 |
|
Электронный журнал №1(69)2026
"ПРОБЛЕМЫ РЕГИОНАЛЬНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (https://doi.org/10.52254/1857-0070.2026.1-69)"
СОДЕРЖАНИЕ
| 1 |
Снижение воздействия на окружающую среду дизельных двигателей с использованием эмульгированного водорастворимого дизельного топлива, смешанного с наночастицами Al₂O₃
Авторы: 1Мадусуданпрасад М., 2Абшалому Й., 3Динеш Р., 4Хариш Б. Б., 5Бала С. С. Р. М. 1UCEK JNTUK, Какинада, Индия 2Институт технологий и науки для женщин им. Вигнана Нирула, Гунтур, Индия 3Институт науки и технологий Чайтанья, Какинада, Андхра-Прадеш, Индия 4Институт инженерии и технологий им. В. Н. Р. Вигнана Джоти, Хайдарабад, Индия 5Инженерный колледж им. Лакиредди Бали Редди, Майлаварам, Андхра-Прадеш, Индия
|
| |
Аннотация: Основная цель данной работы — провести углубленное исследование характеристик работы, сгорания и выбросов дизельного двигателя с использованием водно-дизельных эмульсий (WiDE) с наночастицами оксида алюминия (Al2O3) для снижения уровня вредных загрязняющих веществ и повышения эффективности в условиях ужесточения экологических норм. Эмульгированные топлива были приготовлены с содержанием воды 5%, 10% и 15% по объему. Кроме того, в смеси были равномерно диспергированы наночастицы Al2O3 в количестве 100 ppm для улучшения распыления и характеристик сгорания. Испытания двигателя проводились от холостого хода до полной нагрузки для оценки характеристик работы, поведения при сгорании и выбросов приготовленных топливных смесей. Наиболее важные результаты, полученные в ходе этого исследования, показывают, что смеси WiDE обеспечивают более высокий тормозной тепловой КПД и значительно меньшие выбросы по сравнению с дизельным топливом. Среди всех вариантов наилучшие результаты показала смесь WiDE10, продемонстрировавшая увеличение термического КПД на 7.14% и снижение выбросов HC на 50.00%, CO на 16.67%, NOX на 66.67% и дымности на 46.88%. Анализ сгорания показал, что дизельное топливо достигает пикового давления 62.74 бар при 366°CA, в то время как смеси WiDE обеспечивают более плавное сгорание с меньшей скоростью выделения тепла за счет микро-взрывов, вызванных водой. Важность полученных результатов заключается в демонстрации того, что синергетический эффект эмульгирования воды и наночастиц Al₂O₃ усиливает процессы распыления и снижает пиковые температуры, обеспечивая тем самым более чистое сгорание. Таким образом, WiDE10 оказывается перспективным и экологически чистым альтернативным топливом для дизельных двигателей. |
| |
Ключевые слова: производительность, выбросы, сгорание, эмульгированное, снижение.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2026.1-69.01
|
| 2 |
Надежный обмен электроэнергией в системах накопления энергии с использованием многопортового двунаправленного преобразователя SEPIC–Luo со стратегией ПИ-регулирования
Авторы: Парвати Р. В. Л. Н. С., Гаутами К., Теджешварарао П., Абхишек Г., Субрахманьям Э. С. Н. Инженерно-технологический институт Годавари (A), Раджамандри, Индия.
