Із застосуванням об'єктно-орієнтованого методу аналізу електромашиновентильних систем розроблено математичні та комп'ютерні моделі для аналізу процесів у генераторних блоках зі статистичними системами збудження (СЗ). Зроблено висновки щодо використання у СЗ автоматичних регуляторів збудження (АРЗ) підпорядкованого типу як альтернативи традиційним АРЗ сильної дії, а також щодо взаємних впливів електромагнітних процесів в електромережі, СЗ й електромагнітних і електромеханічних процесів у генераторі. Зазначено, що особливістю проведеного аналізу є комплексне врахування нелінійності електричних машин, дискретності вентилів перетворювачів, а також взаємних впливів між СЗ, генератором і електромережею. Із застосуванням даних моделей реального часу розроблено засоби та процедуру для проведення діагностування фізичних статичних СЗ перед їх введенням в експлуатацію та під час профілактики.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано шляхи вирішення науково-технічної проблеми оптимізації режмів електросталеплавлення в дугових сталеплавильних печах трифазного струму з метою підвищення електроенергетичної й електротехнологічної ефективності процесу сталеплавлення та забезпечення електромагнітної сумісності режимів печі та електромережі. Розроблено ієрархічну структуру координатно-параметричного керування та багатоконтурні локальні підсистеми швидкодійного регулювання режимних координат електротехнологічного комплексу. Створено нові та удосконалено існуючі методики синтезу оптимального керування режимами на основі узагальненого функціонала мети керування, що комплексно враховує багатофакторність часткових критеріїв оптимальності режимів дугової печі й електромережі. Розроблено математичні та цифрові моделі повної системи живлення та багатоконтурних систем регулювання режимних координат комплексу, а також універсальні аналітичні методики для дослідження ефективності запропонованих рішень. На підставі вивчення результатів комп'ютерного стимулювання та експериментального дослідження режимів на діючих печах, встановлено, що їх впровадження сприяє підвищенню продуктивності печі та зниженню питомих витрат електроенергії, а також підвищенню динамічної точності стабілізації струмів та потужності дуг, реактивної потужності печі та зниженню дози флікеру напруги електромережі, а також поліпшенню інших показників комплексу.

  Скачати повний текст

Розроблено організаційні заходи та технічні засоби щодо зниження пожежної небезпеки елементів електричних мереж у житловому секторі. Для виконання розрахунків стаціонарних і динамічних електротеплових процесів у внутрішніх електричних мережах запропоновано математичну модель на основі балансу енергії, яка дозволяє визначити температуру нагрівання елементів електричних мереж за різних режимів їх експлуатації. Розроблено нові технічні рішення, використання яких сприяє зниженню пожежної небезпеки електричних мереж у житловому секторі за рахунок обмеження місць локального перегрівання електромереж.

  Скачати повний текст

Досліджено ступінь впливу кліматичних та аварійних навантажень на експлуатаційну надійність баштових споруд повітряних ліній електропередачі та вітроенергетичних установок з урахуванням їх конструктивних особливостей та умов роботи. Розроблено методику побудови тривимірних карт райнування території та графіків розподілу кліматичних навантажень за профілем траси повітряної лінії. На підставі проведених експериментальних і теоретичних досліджень напружено-деформованого стану конструкцій баштових опор електичних мереж обгрунтовано необхідність урахування динамічного характеру навантажень, пов'язаних із дією вітра й обривами проводів і тросів, під час проектування та експлуатації зазначених конструкцій. Запропоновано конструктивні пропозиції щодо підвищення експлуатаційної можливості електромережевих конструкцій, заснованих на принципах стабілізації та координації міцності, що дозволяє знизити динамічні імпульси на баштові опори електричних мереж.

  Скачати повний текст

Удосконалено процес розв'язування взаємозв'язаних задач вибору оптимальних перерізів ліній та координат розміщення джерела живлення (ДЖ) повітряних та кабельних радіальних та радіально-магістральних розподільних мереж. Розроблено математичні та комп'ютерні моделі даних задач для їх розв'язування у середовищі електронного процесора Excel, в який інтегровано запропонований метод розв'язання задачі центрування мережі з урахуванням обмежень на координати ДЖ у вигляді опуклих багатокутників для неевклідової метрики мережі. Визначено умови оптимального розв'язування даних задач в аспекті системного підходу. Наведено нову формалізацію задачі прийняття оптимальних рішень, на підставі якої теоретично обгрунтовано існування таких розв'язків задачі вибору оптимальних перерізів ліній електромережі, оптимальність яких неможлива за будь-яких значень параметрів задачі. Визначено клас задач оптимізації, до якого віднесено задачу вибору оптимальних перерізів ліній, визначено умови існування даних розв'язків.

