ro en

Электронный журнал №1-3(42) 2019

"ПРОБЛЕМЫ РЕГИОНАЛЬНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (специальный выпуск)"

СОДЕРЖАНИЕ

0	МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ “ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ И КОМПЬЮТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА” ЭЛТЕКС-2019
1	Методика определения характеристик турбогенератора с использованием автоматизированных численных расчетов магнитных полей Авторы: Милых В. И., Ревуженко С. А. Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт» Харьков, Украина
	Аннотация: Турбогенераторы являются одними из наиболее важных представителей семейства электрических машин, поскольку именно эти объекты напрямую влияют на работу электроэнергетической системы в целом. Вследствие чего возникает необходимость глубокого исследования турбогенераторов с целью улучшения их энергетических параметров и с возможностью оптимизации системы проектирования. Характеристики, связывающие электромагнитные и силовые величины электрических машин, обычно рассчитываются классическими методами на основе теории магнитных цепей. Этим методам сопутствуют упрощения геометрических форм машин, и это приводит к существенным погрешностям результатов расчетов. Современное программное обеспечение и численные методы расчета магнитных полей позволяют избежать этих упрощений, и, значит, получить более адекватные характеристики электрических машин. Целью данной работы была формулировка принципов получения характеристик турбогенератора большой мощности: характеристик холостого хода и короткого замыкания, характеристики возбуждения обмотки статора, регулировочной, угловой и семейства U-образных характеристик. Предложенная методика для решения поставленной задачи базируется на итерационных методах в сочетании с автоматизированными численными расчетами магнитных полей в общедоступном программном пакете FEMM методом конечных элементов с использованием созданных скриптов Lua. В основу представленной методики положены фазово-количественные соотношения основных электромагнитных величин турбогенератора. Адекватность и мера уточнения расчетов проверялась путем сравнения полученных характеристик с их аналогами, рассчитанными при использовании классических методов проектирования турбогенераторов. Полученные расхождения в результатах численного расчета характеристик и расчетах с помощью теории магнитных цепей достигли 10%. Ввиду того, что при модернизации турбогенераторов часто предпринимается увеличение их мощности на 3-12%, погрешность при использовании классического метода получения характеристик оказалась соизмерима с возможным увеличением мощности. Поэтому рассмотренные численно-полевые принципы расчета подтвердили свою актуальность.
	Ключевые слова: характеристики турбогенератора, магнитное поле, электромагнитные величины, итерационные численные расчеты. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.3239170
2	Управление векторным электроприводом механической системы с переменными массами Авторы: Квашнин В. В., Бабаш А. В., Косенко В. А., Квашнин В. О., Клименко Г. П. Донбасская государственная машиностроительная академия Краматорск, Украина
	Аннотация: Целью настоящей работы являлась разработка модели позиционной системы векторного управления электроприводом стенда статических нагрузок и исследование влияния различных видов регуляторов скорости и их настроек на динамику переходных процессов при отработке управляющего и возмущающего воздействий. Поставленная цель достигается за счет разработки модели системы векторного управления электроприводом стенда с настройкой ПИД-регулятора скорости, обеспечивающей минимальные динамические ошибки по скорости и ограничении динамических нагрузок при управляющем и возмущающем воздействии. Выполнен синтез контуров регулирования тока статора и скорости в канале регулирования момента. Показано, что при использовании существующих ПИ-регуляторов скорости и тока и их настроек в канале регулирования момента асинхронного двигателя динамическая ошибка по скорости достигает 21% при управляющем воздействии. При возмущающем находится на уровне 8%. Достижения указанных показателей качества регулирования возможно при наличии задатчика интенсивности на входе регулятора скорости. В противном случае приходится ограничивать сигнал на входе регулятора тока. При этом динамическая ошибка по скорости при отработке задающего воздействия значительно увеличивается. Введение ПИД-регулятора скорости позволяет уменьшить динамические ошибки, но не дает желаемых результатов при обычных настройках. Изменение параметров пропорциональной части регулятора позволяет достичь минимальной динамической ошибки по скорости как при управляющем, так и при возмущающем воздействиях. При настройке ПИД-регулятора скорости на минимизацию динамических ошибок, остается часть нескомпенсированной динамической ошибки по скорости на уровне 0,6 %. Оставшаяся динамическая ошибка устраняется в дальнейшем интегральной частью регулятора в течение определенного промежутка времени. Представленные в работе результаты являются промежуточными, так как не учитывалось изменение параметров механической части электропривода стенда при набросе нагрузки.
