacity of the drive is complicated by the fact that, first, when solving it, it is necessary to take into account not only its life cycle but the number of charge / discharge cycles; third, to control the depth of discharge parameter. To date, the further increase of renewable energy sources is impossible without the use of balancing tools, and since the specificity of generating renewable energy sources is dispersed throughout the territory of Ukraine, so the storage also needs to be installed directly near the imbalance sources. However, as of today, the cost of the drive is quite high, so it would be advisable to calculate its technical and economic characteristics for a group of stations in one region, or connected to a single substation. This approach will reduce the losses in the electricity grids and improve the quality of electricity.In the given research new solution of the actual scientific-applied problem, aimed at the improvement of energy supply reliability can be obtained, this solution is based on the transmission of the supply from the source with the ensnared generation curve on the buses of the photovoltaic power plant and determination of the storage unit capacity for the photovoltaic power plant in the conditions of the introduction of new energy market.

Дисертація на здобуття вченого ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.14.08 - «Перетворювання відновлюваних видів енергії» Вінницький національний технічний університет, Інститут відновлюваної енергетики НАН України, Київ, 2021.Дисертація присвячена вирішенню питань розроблення й удосконалення моделей і методів підвищення енергоефективності ВДЕ, зокрема, розробляються науково-технічні засоби підвищення енергоефективності фотоелектричних модулів за рахунок визначення їх залишкового ресурсу засобами нейро-нечіткого моделювання, а також, нормативно-регулювальні засади підвищення енергоефективності ВДЕ шляхом оптимізації витрат, та оцінки їх чутливості, на резервування потужності та електроенергії для балансування, а саме компенсацію нерівномірності графіків генерування вітровими (ВЕС) і фотоелектричними станціями (ФЕС), методом критеріального програмування.Тому, сформовано особливості функціонування ВДЕ в Україні та у світі і їх вплив на ЕЕС в сучасних умовах, а також виділено основні негативні ознаки електричних мереж, що зменшують ефективність ВДЕ, зокрема проблеми балансування в електроенергетичних системах, які спричинені недостатнім обсягом маневреної потужності в ОЕС України. А також, обґрунтовано шляхи врахування типу джерел живлення, рівня напруги, графіку споживання, нерівномірності графіку генерування, що дасть змогу досягти максимальних результатів при коригуванні енергетичної стратегії та розвитку відновлюваної енергетики конкретного регіону. Показано, що нормальний стан електричних мереж енергосистеми є важливою умовою для реалізації ефективного використання ВДЕ. Розроблено метод визначення множини впливних метеорологічних факторів на обсяг генерування електроенергії ВДЕ з нерівномірним графіком генерування в залежності від місця їх локації, що дозволило сформувати вибірку найінформативніших метеорологічних факторів для прогнозування їх генерування на наступну добу за погодинним графіком та планування їх експлуатації з метою підвищення енергоефективності ВДЕ.Запропоновано метод оцінювання технічного стану фотоелектричного модуля ФЕС з використанням нейро-нечіткого моделювання та експертної оцінки фахівців, що, на відміну від існуючих методів, створює умови для більш точного визначення фактичного генерування ФЕС при участі їх в балансуванні режимів енергосистем і, як результат, зменшення штрафних санкцій та підвищення економічної ефективності. Розроблено метод оптимізації витрат на підвищення енергоефективності ВДЕ в балансі електроенергії енергетичної системи методом критеріального програмування, що дозволяє визначити співрозмірність витрат різних способів резервування електроенергії для компенсації нерівномірності графіків генерування ВДЕ та метод аналізу економічної стійкості витрат на забезпечення енергоефективності ВДЕ в балансі електроенергії енергетичної системи до змін потужності способів резервування електроенергії шляхом аналізу їх чутливості критеріальним методом, який дозволяє визначити вплив кожного зі способів резервування на витрати при неповноті вхідної інформації. Запропоновано метод комбінованого використання в системах енергопостачання відновлюваних джерел енергії різних видів, який полягає в оптимізації водне- та електропостачання для інтегрованої воднево-електричної енергетичної системи з урахуванням розподілу енергії між різними агрегаторами за критерієм мінімального значення вартості водню та електроенергії.