  Скачати повний текст

Запропоновано нові методи, а саме: оцінювання просторової репрезентативності інформаційного покриття території регіону з використанням джерел довгострокових даних стосовно характеристик вітру; математичного моделювання характеристики потужності вітрової енергетичної установки (ВЕУ) з системою управління потужністю комбінованого (пасивно-активного) типу; уточненого розрахунку виробітку електроенергії ВЕУ за даними первісної реєстрації швидкості вітру на метеостанціях; оцінювання точності даного розрахунку за даними щодо швидкості вітру, агрегованими відповідно до методики Всесвітньої метеорологічної організації; оцінювання виробітку електроенергії ВЕУ за умов часткового затінення давачів швидкості вітру на метеостанції. Розроблені методи та моделі застосовано для рішення даної проблеми для Криму. Одержано відповідні карти довгострокового прогнозу вітрового енергетичного потенціалу Криму з урахуванням ступеня інформаційного покриття його території джерелами даних довгострокових спостережень характеристик вітру. Розроблено прогноз розвитку вітроенергетики Криму з урахуванням вітрового енергетичного потенціалу його територій і перспектив розвитку електромережевої системи півострова.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена розробці моделей і методів взаємодії кінцевого користувача з комп'ютерною системою, що забезпечують підвищення ефективності функціонування інтерфейсів. Досліджені моделі взаємодії користувача та ЕОМ, модель взаємодії кінцевого користувача на основі набору характеристик. Розроблена концепція адаптивного інтерфейсу, в основу побудови якого покладена модель користувача. Досліджені та розроблені математичні та лінгвістичні засоби підтримки адаптивного інтерфейсу. Представлено адаптивний інтерфейс автоматизованого робочого місця диспетчера системи електромереж.

  Скачати повний текст

Вперше на основі досліджень сплесків - провалів напруги за зміни навантажень автономної електромережі - розроблено метод прогнозування та обліку таких змін. Розроблено уточнену динамічну модель газового двигуна, яка враховує вплив турбокомпресора, нелінійні властивості та реальні параметри системи паливоподачі та, за рахунок цього, дозволяє пояснити причини виникнення й усунути низькочастотні коливання обертів двигуна за скидання навантажень. Обгрунтовано та розроблено спрощену динамічну модель синхронного генератора для дослідження сплесків - провалів напруги мережі живлення за різко змінних навантажень, що дозволило вирішити завдання оптимізації параматрів регуляторів системи збудження. Вперше розв'язано задачу оптимізації параметрів регуляторів газового двигуна та системи збудження синхронного генератора щодо мінімізації часу перехідного процесу та встановлено залежності коефіцієнтів регуляторів від навантаження. Розроблено нові програмні засоби для автоматичного налаштування оптимальних параметрів регуляторів та їх реалізації в адаптивному та нечіткому регуляторах з метою ефективного підвищення стабільності обертів газового двигуна та напруги у судовій електромережі.

  Скачати повний текст

Проаналізовано методи оцінки надійності та безпеки електромережевих конструкцій на всіх етапах життєвого циклу. Обгрунтовано можливість розрахункової оцінки показників безпеки на базі аналітичного апарату теорії нечітких множин, що дає змогу враховувати інформацію якісного характеру про оцінку технічного стану у формалізованих процедурах аналізу ризику. Встановлено граничні значення конструктивних ризиків 1,462 - 1,8 для різних за рівнем економічного та соціального збитку електромережевих об'єктів. Наведено результати експериментальної перевірки розробленої методики, виконаної під час випробування опор повітряних ліній електропередачі (ПЛ) на Полігоні випробувань опор ліній і баштових споруд ДонДАБА. Розроблено методику визначення залишкового ресурсу електромережевих конструкцій за умов встановлених показників ризику. Наведено алгоритмічний опис задачі визначення коефіцієнтів до страхових тарифів, що забезпечує реальне співвідношення "ризик - витрати на безпеку".

  Скачати повний текст

Розглянуто питання підвищення ефективності експлуатації синхронних двигунів компресорних станцій локомотивних і вагонних депо залізничного транспорту. Проведено теоретичне обгрунтування основних принципів побудови методів регулювання синхронних приводів компресорів і засобів оптимізації режимів їх роботи, що здатні у реальному масштабі часу адаптуватися до змін у навантаженні, а також до поточної ситуації в живильній електромережі. Удосконалено методи оцінювання похибки реалізації та збіжності ітеративних алгоритмів регулювання. Досліджено динаміку процесу регулювання на комп'ютерній мережі та підтверджено стійкість і високу швидкість збіжності регулятора. Розроблено математичні моделі регульованих синхронних приводів і здійснено їх реалізацію у вигляді регуляторів процесу збудження двигунів. Зазначено, що впровадження нових моделей дозволило підвищити ефективність експлуатації регуляторів процесу збудження двигунів на 8 - 12 %.

  Скачати повний текст

Удосконалено нормативну базу існуючих методів оцінки показників якості ділянок електромереж низької напруги, які впливають на рівень пожежної безпеки під час експлуатації. Запропоновано розв'язання наукової задачі забезпечення адекватності методик оцінки стану пожежної безпеки електромереж низької напруги залежно від рівня їх якості та практичного впровадження методу контролю показників якості для зниження ризику виникнення пожежі та загибелі людей. Теоретично обгрунтовано й експериментально підтверджено вплив факторів, умов і критеріїв експлуатації електромереж низької напруги на рівень безпеки й якості в цілому. Удосконалено метод вимірювання опору та метод випробування кабелів і проводів у складі електричної мережі, застосування яких дозволяє збільшити ефективніть виявлення пожежонебезпечних ділянок мережі та виробів. Розроблено алгоритм визначення місць зростання перехідних опорів контактних з'єднань, з використанням якого удосконалено метод випробувань ділянок електромереж низької напруги під час експлуатації. Створено універсальний точний аналізатор опору двопровідних електричних мереж з можливістю легкої видозміни його структури для реалізації необхідних функціональних і сервісних властивостей шляхом включення до її складу відповідних вузлів.

