Приведены общие принципы развития мировой электроэнергетики, особенности функционирования ОЭС Украины, состояние и перспективы использования гидроэнергетических ресурсов в Украине, включая ГАЭС. Дана предварительная оценка общего неиспользованного перспективного гидроэнергетического потенциала средних и малых ГЭС, а также принципы организации работ по его использованию. Предложенная схема организации работ направлена на определение имеющегося неиспользованного экономически эффективного и экологически допустимого гидроэнергетического потенциала; планирование строительства средних и малых ГЭС в соответствии с планами социально-экономического развития областей на основе тендерных процедур; исключение стихийного строительства малых ГЭС со всеми отрицательными последствиями.

Разработан достаточно точный упрощенный инженерный метод расчета термического режима бетонных гравитационных плотин в эксплуатационный период. Метод предназначен для выполнения температурных расчетов на предварительных этапах проектирования высоких ответственных плотин, а также на окончательных этапах проектирования сравнительно небольших плотин. Проанализированы характерные особенности термического режима бетонных плотин в эксплуатационный период. Показано, что такой термический режим может рассматриваться как квазистационарный. Приведены общие положения температурных расчетов бетонных плотин в эксплуатационный период на основе решения нестационарных задач теплопроводности. Указаны граничные условия, которые должны соблюдаться на напорной и низовой грани плотины при решении этих задач. На основе анализа некоторых аналитических решений плоских и одномерных задач теплопроводности приняты основные предпосылки предлагаемого приближенного инженерного метода расчета. Учитывались результаты большого числа температурных расчетов бетонных гравитационных плотин, выполненных численными методами. Сформулированы основные положения приближенного инженерного метода расчета термического режима бетонной гравитационной плотины в эксплуатационный период. Приведен пример расчета температур в горизонтальном сечении бетонной гравитационной плотины в эксплуатационный период. В этом сечении построены эпюры температур для моментов времени, соответствующих экстремальным температурным полям отдельно для летнего и зимнего периодов. Выполнен анализ особенностей полученных эпюр температуры.

Представлено сучасні системи моніторингу температури кабельних ліній енергетичного призначення, що базуються на волоконно-оптичній технології. Це DTS (distributed temperature sensing) система розподіленого вимірювання температури по всій довжині кабелів і RTTR (real time thermal rating) система з елементами smart-моніторингу електромережі, у складі якої працюють кабельні лінії. Описано особливості аналізу даних температурних датчиків шляхом використання програмових засобів при моніторингу та управлінні роботою кабельних ліній. Визначено переваги сучасних волоконно-оптичних моніторингових систем для кабельних мереж - їх багатофункціональність (контроль температури, струму, деформації тощо), можливість різного інтегрування оптичного волокна (в структуру кабелів на етапі виробництва або зовні до їх поверхні під час експлуатації), проведення smart-моніторингу (виявлення резервів, контроль, управління роботою кабельних ліній), а також наявність провідних інструкцій, стандартних вимог та процедур щодо вимірювань та обробки даних моніторингу.

Виконано аналіз чинників виникнення геомагнітних бур та геомагнітних індукційних струмів, їх основних негативних впливів на роботу устаткування електроенергетичних систем. Виявлено характер впливу геомагнітних індукційних струмів на роботу електрообладнання, що містить електромагнітні системи, зокрема на силові трансформатори. Розглянуто існуючі заходи і засоби боротьби з геомагнітними індукційними струмами.

Розглянуто порядок оцінок стану гідротехнічних споруд (ГТС) та інших будівель і споруд, що діє в Україні. Показано існуючі протиріччя і невизначеності. Представлено можливі підходи до впровадження сучасного, більш чіткого і розвинутого порядку оцінок стану ГТС та рівня їх надійності і безпечності. Для реалізації методик оцінок технічного стану ГТС та рівня їх надійності і безпеки за всіма напрямками діагностичного контролю слід розробити відповідні критерії. Доцільно максимально впровадити автоматизовані технології в методики винесення оцінок стану ГТС.

Розроблено математичну модель електроенергетичного комплексу власних потреб гідроелектростанції в фазних координатах, орієнтовану на явні методи чисельного інтегрування системи диференціальних рівнянь та створено на її базі програму як засіб дослідження режимів роботи цього комплексу. Проведено дослідження електромагнітних і електромеханічних процесів та встановлено основні закономірності їх перебігу в режимах пуску та зупинки асинхронного двигуна як еквівалентного асинхронного навантаження та ввімкнення і вимкнення еквівалентного статичного навантаження гідрогенератора власних потреб гідроелектростанції на предмет впливу цих процесів на його роботу в динамічних режимах.

На основі воднобалансових складових та поступового їх врахування проведено дослідження зовнішнього водообміну в корисному об'ємі Дністровського водосховища з врахуванням водності року. Визначені коефіцієнти інтенсивності та показники зовнішнього водообміну по кожному місяцю року, місяці з максимальною та мінімальною інтенсивністю зовнішнього водообміну у часових одиницях та основний фактор впливу на нього - боковий приплив у водосховище. Проведено співставлення показників водообміну для повного водосховища та його корисного об'єму. Результати досліджень можуть бути корисними при розробці режимів експлуатації водосховища в умовах зміни клімату.

На основі досліджень рівнинних водосховищ малих ГЕС наведено основні підходи до розроблення правил їх експлуатації у частині виконання природоохоронних вимог. Заходи щодо мінімізації впливу водосховищ МГЕС мають розроблятися за такими напрямами: збалансоване водогосподарювання (перегляд об'ємів та режиму експлуатації водних ресурсів водосховищ з метою приведення їх до норм екологічно збалансованого водогосподарювання); дотримання водоохоронного режиму прибережних територій (реальне відведення водоохоронних зон (ВЗ) та прибережних захисних смуг (ПЗС); відновлення природної ландшафтної структури на порушених ділянках ВЗ та ПЗС); заходи щодо оптимізації ландшафтної структури водозбірних територій: оцінка сучасного стану освоєння земель у басейні річки; відновлення та підтримання природного стану водозбірних територій верхніх ділянок басейну річки, де формується основний річковий стік; розширення природоохоронних територій об'єктів природно-заповідного фонду в басейні річки; розбудова регіональної екологічної мережі.