|
| |
Аннотация: Основная цель данного исследования — разработка высокоэффективного двунаправленного DC/DC-преобразователя, способного обеспечить надежный обмен энергией в системах накопления энергии (ESS) и увеличить срок службы последовательно соединенных аккумуляторов за счет точного управления процессами зарядки и разрядки. Предлагаемая работа направлена на достижение стабильного регулирования напряжения и тока и эффективной защиты аккумулятора при изменяющихся условиях нагрузки и питания. Для достижения этих целей разработан многопортовый двунаправленный однотактный первичный индуктивный преобразователь (SEPIC) — Luo-преобразователь (MB-SLC), который эффективно работает как в повышающем, так и в понижающем режимах. Кроме того, реализована каскадная архитектура пропорционально-интегрального (ПИ) управления для регулирования напряжения, тока и состояния заряда (SOC) с высокой точностью. Предлагаемый преобразователь и характеристики управления проверены с помощью моделирования MATLAB/Simulink, проведенного в различных рабочих сценариях. Результаты демонстрируют плавные профили напряжения и тока, быструю переходную характеристику, точное отслеживание уровня заряда батареи, сниженный уровень пульсаций и высокую эффективность преобразования: 96% в повышающем режиме и 95,7% в понижающем. Эти результаты подтверждают способность предлагаемой системы обеспечивать надежный обмен энергией, минимизируя нагрузку на аккумулятор. Значимость полученных результатов заключается в их вкладе в улучшение защиты аккумулятора, продление срока службы и обеспечение надежного решения для интегрированной системы накопления энергии с использованием возобновляемых источников энергии. Сочетание усовершенствованной топологии преобразователя с каскадным ПИ-регулированием позволяет предложить практичный и масштабируемый подход к повышению надежности, эффективности и устойчивости систем накопления энергии. |
| |
Ключевые слова: cистема накопления энергии, многопортовый двунаправленный преобразователь SEPIC–Luo, пропорционально-интегральный, состояние заряда, режим повышения, режим понижения.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2026.1-69.02
|
| 3 |
Cистема управления двигателем с переключаемым сопротивлением, использующая широтно-импульсную модуляцию на основе гистерезиса и каскадный контроллер на основе рекуррентной нейронной сети
Авторы: Сарита Кандукури1, Сивапрасад Коллати2, Шри Мохита Гарабоина1, Анкит Радж1, Гопал Кумар1 1Институт инженерии и технологий Годавари (A), Раджамундри, Индия 2Глобальный университет Годавари, Раджамундри, Индия
|
| |
Аннотация: Основными целями исследования являются улучшение регулирования скорости и снижение пульсаций крутящего момента в двигателях с переключаемым сопротивлением (SRM), которые все чаще используются в современных электрических приводных системах благодаря своей простой конструкции, отказоустойчивости и широкому диапазону рабочих режимов. Несмотря на эти преимущества, SRM имеют недостатки в виде нелинейных характеристик намагничивания, акустического шума и низкой величины крутящего момента, особенно в условиях динамической нагрузки. Цели исследования достигаются за счет разработки надежной и интеллектуальной системы управления, которая объединяет контроллер каскадной рекуррентной нейронной сети (CRNN) с генератором широтно-импульсной модуляции (PWM) с гистерезисным управлением током (HCC). Эта гибридная схема управления поддерживается специально разработанной топологией преобразователя мощности (n+1) полупроводников и (n+1) диодов, работающего от источника питания 300 В постоянного тока, что обеспечивает точное переключение и формирование тока. Контроллер CRNN обрабатывает сигналы ошибки скорости через слои свертки, объединения и активации для генерации оптимизированных импульсов управления для переключателей преобразователя, обеспечивая адаптивное и отзывчивое управление. Наиболее важными результатами являются то, что предлагаемая система управления на основе CRNN обеспечивает точное регулирование тока, быстрый динамический отклик и стабильное отслеживание скорости в различных условиях нагрузки и питания. Она также значительно снижает пульсации крутящего момента по сравнению с традиционными PI- или FLC-контроллерами (Fuzzy Logic Controllers), тем самым повышая плавность работы двигателя и стабильность его работы. Значение полученных результатов. |
| |
Ключевые слова: двигатели с переключаемым сопротивлением, (n+1) полупроводниковый и (n+1) диодный преобразователь мощности, каскадная рекуррентная нейронная сеть, широтно-импульсная модуляция, гистерезисный регулятор тока.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2026.1-69.03
|
| 4 |
Акустический шум высоковольтной линии электропередачи в условиях повышенной влажности
Авторы: Шилин А. А., Михайлов В. К., Елфимова О. И., Дикарев П.В. Волгоградский государственный технический университет Волгоград, Российская Федерация
|
| |