  Скачати повний текст

Створено комплекс структурних моделей електромереж з трансформаторами напруги (ТН) різних типів, що дало змогу адекватно відтворити наявні ферорезонансні процеси, що відбуваються у таких мережах і встановити причини пошкоджень ТН, зокрема нового типу НАМИ-35. Розроблено принципи побудови нового покоління трифазних ТН з ділянками напруги 35 кВ, що дало змогу уникати пошкоджень за будь-яких нестаціонарних режимів. Запропоновано новий підхід до формування сигналів для мікропроцесорного вимірного пристрою трифазного трансформатора напруги з дільником напруги, що дозволило відтворювати координати режиму мережі в реальному часі з необхідною точністю.

  Скачати повний текст

Роботу присвячено розв'язанню задачі зменшення втрат та підвищення якості напруги у електричних мережах, шляхом розроблення методів та засобів оптимізації потоків реактивної потужності на основі принципу Гамільтона-Остроградського. Розроблено математичну модель критерію оптимальності, методи оптимізації розміщення засобів компенсації реактивної потужності в електричних мережах, а також засоби оптимального керування компенсувальними установками для таких мереж. Зокрема, запропоновано новий метод оцінювання обґрунтованої ефективності компенсації реактивної потужності в електричних мережах. Розвинуто метод оптимізації перетікань електроенергії на основі принципу найменшої дії, що проявляється у врахуванні капітальних та експлуатаційних витрат на джерела реактивної потужності (ДРП) у моделі «ідеального» режиму електричної мережі. Вдосконалено метод врахування обмежень на відхилення напруги в електричних мережах під час оптимізації розміщення ДРП. Їх реалізація дозволяє підвищити ефективність сумісного використання ДРП в електричних мережах енергопостачальних компаній та активних споживачів.^UThe work is devoted to the task of reducing losses and improving the quality of voltage in electric grids, by developing methods and means for optimizing of the reactive power flows, based on the Hamilton-Ostrogradsky principle. The mathematical model of optimality criterion for the given problem, methods of optimization of the reactive power сompensation facilities placement in power grids, means of optimal control of compensating installations for such networks is developed. In particular, a new method for estimating the guaranteed efficiency of reactive power compensation in electric networks is proposed. The method of optimization of electric power flows has been developed. For this purpose, the capital and operating costs of the sources of reactive power (SRP) were taken into account in the model of the electric network's "ideal" mode. The method for taking into account the voltage constraints in electrical networks during optimization of the location of the SRP is improved. Their implementation allows to increase the efficiency of thejoint use of SRP in the electric grids of the power supply companies and the active consumers.

Дисертацію присвячено розв'язанню актуальної задачі математичного моделювання і статистичного оцінювання характеристик режиму електроспоживання організацій для забезпечення штатного режиму споживання електроенергії в топології мережі організації. Забезпечення штатного режиму процесу електроспоживання організації запропоновано розглядати як сукупність двох взаємопов'язаних задач: задачі контролю якості електроенергії на вході електромережі організації та задачі контролю величини електроспоживання топологією електромережі організації.Запропоновано загальну модель процесу електроспоживання організації у вигляді багатокомпонентного випадкового процесу з моментами розладу на поточних і тривалих інтервалах часу. Отримав подальший розвиток метод створення моделей процесу електроспоживання організації на основі даних вимірювань з використанням сучасних методів декомпозиції і виявлення моментів розладу динаміки часових рядів.Запропоновано стохастичну модель електричної напруги електропостачання з динамікою спотворень в часі амплітуди і частоти, яка дає можливість врахувати всі можливі варіанти погіршення якості електроенергії. Запропоновано варіант апаратно-програмного комплексу для моніторингу штатного режиму процесу електроспоживання організації.^UThe thesis is devoted to solving the topical problem of mathematical modelling and statistical estimation of characteristics of electric power consumption of organizations in order to provide a regular mode of electric power consumption in the topology of the organization's network. The maintenance of the regular mode of the organization's electric power consumption process is proposed as a set of two interconnected tasks: the tasks of control the quality of electricity at the input of the power grid of the organization and the tasks of control the amount of electric power consumption by the topology of the organization's network.A general model of the organization's electric power consumption process is proposed in the form of multicomponent random process with change points on current and long time intervals of observation. The method for creating models of the organization's electric power consumption process based on measurement data using modern methods of decomposition and detecting time series change points has been further developed.A stochastic model of electric voltage supply with dynamics of distortion in time of amplitude and frequency is offered which allows taking into account all possible variants of deterioration of electric power quality. The variant of the hardware-software complex for the monitoring of the regular mode of the process of electric power consumption of the organization is offered.