	Ключевые слова: векторное управление, ПИ-регулятор, ПИД-регулятор, коррекция, показатели качества, математическая модель, функциональная схема. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.3239202
3	Эко-дизайн электрооборудования Авторы: Цуцуяну О. Румынский национальный комитет Всемирного энергетического совета Бухарест, Румыния
	Аннотация: За последнее время, некоторые факторы и в частности требования по охране окружающей среды добавили экологические критерии при проектировании электрооборудования, в рамках новой концепции, называется: эко-дизайн. Суть этой концепции состоит из инте-грации экологических аспектов на стадии проекта принимая во внимание весь жизненный цикл продукта. В статье представлены некоторые теоретические и практические аспекты экодизайна электрооборудования. Текущая концепция экологического дизайна сочетает в себе качественную оценку жизненного цикла с количественным методом, основанным на углеродном следе продукта. Расчёт этого последнего показателя означает количествен-ную оценку выбросов парниковых газов (в эквиваленте кг CO2) в течение жизненного цик-ла продуктов или услуг. Исходя из изучения технической литературы и собственной прак-тической работы, автор обнаружил, что ”техническое обслуживание”, одна из фаз жиз-ненного цикла электрооборудования, недостаточно проанализировано и количественно определено с точки зрения негативного воздействия на окружающую среду, включая вы-бросы CO2. встроенный в услугу выполнено. В результате, он укомплектовал и сотрудни-чал с другими специалистами в исследованиях с конечной целью установления показате-лей результативности экологической деятельности в этой области.Таким образом, основная цель этой статьи относится к первоначальному вкладу автора, который установил два таких показателя, а именно: 1. Абсолютный показатель ”Bыбросы CO2, включенный в службе (Es) [кг CO2]” и 2. Относительный показатель ”Удельные выбросы CO2 в службе (es) (кг CO2 / евро)”.
	Ключевые слова: экологическое законодательство, эко-дизайн, жизненный цикл товара / услуги, углеродный след продукта, показатель экологической эффективности, выбросы CO2. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.3239204
4	Сбалансированное синхронное регулирование четырехинверторной установки с модифицированными алгоритмами прерывистой ШИМ Авторы: Олещук В.И., Ермуратский В.В. Институт энергетики Молдовы, Кишинев, Республика Молдова
	Аннотация: Целью данной работы является модификация базовых алгоритмов управления и прерывистой синхрон-ной модуляции векторного типа для синхронного и сбалансированного регулирования многоинвертор-ной (с четырьмя автономными источниками питания) топологии системы шестифазного электропривода с разомкнутыми обмотками асинхронного электродвигателя. Данная цель - сбалансированное регули-рование системы (обеспечение требуемого баланса мощностей между источниками электропитания) - достигается за счет включения в схему управления и модуляции специализированных функциональных зависимостей, связывающих коэффициенты модуляции отдельных инверторов с амплитудами напряже-ний источников питания. Новизна исследования состоит в том, что разработанные законы и алгоритмы управления и синхронной прерывистой модуляции с 30-градусными и 60-градусными интервалами не-проводящего состояния вентилей инверторов обеспечивают как требуемый баланс мощностей между источниками питания, так и непрерывную симметрию форм выходного напряжения, как отдельных ин-верторов, так и фазного и линейного напряжений шестифазной системы, при любых условиях функцио-нирования. Выполнено моделирование процессов в системе с четырьмя базовыми режимами работы, проведен сопоставительный анализ спектрального состава фазовых напряжений в системе. Результаты исследования гармонического состава напряжений в анализируемой многоинверторной системе под-твердили тот факт, что для всех анализируемых режимов работы шестифазной преобразовательной си-стемы кривые фазового напряжения обладают четвертьволновой симметрией (в спектрах напряжения при этом отсутствуют четные гармоники и субгармоники), в том числе при режимах управления с дроб-ным соотношением между частотой коммутации вентилей инверторов и выходной частотой системы, что является особенно важным для систем электропривода средней и большой мощности. Для многоин-верторных преобразовательных систем повышенной мощности одной из важных проблем является обеспечение синхронного функционирования всех инверторов системы, с реализацией при этом симмет-ричных форм фазного линейного напряжений на всем диапазоне регулирования.