Аннотация: Основные цели исследования заключались в установлении физических механизмов генерации акустического шума высоковольтными линиями электропередачи в условиях повышенной влажности и количественной оценке связанных с этим явлением энергетических потерь. Для достижения поставленных целей были решены следующие задачи: разработана физико-математическая модель, рассматривающая два взаимодополняющих механизма - движение поляризованных капель воды в неоднородном электрическом поле провода и их последующее разрушение при контакте с проводом; выполнены расчеты напряженности электрического поля вблизи провода, индуцированного дипольного момента капель и действующей на них силы; проведена оценка скорости падения капель на провод и условий их микровзрывного разрушения; разработана методика расчета дополнительных токов утечки и потерь мощности. Наиболее важными результатами являются теоретическое обоснование нового комбинированного физического механизма генерации шума, основанного на поляризации, ускорении и микровзрывном разрушении капель, и разработка методики количественной оценки дополнительных энергетических потерь. Значимость полученных результатов состоит в том, что впервые предложено комплексное физическое объяснение акустического феномена, устанавливающее однозначную связь между шумовыми характеристиками ЛЭП и электрофизическими процессами в приповерхностной области в условиях повышенной влажности, разработана методика оценки дополнительных энергетических потерь, имеющая практическую ценность для оптимизации режимов работы высоковольтных линий передачи электроэнергии. Научная новизна работы заключается в предложении нового механизма и установленных аналитических зависимостях между ключевыми параметрами. Практическая значимость состоит в разработанной методике оценки дополнительных потерь, важной для повышения точности прогнозирования потерь и оптимизации работы линий в неблагоприятных погодных условиях. |
| |
Ключевые слова: поляризация, электрический диполь, электрическое поле, высоковольтная ЛЭП, капли тумана, микровзрыв, поверхностное натяжение, ток утечки, потери мощности.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2026.1-69.04
|
| 5 |
Некоторые аспекты основ обобщенной теории электрических цепей: понятия, методология и аксиоматика
Авторы: Маевский Д. А., Бойко А. А., Бесараб А. Н., Маевская Е. Ю. Национальный университет «Одесская политехника», Одесса, Украина
|
| |
Аннотация: Целью настоящей статьи является создание концептуального и методологического фундамента для новой, обобщенной теории электрических цепей. В обобщенной теории предполагается, что связь между напряжением и током катушек и конденсаторов может описываться производными и интегралами произвольных порядков, в том числе и дробных. В традиционная электротехника предполагает, что эта связь задается операторами первого порядка и является частным случаем обобщенной теории. Необходимость обобщённой теории обусловлена противоречием. С одной стороны, существует широкий класс элементов и цепей, поведение которых не описывается традиционной теорией. Это системы с эффектами памяти, распределённые и сетевые структуры, электрохимические элементы, суперконденсаторы и композитные материалы. С другой стороны, их поведение не имеет единого теоретического обоснования в рамках классической теории цепей. В статье выполнен анализ указанного противоречия и выявлены ограничения, присущие классическому подходу. Введён согласованный понятийный аппарат обобщённой теории цепей. Сформулированы методологические требования и построена минимальная аксиоматика, обеспечивающие непротиворечивое схемное описание элементов с произвольной временной динамикой без пересмотра фундаментальных законов электрических цепей. Научная новизна полученных результатов заключается в формировании концептуального базиса для дальнейшего создания обобщённой теории электрических цепей. Она призвана устранить теоретическую разрозненность и недостаточную строгость, характерные для существующих дробных и интегральных моделей, сохраняя при этом базовые понятия и законы традиционной теории цепей. |
| |
Ключевые слова: обобщенные электрические элементы, временные операторы, производные произвольного порядка, элементы с памятью, дробные модели, порядок элемента, операторная модель, эквивалентность цепей, редукция схем, методология электротехники, аксиоматика цепей, нецелочисленная динамика, обобщенная теория цепей.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2026.1-69.05
|
| 6 |
Исследование влияния в системах управления навигацией изменений информативных признаков изображений на функционирование беспилотных летательных аппаратов
Авторы: 1Сотников А.М., 1Тюрина В.Ю., 2Петров К.Э., 2Лукьянова В.А.,3Дмитриев О.Н., 4Удовенко С.Г., 4Кобзев И.В. 1Харьковский национальный университет Воздушных Сил имени Ивана Кожедуба, Харьков, Украина 2Харьковский национальный университет радиоэлектроники, Харьков, Украина 3Институт испытаний и сертификации вооружения и военной техники, Черкассы, Украина 4Харьковский национальный экономический университет имени Семена Кузнеца, Харьков
|
| |