Дисертаційна робота є науково-прикладним дослідженням задачі з удосконалення методу оцінювання теплового навантаження силових розподільчих трансформаторів (СРТ) у електромережах, які експлуатуються в умовах змінних навантажень або віялових відключень, та розробці приладу щодо тестування ефективності використання СРТ у реальному часі.Вирішено задачу із розрахунку часових залежностей температури елементів активної частини СРТ - обмоток, магнітної системи і трансформаторного масла у системі охолодження при змінному навантаженні, на підставі яких запропоновано метод розрахунку коефіцієнта припустимого перевантаження за потужністю (струмом) та часу утримання у стані підвищеного навантаження. Доведено, що збільшення сталої часу нагріву конструктивних елементів, через застосування сучасних електротехнічних матеріалів у СРТ, є необхідною умовою при виготовлені трансформаторів для розподільчих мереж. Розроблено прилад тестування швидкості руху і масової витрати трансформаторного масла або іншої (інноваційної) охолоджуючої речовини у системі охолодження та моніторингу ефективності використання трансформатора за показником теплового навантаження.Безперервність контролю підвищує надійність і термін справної роботи трансформатора.Величина показника теплового навантаження, метод його використання у системі моніторингу і керування трансформатором дозволяє обґрунтовано навантажувати трансформатори у розподільних мережах, точніше встановлювати терміни проведення регламентних робіт з обслуговування та може бути корисним при розробці системи SMARTGRID.^UThe thesis is devoted to the improvement of the method for estimating the heat load of a power distribution transformer (PDT), which is operated under variable load conditions and the development of a device for testing the efficiency of PDT use in real time by the heat load index.The task of calculating the temperature temporal dependences of the elements of the active part of the PDT - windings, of the magnetic system and of the transformer oil in the cooling system with a variable load on the basis of which the method of calculating the coefficient of permissible overload by the power (current) and the time of maintenance in the state of increased load is proposed.It is proved that the increase of the constant heating time of structural elements, due to the use of modern electrical materials in PDT, is a prerequisite for the manufacture of transformers for distribution networks.A device for testing the speed and mass flow rate of transformer oil oro ther (innovative) coolant in the cooling system and monitoring the efficiency of the transformer using a thermal load indicator has been developed.Continuity of control increases the reliability and life of the transformer.The value of the thermal load index, the method of its use in the system of monitoring and control of the transformer allows to justifiably load the transformers in the distribution networks, more precisely to set the terms of conducting scheduled maintenance works and may be useful in developing the SMART GRID system.

Дисертацію присвячено розробці методів та спецпроцесорів розпізнавання накидів та коротких замикань у високовольтних електромережах та підвищенню ефективності їх релейного захисту. Проведено дослідження характеристик ідентифікації збурень у високовольтних електромережах. Досліджені функції та інформаційні характеристики існуючих комп'ютеризованих систем моніторингу режимних параметрів та станів обладнання високовольтних електричних підстанцій. Вперше розроблені двополярна та однополярна моделі накиду та короткого замикання у вигляді решітчастих функцій цифрових відліків фазних струмів. Показано, що однополярна модульна дискретна модель накиду дозволяє у 2 рази підвищити швидкодію ідентифікації типу збурення на інтервалі одного періоду промислової частоти. Удосконалено метод рандомізованого опрацювання гармонічних сигналів шляхом застосування розширеної M-послідовності, що дозволило у 2 рази підвищити порогове значення центрального пелюстка функції автокореляції та покращити інформативність діагностування збурень у високовольтних електромережах. Удосконалена структура базаторозрядного регістра зсуву компонента цифрового корелятора шляхом застосування міжбазисних перетворень унітарного коду та коду базису Радемахера, що дозволило у 15 разів зменшити його апаратну складність без втрати швидкодії, вдосконалена структура інтегруючого квадратора пристрою релейного захисту. Розроблені мікроелектронні компоненти пристрою релейного захисту реалізовані на ПЛІС, які у порівнянні з відомими, дозволили зменшити у 18 разів апаратну складність та, при застосуванні k-розрядного АЦП для кодування фазних струмів, підвищити швидкодію.^UThe dissertation is devoted to the development of methods and special processors for the recognition of charges and short circuits in high voltage electric networks and to increase the efficiency of their relay protection. The research of characteristics of perturbation identification in high voltage electric networks is carried out. The functions and information characteristics of existing computerized monitoring systems of the regime parameters and equipment state of high-voltage electrical substations are investigated. For the first time, bipolar and unipolar models of overturning and short-circuit in the form of lattice functions of digital counts of phase currents have been developed. It isshown that the unipolar modular discrete model of the projection can increase the speed of identification of the type of perturbation in the interval of one period of industrial frequency in 2 times. The method of randomized processing of harmonic signals was improved by the use of an expanded M-sequence, which allowed to increase the threshold value of the central lobe autocorrelation function in 2 times and to improve the informativeness of the diagnostics of perturbations in high-voltage power grids. An improved structure of the base-digit shift register of the component of the digital correlator through the application of inter-baseline transformations of the unitary code and the code of the basis of Rademacher, which allowed to reduce its hardware complexity by 15 times without loss of speed, and the structure of the integrating quadrant of the relay protection device is improved. The developed microelectronic components of the relay protection devices are implemented on the FPGA, which, in comparison with the known ones, allowed to reduce the hardware complexity by 18 times and, with the use of a k-bit ADC for phase currents, increase the speed.