	Ключевые слова: инвертор напряжения, асинхронный электродвигатель, стратегия управления и модуляции, спектральный состав напряжения. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.3239206
5	Централизованные системы теплоснабжения в Республики Молдова, реальность и перспективы Авторы: Леу В., Черней М. 1Технический Университет Молдовы, Факультет Энергетики и Электроинжиниринга 2Государственный Аграрный Университет Молдовы, Факультет Аграрной Инженерии и Автотранспорта, Кишинев, Республика Молдова.
	Аннотация: В работе представлена краткая информация о истории и развитии централизованных систем теплоснабжения в Республики Молдовы, также представлено сегодняшняя ситуация и краткосрочные инвестиционные перспективы, финансируемые с привлечением внешних кредиторов. Централизованные системы теплоснабжения в Республике Молдова рассмотрены в контексте деятельности экономических агентов, лицензированные Национальным Агентством по Регулировании в Энергетики, в частности, в мун. Кишинев и мун. Бэлць. Рассмотренные централизованные системы теплоснабжения, в большинстве случаев, работают более 50 лет, а их модернизация очень актуальна в контексте истекания полезных сроков эксплуатации оборудования, также морального и физического износа основных фондов и технологий. На уровне источников тепловой энергии износ основных фондов составляет порядка 70%. Магистральные и распределительные тепловые сети, на данный момент, заменены на уровне 10% с применением предварительно изолированных полиуретановых труб, а их модернизация приведет к уменьшению тепловых потерь в данных системах. Цель работы состоит в анализе технологических параметров функционирования и описание опыта внедрения проектов по повышению энергоэффективности централизованных систем теплоснабжения муниципиев Кишинев и Бэлць, проекты, находящиеся в стадии реализации в последние годы при поддержки внешних финансовых партнеров. Проанализированы основные показатели работы систем за 2015-2018 годах в разрезе каждого предприятия и в целом по системе, в том числе, объемы производства тепловой энергии, продаж, тепловых потерь. Представлена краткая информация о централизованных системах теплоснабжения в некоторых стран Европейского Союза.
	Ключевые слова: централизованная система теплоснабжения, тепловые сети, тепловая энергия, центральный тепловой пункт, индивидуальный тепловой пункт. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.3240286
6	Математическая модель трехфазной электрической линии с расщепленными фазами Авторы: Пацюк В. И., Берзан В. П., Рыбакова Г. А. Институт энергетики Кишинэу, Республика Молдова
	Аннотация: Повышение напряжения электрических линий приводит не только к росту их натуральной мощности, но и к появлению проблемы повышения потерь мощности от короны. В качестве технического решения уменьшения потерь на корону используется применение фаз с расщепленными проводами. Расщепление проводов влияет на параметры линии, а изменение значений параметров приводит к изменению натуральной и передаваемой мощности. Поэтому, повышение точности расчета параметров линий электро-передач с расщепленными фазами является актуальной задачей. Цель данной работы состоит в разра-ботке математической модели трехфазной линии электропередачи с фазами из расщепленных проводов и оценке точности определения ее емкостных параметров по эквивалентному диаметру расщепленной фазы и методом конечных объемов на основе уравнений Максвелла. С использованием метода конечных объемов определены значения потенциальных и емкостных коэффициентов для каждого из 15 проводов линии электропередачи напряжением 750 кВ. Значения данных параметров вычислены и по методу зер-кального отображения. Результаты расчетов распределения электрического поля методом конечных объемов для различных конфигураций расположения проводов в расщепленной фазе и методом зеркального отображения дали очень близкие результаты (отличие в третьем знаке после запятой). Аргументирована возможность применения метода конечных объемов для расчета параметров цепей со сложной геометрией по критерию ограничения уровня интенсивности электрического поля вблизи проводов, например, если использовать в качестве критерия оптимизации допустимую интенсивность электрического поля на поверхности проводника. Изменения расстояния между проводами расщепленной фазе приводит к нелинейному изменению значении емкостных коэффициентов проводов фазы. Подтверждена возможность использования приближенных формул для определения погонных параметров длинных линий через эквивалентный радиус расщепленной фазы традиционного конструктивного исполнения.