Обгрунтовано підхід до визначення місць встановлення пристроїв FACTS у великих розгалужених ЕЕС. Розроблений підхід грунтується на визначенні слабких елементів та підсистем ЕЕС шляхом об'єднання їх у слабкий кластер. Критеріями слабкості прийнято імовірності виникнення аварії в ЕЕС через відмову слабких елементів та обтяжені режими. Для розв'язання задачі кластеризації застосовано нечіткі методи, які дають достовірний результат за великої кількості невизначеностей. Проведено імовірнісно-статистичне моделювання 14-вузлової тестової схеми ЕЕС, яке підтвердило ефективність розробленого підходу до встановлення пристроїв FACTS в ЕЕС.

За допомогою методів математичного моделювання досліджено тривимірний розподіл термомеханічних напружень у стержнях демпферної обмотки ротора капсульного гідрогенератора типу СГК 538/160-70М при наявності характерного дефекту - статичного ексцентриситету ротора. Показано, що при великих значеннях ексцентриситету в стержнях ротора спостерігаються суттєво нерівномірно розподілені термомеханічні напруження, значення яких є небезпечними і сприяють швидкій руйнації демпферної обмотки ротора. Виявлено, що наявність трьох стержнів на полюсі ротора даного гідрогенератора спричиняє інтенсивні процеси пошкодження демпферної обмотки. Тому подальша модернізація конструкції обмотки повинна бути направлена на створення парної кількості стержнів на кожному полюсі.

Розглянуто питання з безпеки гідротехнічних споруд (ГС) та стану і розвитку нормативної бази в галузі гідротехнічного будівництва. ГС є найбільш розповсюдженими та відповідальними інженерними спорудами, які широко застосовуються в різних сферах життєдіяльності людини і галузях народного господарства. Це свідчить проте, що важливою проблемою гідроенергетики України є розробка спеціальних заходів щодо реалізації безпеки та надійності їх роботи. Наведено аналіз діючих в Україні нормативних документів, що регламентують вимоги до ГС та забезпечують їх безпеку. В даний час в Україні діє низка застарілих нормативних документів (у тому числі "Строительные нормы и правила (СНиП)" з часів СРСР) щодо проектування, надійності і безпеки споруд. У галузі гідротехнічного будівництва і в ряді випадків вони суперечать чинним в Україні правовим і нормативним документам. Наведено відмінності (особливості) роботи та індивідуальність ГС, які потребують їх врахування в нормативних документах. Тому необхідно невідкладно відновити нормативну базу щодо проектування, будівництва та експлуатації ГС. Критерії безпеки і технічні стани, що використовуються на даний час щодо ГС, які експлуатуються, є застарілими. На основі проведення спеціальних досліджень, необхідно розробити нормативний акт, що визначає підходи до визначення критеріїв безпеки та відповідних цим критеріям технічних станів ГС, які знаходяться в тривалій експлуатації. Слід розробити "Технічний регламент гідротехнічних споруд", який врахує відмінності (особливості) умов роботи ГС від інших споруд та їх індивідуальність. Для правового регулювання діяльності із забезпечення безпеки ГС необхідно якнайшвидше завершити розробку проекту та прийняти Закон України "Про безпеку гідротехнічних споруд".

Досліджено вплив амплітудної та фазної несиметрії напруги живлення на характеристики синхронного реактивного двигуна (СРД). На основі спеціально розробленої коло-польової математичної моделі були визначені та проаналізовані моментні та енергетичні характеристики СРД. Виявлено, що крім погіршення енергетичних показників СРД несиметрія живлення спричиняє появу значних за амплітудою додаткових гармонік у спектрі часової залежності електромагнітного моменту. А це, в свою чергу, призводить до зростання пульсацій та до погіршення віброакустичних характеристик двигуна. Також показана відмінність у ступені впливу амплітудної і фазної несиметрії напруги живлення.

Проанализированы маневренные свойства гидроагрегатов ГЭС и ГАЭС для повышения надежности функционирования Объединенной энергетической системы Украины. Исследованы пути расширения диапазона регулирования мощности энергосистемы за счет применения обратимых гидроагрегатов ГАЭС. Для расширения возможностей ГЭС и ГАЭС в балансировании мощности ОЭС Украины необходимо проведение научно-исследовательских работ по совершенствованию и созданию новых проточных частей гидроагрегатов на базе существующих в Украине сертифицированных гидравлических лабораторий, создание асинхронизированных генераторов-двигателей с привлечением специалистов и научной базы имеющихся предприятий и институтов, выполнение экономического обоснования целесообразности работ по расширению регулирующих способностей обратимых агрегатов в современных условиях рынка электроэнергии. Необходимо не только завершить строительство начатых ГАЭС - Днестровской, Ташлыкской, Каневской, но и оценить экономический и экологический эффект от строительства новых ГАЭС в разных регионах Украины. При строительстве их в Закарпатье появится возможность регулировать частоту и мощность не только в Украине, но и в ЕС, получая дополнительную валютную прибыль. В восточных регионах, насыщенных исключительно тепловой генерацией, строительство ГАЭС позволит уменьшить негативное влияние ТЭС и ТЭЦ на окружающую среду, а на юге Украины будет получена достаточная компенсация развивающемуся строительству возобновляемых источников энергии.