Важливим аспектом аналізу енергоефективності розподільних електромереж є формування поелементної структури втрат електроенергії з прив'язкою до періоду часу експлуатації елементів мережі, а також визначення локальних осередків з найбільшим впливом на сумарні втрати електроенергії. Оцінити економічно обґрунтований рівень комерційних втрат можливо лишевизначивши їх із структури балансу електроенергії. Від зменшення втрат залежить підвищення прибутку енергопостачальних компаній, що підтверджує актуальність та перспективність досліджень у даному напрямку. У розподільних електричних мережах основним джерелом вимірювань є автоматизовані системи комерційного обліку електроенергії (АСКОЕ). Однак на сьогодні застосування АСКОЕ у розподільних мережах є обмеженим, а наявна інформація не дає змоги забезпечити спостережність мереж і визначити складові втрат у структурі балансу електроенергії з достатньою точністю. Ефективним заходом щодо забезпечення спостережності розподільних ЕМ є інтегрування до АСКОЕ інтелектуальних приладів обліку з можливістю зберігання і передавання даних на основі технології Smart Metering. Виходячи з цього в роботі отримано нове вирішення актуальної науково-прикладної задачі підвищення достовірності результатів аналізу втрат електроенергії в розподільних мережах шляхом вдосконалення методів та засобів забезпечення спостережності мереж з використанням пристроїв Smart Metering та типових графіків навантаження.Ключові слова: розподільні електричні мережі, оцінка стану, спостережність, втрати електроенергії, типовий графік навантаження, типовий графік генерування, типовий графік втрат електроенергії.^UThe task of calculating and analyzing technical losses of electricity in electrical networks and structuring them in different planes objectively differs from many calculation and analytical problems. After all, this provides a basis for planning measures for energy efficiency of energy supply companies. An important aspect of structuring electricity losses is the formation of element-by-element structure of electricity losses tied to the period of operation of network elements, as well as analysis to determine the local cells with the greatest impact on total electricity losses. It is possible to estimate the economically justified level of commercial losses only by determining them from the structure of the electricity balance. The increase in the commercial component depends on the increase in profits of energy supply companies, ie this area is quite relevant and promising in terms of development and implementation of software, in particular, using databases and information systems.In the distribution electrical networks, the main source of measurements are automated systems of commercial electricity metering (ASCEM). ASCEM systems are designed to provide reliable and timely information on the accounting of electricity on the basis of which financial calculations are made between market participants. However, today the use of ASCEM in distribution networks is limited, and the available information does not allow to ensure the observation of distribution electricity networks and, as a consequence, to determine the components of electricity losses in the structure of the electricity balance with sufficient accuracy.The most effective measure to ensure the monitoring of electrical distribution networks is the integration into ASCEM of smart meters with the ability to store and transmit data based on Smart Metering technology.Based on this, the paper obtains a new solution to the current scientific and applied problem of increasing the reliability of the results of energy efficiency analysis of electrical distribution networks by improving the methods and means of their information support.The following new results were obtained:1. Possibilities of increasing the observation of distribution electric networks with the use of Smart Metering devices, aggregated information of automated systems of commercial electricity metering and pseudo-measurements are systematized and investigated. The expediency of application of results of estimation of a condition of distributive electric networks in information systems for the analysis of energy efficiency of electric networks is shown.2. The method of inverse conversion of the fixed volumes of the consumed electric power into pseudo-measurement of schedules of electric loadings of consumers with use of typical schedules of loading (TSL) and generation of renewable energy sources, and also an estimation of a condition of electric networks is developed. It is shown that the use of data from electricity metering systems to supplement the vector of the state of electrical networks with information about power changes in unobserved nodes allows to increase the adequacy of modeling of 10 (6) kV distribution networks and the quality of electricity saving measures.Typical schedules of renewable energy generation (TSG), obtained on the basis of typical data sets for the meteorological year, are used to determine the operating parameters and electricity losses in electrical networks. 3. The use of Smart Metering devices, aggregated information of automated systems of commercial electricity metering and pseudo-measurements allows to perform calculations for targeted determination of electricity losses and creates preconditions for their inclusion in the tariff for the final consumer. When calculating the retail tariff for electricity, different price indicators, the amount of subsidies and the volume of electricity purchases on the balancing market, etc. are taken into account. 4. Using the mathematical apparatus of sensitivity analysis and multicriteria analysis, the method of optimizing the location and sequence of implementation of Smart Metering electricity metering devices in 10 (6) kV distribution networks has been improved. It is shown that the use of the method helps to reduce capital investment and operating costs by considering the technical features of networks, as well as the sensitivity of the network mode parameters to the installation bus of Smart Metering. Key words: electrical distribution networks, state estimation, observation, electricity losses, typical load schedule, typical generation schedule, typical electricity loss schedule.

Дисертація присвячена вирішенню актуальної науково-прикладної проблеми розроблення теорії побудови веб-орієнтованих тренажерних систем оперативно-диспетчерського персоналу магістральних електромереж з урахуванням особливостей їх впровадження, масштабування та підтримки функціонування в умовах об'єднаної електроенергетичної системи України. Проведено дослідження та розробка комп'ютерного моделюючого комплексу розподіленої тренажерної системи шляхом вирішення великої кількості прикладних і тестових задач, які підтверджують їх адекватність. Розроблено ефективні методи розрахунку усталених режимів та довготривалих перехідних процесів для використання у веб-орієнтованих розподілених тренажерно-моделюючих системах підготовки персоналу великих енергосистем. Теоретичні результати з розроблення моделей та алгоритмів комп'ютерних систем розрахунку режимів роботи великих енергосистем були використані при розробці веб-орієнтованої тренажерної системи для персоналу підстанцій та енергосистем об'єднаної електроенергетичної системи України.^UThe dissertation is devoted to the decision of an actual scientific and applied problem of development of the theory of construction of web-oriented training systems of operative-dispatching personnel of main electric networks taking into account features of their introduction, scaling and support of functioning in the conditions of the united electric power system of Ukraine. Research and development of a computer modeling complex of a distributed training system by solving a large number of applied and test problems that confirm their adequacy. Effective methods for calculating steady-state modes and long-term transients for use in web-oriented distributed simulation training systems for large power systems have been developed. Theoretical results on the development of models and algorithms of computer systems for calculating the modes of operation of large power systems were used in the development of a web-based simulation system for substation personnel and power systems of the integrated power system of Ukraine.