	Ключевые слова: уравнения Максвелла, численный метод, распределение электрического поля, эквивалентный радиус, емкостные коэффициенты, параметры линии. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.3239218
7	Компактные управляемые высоковольтные линии электропередачи Авторы: Постолатий В. М. Институт Энергетики Kишинэу, Республика Молдова
	Аннотация: Компактные управляемые высоковольтные линии электропередачи - это новое поколение иний электропередачи переменного тока, воплощающих самые новые достижения в области передачи энергии и средств регулирования, новые технические решения по проектированию, выбору изоляции, схем подключения и систем управления. Целью работы является рассматрение основных отличительных особенностей компактных управляемых линий электропередачи характеризующиеся: предельно уменьшенными межфазными расстояниями, принятые в соответствии с минимально допустимыми изоляционными расстояниями (электрическая прочность межфазных промежутков) при максимальном рабочем напряжении, а также при учете грозовых и коммутационных перенапряжений; новые конфигурации расположения фаз на опорах, в которых заземленные части опоры (стоки, траверсы) размещены за пределами межфазного пространства; изолирующие элементы (изолирующие распорки или изоляционные стяжки), установленные между близко расположенными фазами в пролетах линии, если необходима фиксация выбранного расстояния между фазами и недопущение вибрации и пляски проводов при воздействии неблагоприятных атмосферных факторов; это обеспечивает высокую механическую стабильность и надежность работы сближенных фаз в пролетах; установление угловых фазовых сдвигов между векторами напряжения, приложенными к компактно расположенным смежным фазам линии: внедрение быстродействующих фазорегулирующих устройств и регулируемых средств компенсации (тип FACTS). По сравнению с обычными воздушными линиями компактные управляемые линии с устройствами FACTS обеспечивают следующее преимуществами: - увеличение пропускной способности в 1.2-1.6 раза; снижение общих затрат на единицу передаваемой мощности на 20 - 30%; в 1.3-1.5 раза уменьшение площади отчуждаемых под строительство земельных угодий, при равной передаваемой мощности; снижение напряженности электрического поля во внешнем пространстве линии, а следовательно, снижение воздействия на окружающую среду; способность регулировать потоки мощности и их направления - снижение общих потерь энергии в энергосистеме.