Ключові слова: енергоефективність, відновлювані джерела енергії, нерівномірність графіку генерування, баланс електроенергії, хімічні накопичувачі, водневі установки, фотоелектричні станції, вітрові електричні станції, фотоелектричний модуль, технічний стан.^UDoctoral Thesis for obtained the Doctor of Technical Sciences degree in specialіty 05.14.08 – Transformation of renewable energy. Vinnytsia National Technical University, Institute of Renewable Energy of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2021.The Doctoral thesis is focused to the decision of tasks of development and perfection of models and methods of renewable energy sources (RES) efficiency increase, in particular, scientific and technical means of increase of energy efficiency of photovoltaic modules due to definition of their residual resource by means of neuro-fuzzy modeling, and also, normative-regulatory bases of, and assessments of their sensitivity to the reservation of power and electricity for balancing, namely the compensation of uneven generation schedules by wind (WPPs) and photovoltaic plants (PVPs), by the method of criterion programming.Therefore, the peculiarities of RES operation in Ukraine and in the world and their impact on the power system in modern conditions, as well as the main negative features of electrical networks that reduce the efficiency of RES, in particular the problem of balancing in power systems caused by insufficient maneuverability in power system of Ukraine. Also, the ways of taking into account the type of power sources, voltage level, consumption schedule, non-uniformity of generation schedule are substantiated, which will allow achieving maximum results in adjusting the energy strategy and development of RES in a particular region. It is shown that the normal state of electrical networks of the power system is an important condition for the implementation of efficient use of RES.A method for determining the set of influential meteorological factors on the amount of RES electricity generation with an uneven generation schedule depending on their location was developed, which allowed forming a sample of the most informative meteorological factors for forecasting their hourly schedule of generation on the next day.A method for assessing the technical condition of the photovoltaic module using neuro-fuzzy modeling and expert evaluation of specialists is proposed, which, unlike existing methods, creates conditions for more accurate determination of the actual generation of PVPs with their participation in balancing power systems and, as a result, reducing penalties. sanctions and increasing economic efficiency.A method for optimizing the cost of increasing the energy efficiency of RES in the electricity balance of the power system by the method of criterion programming, which allows determining the proportionality of costs of different methods of power back up to compensate for uneven schedules of RES generation and a method of analyzing the economic sustainability of energy efficiency costs. Methods of power reservations by analyzing their sensitivity by the criterion method, which allows determining the impact of each of the methods of reservation on the costs.A method of combined use of different types of renewable energy sources in energy supply systems is proposed, which consists in optimizing hydrogen and electricity supply for an integrated hydrogen-electric energy system taking into account energy distribution between different aggregators by the criterion of cost minimum value of hydrogen and electricity.A method for detecting faults of photovoltaic modules online has been developed, which in the development of the existing monitoring method is based on information collected by SCADA systems of photovoltaic installations and experience of operating personnel, taking into account the sensitivity of PVPs generation by criterion method and increase the efficiency of PVPs as a whole.The fault tree of the photovoltaic module was developed, which allowed identifying main events that require special attention and operating conditions that lead to the intensive development of these defects.The method of criterion programming has been improved for problems with the model of costs for compensation of non-uniformity of RES generation schedule with a degree of complexity greater than one, which allows to express some redundancy costs through others and compare their efficiency in relative units.Keywords: energy efficiency, renewable energy sources, non-uniformity of generation schedule, electricity balance, chemical storage, hydrogen installations, photovoltaic stations, wind power plants, photovoltaic module, technical condition.