Дисертаційна робота присвячена розробленню теоретико-методичних основ та обґрунтуванню практичних рекомендацій щодо удосконалення системи управління підприємством в умовах цифрової економіки на прикладі енергетичних підприємств. У роботі проведено дослідження теоретико-методичних основ удосконалення системи управління підприємством в умовах цифрової економіки. Охарактеризовано поняття та складові системи управління підприємством з метою дослідження впливу цифрової економіки на кожну її підсистему. Досліджено управління підприємством в умовах цифрової економіки з позицій системного підходу. Визначено сутнісний прояв основних ознак віднесення системи управління підприємством в умовах цифрової економіки до складних систем. Виділено прояв аспектних характеристик системи управління в умовах цифрової економіки через розгляд таких понять, як: субстанція, будова, функціонування, розвиток. Обґрунтовано роль та значення цифровізації у діяльності людини та організації в сучасних умовах. Підкреслено, що цифрові технології змінюють існуючі принципи, концепції та моделі управління підприємством, а їх впровадження є передумовою удосконалення системи управління підприємством, що вимагає поглибленого вивчення досвіду та розроблення заходів щодо імплементації технологій цифрової трансформації. Проведено порівняльну характеристику понять оцифрування, цифровізації та цифрової трансформації. Обґрунтовано сутність, види, етапи та необхідність цифрової трансформації з огляду на можливість вирішення існуючих проблем в діяльності підприємств та підвищення їх конкурентоспроможності. Для оцінки впливу цифрової економіки на діяльність енергетичних підприємств визначено тенденції розвитку енергетичної галузі в Україні і світі та виділено такі базові їх характеристики: зростання попиту на електроенергію, підвищення технологічних вимог та екологічних стандартів щодо функціонування енергетичних підприємств, прискорення темпів виробництва електроенергії з відновлюваних джерел енергії. На основі аналізування існуючих моделей оцінки цифрової зрілості та визначення їх недоліків розроблено авторську модель оцінки цифрової зрілості підприємства, яка передбачає оцінювання рівня зрілості за такими дескрипторами системи управління підприємством: стратегія, персонал, організаційна культура, технології, структура, маркетинг. На основі аналізу системи управління енергетичних підприємств в контексті цифрової трансформації, охарактеризовано перспективи розвитку енергетичної галузі в умовах цифрової економіки та виділено приклади застосування цифрових технологій в енергетиці. Здійснено моніторинг поточного стану та динаміки показників діяльності вітчизняних енергетичних підприємств» в умовах цифровізації їх діяльності, проаналізовано особливості функціонування АТ «Прикарпаттяобленерго», ПрАТ «Львівобленерго», ПрАТ «Київські регіональні електромережі» з метою отримання аналітичного підґрунтя для проведення оцінки цифрової зрілості досліджуваних підприємств. На основі застосування моделі оцінки цифрової зрілості підприємства з використанням положень теорії нечітких множин та інтервальних шкал здійснено розрахунок рівня цифрової зрілості досліджуваних підприємств шляхом визначення інтегрального рівня цифрової зрілості та рівня зрілості окремих її складових. Розвинуто концепцію удосконалення системи управління підприємством в умовах цифрової економіки, яка ґрунтується на положеннях загальної теорії систем та враховує об'єктивні нормативно-законодавчі та суб'єктивні потенційно-прогнозовані напрями та шляхи цифрових змін. На основі визначених концептуальних засад цифрової трансформації запропоновано модель удосконалення системи управління на енергетичних підприємствах в умовах цифрової економіки. Результатом стала побудова дорожньої карти, яка демонструє графічний план-сценарій розвитку підприємства, з урахуванням альтернативних шляхів і можливостей цифрової трансформації і створює налагоджену систему взаємодії між організаційними структурами підприємства та зовнішнім середовищем. З метою оцінки впливу цифрової трансформації на удосконалення системи управління підприємством визначено основні види ефектів від цифрових змін: виробничий, економічний, соціальний ефекти та узагальнено результати реалізації дорожньої карти цифрової трансформації.Підсумовано, що цифрова трансформація підприємства дозволяє отримати додаткові можливості та підвищити результати його діяльності, але вона повинна здійснюватися не фрагментарно, а враховувати системний підхід, бути органічно інтегрованою у систему управління підприємством і стимулювати її постійне удосконалення. Ключові слова: цифрова економіка, цифровізація, цифрова трансформація, система управління підприємством, цифрова зрілість, енергетичні підприємства, цифрова стратегія, цифрові технології, дорожня карта, удосконалення, концепція, модель.^UThe thesis paper considers the development of theoretical and methodological foundations and the objectives of practical recommendations for improving the enterprise management system in the digital economy exemplified by utility companies. The thesis paper studies the theoretical and methodological foundations for improving the enterprise management system in the digital economy. The terms and components of the enterprise management system are characterized to study the influence of the digital economy on each of its subsystems. Enterprise management in the digital economy has been studied from the point of view of a systems approach. The essential manifestation of the main features of attributing the enterprise management system in the digital economy to complex systems has been determined. The manifestation of the aspect characteristics of the control system in the digital economy through the consideration of concepts such as substance, structure, functioning, development was highlighted. The role and importance of digitalization in the activities of a person and organization in modern conditions have been justified. It is emphasized that digital technologies change the existing principles, models, concepts of enterprise management and their implementation is a prerequisite for improving the enterprise management system, requires an in-depth study of experience and the development of measures for the implementation of digital transformation technologies. A comparative characteristic of the concepts of digitization, digitalization, and digital transformation has been carried out. The essence, types, stages and, the need for digital transformation have been justified, taking into account the possibility of solving existing problems in the activities of enterprises and their increasing competitiveness. Tendencies in the development of the energy industry in Ukraine and the world have been identified to assess the impact of the digital economy on the activities of energy enterprises, and the following basic characteristics have been highlighted as an increase in demand for electricity, an increase in technical requirements and environmental standards for the operation of energy enterprises, an acceleration in the rate of production of electricity from renewable energy sources. Based on this, the author's model for assessing the digital maturity of an enterprise has been developed, which provides for assessing the level of maturity in such areas of the enterprise's activities. Based on the analysis of the management system of energy enterprises in the context of digital transformation, the prospects for the development of the energy industry in the digital economy are characterized and examples of the use of digital technologies in the energy sector. The monitoring of the current state and dynamics of performance indicators of domestic energy enterprises was carried out in the context of digitalization of their activities, the peculiarities of the functioning of Prykarpattyaoblenergo Ltd, Lvivoblenergo Private Joint-Stock Company, Kyiv Regional Electric Networks Private Joint-Stock Company were analyzed to obtain an analytical basis for assessing the digital maturity of the studied enterprises. Based on the application of the model for assessing the digital maturity of the enterprise using the provisions of the fuzzy-set theory and interval scales, the level of digital maturity of Prykarpattyaoblenergo Ltd, Lvivoblenergo Private Joint- Stock Company, Kyiv Regional Electric Networks Private Joint-Stock Company was measured, which made it possible to determine the integral level of digital maturity and the maturity of its components. The concept of improving the enterprise management system in the context of the development of the digital economy, based on objective regulatory and legislative, and subjective, potentially predictable directions and paths of digital changes. Based on the certain conceptual foundations of digital transformation, a model for improving the management system at energy enterprises in the digital economy is proposed. As a result, a road map was built, which gives a graphical plan-scenario for the development of the enterprise, taking into account alternative ways and possibilities of digital transformation, and creates a well-functioning system of interaction between the organizational structures of the enterprise and the external environment. It was summarized that the digital transformation of an enterprise allows you to get additional opportunities and increase activity results, and it should not be carried out in fragments, but take into account a systematic approach, be organically integrated into the enterprise management system, and stimulate its continuous improvement. Keywords: digital economy, digitalization, digital transformation, enterprise management system, digital maturity, utility companies, digital strategy, digital technology, road map, improvements, strategy