	Ключевые слова: компонента, стиль, стилистика, вставка, данные, информация. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.3240222
8	Преобразователь энергии с высоким значением коэффициента мощности Авторы: Ермураки Ю. В., Берзан В. П. Институт энергетики Кишинэу, Республика Молдова
	Аннотация: Повышение энергоэффективности использования электроэнергии является актуальной проблемой. В качестве современного решения в этом контексте, представлены результаты разработки силового оборудования на основе силовой электроники. Однако эти устройства, поглощающие высокие реактивные мощности от сети низкого напряжения, приводят к вводу высокочастотных токов в сеть электропитания и уменьшают коэффициент мощности, что приводит к увеличению потерь в сетях электропитания низкого напряжения. Целью данной статьи является разработка инновационного технического решения для повышения энергетических характеристик устройств силовой электроники в результате повышения их коэффициента мощности. Научное новшество предагаемого техничнского решении состоит в объединение несколько функций в процессе преобразования параметров электрической энергии и улучшения коэффициента мощности в едином функциональном блоке, представляющем преобразователь переменного напряжения в рапрчжения постояного тока (AC/DC). Разработана математическая модель в среде SIMULINK для исследования режима коммутации транзистора в цепи переменного тока. Математическое моделирование продемонстрировало эффективность повышения коэффициента мощности преобразователя AC/DC на основе предложенного решения. Экспериментально продемонстрирована возможность изготовления преобразователя AC/DC на основе предложенного инвертора с кумулацией функций в одном блоке. Было продемонстрировано, что импульсы напряжения (переменная составляющая) на фильтрующих конденсаторах выпрямителя не превышают максимально допустимое значение. Транзисторы инвертора работают в режиме переключения при нулевом напряжении. Это обеспечивает повышение КПД преобразователя. Экспериментально установлно, что преобразователя AC/DC с мощностью 1500 Вт при напряжении 220/12 V имеет эффективность преобразования 98%, а коэффициент мощности . Разработанный преобразователь AC/DC характеризуется очень низкими индексами массы и объема по сравнению с аналогичным оборудованием, работающим на частоте 50 Гц. Техническое решение может быть использовано для производства блоков питания для компьютеров, телекоммуникационных систем, сварочных аппаратов, систем зарядки аккумуляторов и других приложений.
	Ключевые слова: преобразователь, нулевое напряжение переключения, режимы fly-back и forward, математическое моделирование, энергоэффективность. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.3243550
9	Тенденции и риски в сфере поставок природного газа в Республикe Молдова Авторы: 1Берзан В., 1Постолатий В., 1Быкова Е., 2Черней М., 2Волконович Л. 1 Институт энергетики 2Государственный Аграрный Университет Молдовы Кишинев, Республика
	Аннотация: Устойчивое экономическое развитие определяется также степенью обеспеченности первичнвми энергетическими ресурсами. Несовпадение месторасположения зон производства и потребления энергии приводят к новым вызовам для устойчивости энергообеспечения потребителей. Целью данной работы является анализ и оценка тенденций и проблем, связанных с обеспечением энергоресурсами, преимущественно природным газом Республики Молдова. В статье рассматриваются аспекты обеспечения энергоресурсами Республики Молдова в контексте новых вызовов на рынке природного газа и изменений в их транспортной инфраструктуре. Анализ временных рядов производства и потребления энергоресурсов на глобальном и региональном уровнях в 1990-2017 гг., позволяет выявить тенденции, которые могут повлиять на энергетическую безопасность Республики Молдова. Предлагается проанализировать эту проблему с помощью функций линейной аппроксимации характеристик производства, потребления и импорта энергоресурсов. Коэффициенты и знаки этих коэффициентов («плюс» или «минус») функций аппроксимации, а также значения коэффициента детерминации предложены для использоваться при количественном анализе тенденций производства, потребления и импорта первичной энергии и природного газа. Отмечается, что Европа и Азия обеспечивают свой энергетический баланс за счет большого импорта энергоносителей. После 2008 года Латинская Америка стала импортером природного газа, а Северная Америка обеспечила свой энергетический баланс на основе местного производства энергетических ресурсов Эта тенденция сохранится в будущем. Потребность в импорте природного газа в подзону Румыния-Молдова-Украина в настоящее время оценивается примерно в 12 миллионов тонн нефтяного эквивалента. Новые энергетические коридоры для транспортировки природного газа приведут к новым вызовам в отношении поставок газа в Республику Молдова. Представлена информация о возможных сценариях поставки природного газа в Республику Молдова и приведены оценочные затраты на транспорт природного газа для этих сценариев.
	Ключевые слова: производство и потребление, числовые ряды, функции приближения, энергетические коридоры, необходимый импорт, стоимость транспортировки природного газа. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.3242741