У дисертаційній роботі вирішується задачі з розробки нових та удосконалення існуючих математичних моделей і методів діагностування технічного стану комутаційного обладнання енергосистем, моделювання підсистем електроенергетичних систем (ЕЕС) для оцінки режимної надійності при каскадному характері відмов в умовах невизначеності вихідної інформації. У першому розділі проаналізовано умови функціонування, особливості і стратегічні цілі сучасного етапу реформування вітчизняної електроенергетики, розглянуті проблеми і перспективи розвитку електромережевого комплексу України. Визначено, що наразі існує стійка тенденція до підвищення аварійності та важкості наслідків аварій, спричинених в першу чергу відмовами силового і комутаційного обладнання. Встановлено, що на відмови високовольтних вимикачів припадає значна частка ініціюючих подій. На основі аналізу існуючих методів і моделей оцінки технічного стану вимикачів визначено, що найбільш ефективним підходом щодо моделювання технічного стану є такий, що ґрунтується на інтелектуальному аналізі даних. Дослідження існуючих підходів і методів аналізу надійності функціонування об’єктів енергетичної галузі показав, що найбільш ефективним підходом до визначення кількісних показників режимної надійності ЕЕС є підходи, які ґрунтуються на використання методів теорії ризику. У другому розділі представлена характеристика режимів порушення нормального режиму в підсистемі ЕЕС при відмовах окремих елементів. Встановлено головні фактори, наявність яких призводить до збільшення кількості аварійних ситуацій в ЕЕС. Обґрунтована необхідність розробки моделей оцінки технічного стану, ресурсу та ймовірності відмови електрообладнання в задачах аналізу режимної надійності. Визначено і обґрунтовано метод щодо побудови комплексної математичної моделі оцінки технічного стану високовольтних вимикачів. Розроблена ієрархічна структурна схема нечіткого логічного висновку отримання агрегованої оцінки технічного стану елегазового вимикача. Для визначення пріоритету виведення з експлуатації комутаційного обладнання за результатами оцінки технічного стану запропоновано методи багатокритеріального вибору альтернатив. Обґрунтовано доцільність і ефективність застосування методу ймовірнісно-статистичного моделювання для визначення ризику порушення нормального режиму в підсистемах ЕЕС при виведенні з експлуатації високовольтних вимикачів. У третьому розділі запропоновано комплексні лінгвістичні математичні моделі елегазового вимикача для визначення ресурсу працездатності та ймовірності відмови, які ґрунтуються на використанні інформації щодо параметрів технічного стану, отриманих в режимі Online або в режимах Online та Offline. Для поєднання результатів різних методів вимірювання в режимах Online та Offline моніторингу вимикача для правильної оцінки технічного стану пропонується використовувати нечітку логіку. Вирішення завдання комплексної оцінки технічного стану передбачає створення нечітких експертних підсистем для основних функціональних вузлів. Центральним елементом є база правил та механізм нечіткого висновку. Запропоновані лінгвістичні математична моделі високовольтних вимикачів дозволяють визначити ймовірності відмови, оцінювати ризик порушення нормального режиму та визначати показники режимної надійності ЕЕС. Для окремих типів високовольтних вимикачів для яких можливо сформувати функції розподілу ймовірності відмови за статистичними даними по відмовам з урахуванням індивідуальних характеристик запропоновано метод визначення ймовірності відмови на інтервалі спостереження. У четвертому розділі розглянуто методи і математичні моделі для аналізу ризику в підсистемі ЕЕС в умовах каскадного розвитку аварії. На основі поглибленого аналізу причин виникнення ланцюгів подій, які визначальним чином впливають на виникнення і розвиток аварійної ситуації виявлено основні механізми розвитку великих системних аварій та побудована узагальнена схема розвитку аварії в ЕЕС. З урахуванням ймовірнісного характеру відмов основного силового і комутаційного обладнання, а також помилок диспетчерського і оперативного персоналу визначено вимого до математичних моделей оцінки режимної надійності ЕЕС при каскадному сценарії розвитку аварії. Враховуючи значний рівень невизначеності інформації щодо ймовірності станів та ступеню важкості наслідків в процесі розвитку каскадної аварії розроблена комплексна нечітка модель оцінки ризику розвитку каскадних відмов в підсистемі ЕЕС. У п’ятому розділі вирішується задача моделювання і дослідження режимної надійності підсистем ЕЕС при відмовах і виведенні з експлуатації комутаційного обладнання і каскадному розвитку відмов. Досліджено декілька типів моделей визначення ресурсу та ймовірності відмови вимикачів. Проведено розрахунок та аналіз результатів прийняття оптимального рішення щодо виведення з експлуатації вимикачів за критеріями на основі методу оптимізації Парето та ймовірнісно-статистичного моделювання для оцінки ризику виникнення аварійної ситуації в ЕЕС методом Монте-Карло.^UThe PhD thesis solves the problems of developing new and improving existing mathematical models and methods for diagnosing the technical condition (determining the service life) of switching equipment of power systems, modeling subsystems of electric power systems (EPS) to assess the operational reliability in case of cascading failures under conditions of uncertainty of the initial information.