Дисертаційна робота присвячена вирішенню важливого та актуального наукового завдання – оптимізації масогабаритних параметрів перетворювача у складі систем електричного живлення на основі фотоелектричних перетворювачів (ФЕП), а саме імпульсного інвертора у складі автономних стаціонарних систем живлення шляхом огляду, аналізу, порівняння, розрахунків, обґрунтування вибору та впровадження комплексу науково-практичних технічних і програмних методів та засобів. Частка джерел відновлюваної енергетики в загальносвітовій генерації зростає протягом останніх десятиліть. Системи на основі фотоелектричних перетворювачів (ФЕП) забезпечують відносно невисокий відсоток навіть серед інших джерел «зеленої» енергетики. Проте саме сонячна генерація демонструє сталий та динамічний ріст протягом останніх десятиліть. Такі системи наділені рядом суттєвих переваг, таких як: можливість розміщення будь-де без прив’язки до географічних умов, відсутність шкідливих викидів в процесі генерації енергії, відсутність рухомих частин, можливість монтажу на будь-які тверді горизонтальні чи нахилені поверхні, включаючи дахи житлових будинків, можливість роботи як на централізовану електромережу, так і в автономному режимі. Одним із ключових елементів системи сонячної енергетики окрім власне ФЕП є напівпровідниковий перетворювач, що забезпечує перетворення енергії постійного струму в звичний для побутових приладів змінний струм. Особливістю роботи перетворювача з ФЕП в якості джерела напруги є коливання вхідної напруги в широкому діапазоні при зміни зовнішніх умов. Вартість, габаритні розміри, маса, металоємність таких перетворювачів пропорційні їх максимальній потужності. В ході аналізу наявних комерційних рішень було визначено, що висока вартість та значні масогабаритні параметри подібних перетворювачів спричинені значною металоємністю пасивних елементів, стримують більш широке впровадження подібних систем. За результатами порівняльного аналізу та математичного моделювання ряду рішень було обрано як найбільш перспективну комбіновану топологію з високочастотною імпульсною частиною та низькочастотним ланцюжком розгортки. Функціонально запропонована імпульсна частина генерує струм що за формою відповідає модулю синусоїди, а ланцюжок розгортки забезпечує зміну знаку вихідної напруги. При цьому активні компоненти імпульсної частини працюють з високою частотою комутацію в десятки кілогерц, а ключі ланцюжка розгортки комутуються з частотою мережевої напруги. Такий розподіл дозволив оптимізувати параметри транзисторів відповідно до умов роботи в кожній з ланок, виходячи з очікуваного розподілу статичних та динамічних втрат, а також зменшити вартість компонентів ланцюжка розгортки. Було запропоновано замкнену систему керування перетворювачем з трирівневою широтно-імпульсною модуляцією (ШІМ). Система керування (СК) реалізує постійний моніторинг струму та напруги ФЕП та вихідного струму перетворювача що дозволяє ефективно підтримувати форму вихідного струму та напруги в широкому діапазоні зміни вхідної напруги. СК формує декілька груп сигналів керування для різних частин перетворювача: високочастотні ШІМ-сигнали з фазовими зсувами для керування паралельними ланками імпульсної частини та низькочастотні сигнали для керування ключами ланцюжка розгортки. Для порівняльного аналізу ефективності обраного підходу з чергуванням фаз та ланцюжком розгортки було розроблено математичну модель втрат в напівпровідникових елементах. Дана модель дозволяє оцінювати статичні та динамічні втрати в транзисторах з врахуванням кількості паралельних модулів, параметрів ключів, потужності перетворювача, вхідної напруги. Виходячи з отриманих за результатами математичного моделювання даних, оптимальним є застосування двох паралельних модулів. За умови застосування трьох модулів ККД та енергія в котушках індуктивності не зазнають суттєвих змін, за умови ускладнення системи керування та збільшення розмірів друкованої плати перетворювача. За результатами аналітичного огляду, математичного та імітаційного моделювання для подальшої практичної реалізації та натурних експериментів було обрано топологію з двома паралельними ланцюжками імпульсної ланки та ланцюжком розгортки. Розроблено та реалізовано експериментальний макет перетворювача потужністю 1 кВт що дозволяє оцінити ефективність запропонованої топології в діапазоні потужності від 160 Вт до 1 кВт. Максимальна експериментально досягнута ефективність в режимі підвищення напруги складає понад 96% при потужності понад 450 Вт, в режимі зниження напруги понад 97% за потужності понад 650 Вт. Експериментально отримані результати повністю підтверджують теоретично очікувані та отримані за результатами математичного моделювання.Розроблена математична модель є універсальним інструментом оцінки ефективності обраного підходу для перетворювачів даного класу та сфери застосування, що відкриває шлях для подальших досліджень та модифікації інверторів з широким діапазоном регулювання вхідної потужності та оптимізованими масогабаритними параметрами.^UThe dissertation is devoted to the solution of an important and relevant scientific task – photovoltaic (PV) converter mass and size parameters optimization. Specifically, the inverter as part of autonomous stationary power supply systems by means of review, analysis, comparison, calculations, justification of the choice and implementation of complex scientific and practical technical and software methods and tools.The expansion of renewable energy sources in a global generation has been growing over the past decades. Systems based on photovoltaic (PV) cells provide a relatively low percentage even among other sources of "green" energy. However, solar generation shows steady and dynamic growth over recent decades. Such systems are endowed with a number of significant advantages, such as placement possibility without reference to geographical conditions, the absence of harmful emissions in the process of energy generation, such systems don’t include any moving parts, installation possibility on any horizontal or inclined surface (including the roofs of residential buildings), the possibility of working both on the centralized power grid and in autonomous mode.One of the key elements of the solar energy system, in addition to the PV, is a semiconductor converter, which provides the conversion of direct current energy into alternating current, which is commonly used for household appliances. A feature of the operation of the converter with PV as a voltage source is the fluctuation of the input voltage in a wide range when external conditions change. The cost, overall dimensions, weight, and metal capacity of such converters are proportional to their maximum power. It was determined that the metal-intensive passive components contribute a large part of the high cost and the bulky size of such converters. Which, in turn, restrains the further expansion of this type of system.The most metal-intensive components of the converter are inductors and radiators. Their size and mass are proportional to the energy flowing or dissipated by these elements. As a result of the analysis, a number of approaches to reducing the mass and size parameters of the inductor coils by reducing the energy per coil were revealed. Inductor current reduction for the DC/DC stage of the converter can be achieved by parallel connection of several DC/DC cells. Such an approach based on current dividing was determined as the most promising. The switch control signals contain phase shifts which provide some time gap between the transistors opening in different cells. The results of comparative analysis and mathematical simulation indicate that the most promising topology includes a high-frequency DC/DC stage and low-frequency unfolding circuit. The proposed DC/DC stage generates a module of sinusoidal waveform and the unfolding circuit only reverses the direction of the output current. At the same time, the switches of the DC/DC stage work with a high switching frequency of 64 kHz, and the keys of the unfolding circuit are switched with the frequency of the mains voltage. Such functional division makes possible optimization of the transistor parameters according to the operating conditions in each converter stage, based on the expected allocation of static and dynamic losses, as well as to reduce the cost of unfolding circuit components.Due to the features of PV cells as a voltage source, the converter control system requires some flexible algorithm to operate with the dynamic illumination changes and partial shading of the PV panel. Modern control systems provide algorithms for monitoring the maximum power point (MPP) of the PV. Such an algorithm makes it possible to optimize the power extraction from the solar panel under the condition of partial shading by load adjusting. A modified algorithm for tracking the global maximum power point (GMPP) was proposed, which allows for increasing the speed of the system up to three times. The speed increase allows for minimizing energy losses during the reconfiguration of the optimal operating point of the system.A three-level pulse-width modulation (PWM) closed-loop converter control system was proposed. The control system (SC) implements constant monitoring of the current and voltage of the PV and the output current of the converter. These parameters monitoring allows to effective maintain the form of the output current and voltage in a wide range of the input voltage changes. The SC generates several groups of control signals for different parts of the converter: high-frequency PWM.