Аннотация: Целью статьи определение допустимых изменений в системах управления навигацией информативных признаков под влиянием деструктивных воздействий, используемых для описания объектов поверхности визирования (ПВ), при которых сохраняется заданный уровень эффективности беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Поставленная цель достигается путем установления аналитической связи показателя эффективности БПЛА с вероятностью локализации объекта привязки на изображении; исследования зависимости этой вероятности от характеристик формируемой ею решающей функции (РФ) с последующим определением ее связи с допустимыми изменениями информативных признаков (ИП) под воздействием деструктивных факторов. Решение первой задачи основано на вероятностном подходе к оценке эффективности БПЛА в условиях деструктивных воздействий на объекты поверхности визирования (ПВ). Получено аналитическое соотношение для оценки вероятности местоопределения БПЛА, показана ее взаимосвязь с РФ. Решение второй задачи базируется на установлении математической зависимости между вероятностью локализации объекта привязки и характеристиками формируемой ею РФ. Получены аналитические соотношения для асимптотической оценки вероятности локализации объектов, численно связанные с параметрами РФ. Решение третьей задачи заключается в оценке допустимых изменений робастных ИП изображений, при которых система технического зрения (СТЗ) сохраняет работоспособность. Исследование выполнено в программной среде MATLAB с использованием изображений, взятых из Google Earth. Показано, что допустимые изменения, обусловленные деструктивным воздействием по показателю изменения площади объекта привязки, находятся в пределах (10…15)% от их общей площади, независимо от типа ПВ. Наиболее существенным результатом является определение допустимых изменений ИП, при которых сохраняется заданный уровень эффективности БПЛА. Значимость полученных результатов состоит в определении допустимой ошибки локализации объекта, связывающей значения РФ с ее дисперсией и интервалом корреляции, а также в возможности прогнозирования эффективности применения БПЛА на этапе формирования РФ. |
| |
Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат, система технического зрения, объект привязки, информативные признаки, деструктивное воздействие.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2026.1-69.06
|
| 7 |
Исследование аккумуляции теплоты низкого температурного потенциала в системах хранения явного и скрытого тепла для тепличных хозяйств
Авторы: Мукминов И.И., Писаревский И.А., Волгушева Н.В., Бошкова И.Л., Верхивкер Я.Г., Альтман Э.И. Одесский национальный технологический университет Одесса, Украина
|
| |
Аннотация: Основной целью работы является определение энергетических характеристик работы систем хранения тепла явного типа при использовании плотного слоя щебня в вертикальном теплообменном канале и скрытого тепла при использовании фазопереходного материала на основе парафина Т3 для тепличных хозяйств. Для достижения поставленных целей были решены следующие задачи: определение условий применимости аналитических зависимостей для расчета локальных температур теплоаккумулирующих материалов; экспериментальное исследование процессов нестационарного теплообмена в элементах теплоаккумулирующих систем на макете теплицы; анализ кривых зависимости температуры рабочих тел и интенсивности солнечного излучения от времени; проведение сравнительной оценки энергетической эффективности применения фазопереходных теплоаккумулирующих материалов на примере модифицированного парафина и емкостных накопителей теплоты в явном виде на примере щебня. Наиболее важными результатами являются: аналитические зависимости для расчета температур рабочих тел адекватно описывают физический процесс аккумуляции теплоты при учете экспериментальных данных по коэффициентам переноса; теплообмен между плотным слоем щебня и потоком воды проходит с высокой интенсивностью, средний коэффициент межкомпонентного теплообмена =80 Вт/(м2К); модифицированный парафин Т3 как фазопереходный материал в 7.5–9.3 раза эффективнее аккумулирует низкопотенциальную теплоту солнечного излучения и воздуха в макете теплицы в сравнении с плотным слоем щебня; степень черноты поверхности аккумулирующих трубок с парафином составляет р=0.65. Значимость полученных результатов заключается в определении условий эффективного использования теплоаккумулирующих систем для тепличных хозяйств. В частности, для термостабилизации внутреннего объема макета теплицы обосновано применение модифицированного парафина Т3. Проблема гидравлического сопротивления слоя гранулированного материала, используемого в качестве теплообменной насадки в тепловых аккумуляторах явной теплоты, решается вертикальным расположением канала и организацией теплообмена с потоком воды, нагревающейся от низкопотенциальных источников теплоты. |
| |
Ключевые слова: теплообмен, солнечное излучение, теплица, фазопереходный материал, плотный слой щебня, температура, эффективность, хранение тепловой энергии.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2026.1-69.07
|
| 8 |
Гибридная структура ARBS-Net для точного прогнозирования энергопотребления в средах электромобильности, основанных на интеллектуальных сетях
Авторы: Grid-Driven Electric Mobility Environments 1Kosuri Sravani, 2B. Kavya Santhoshi, 1Pathivada Jagadeesh, 1Rambha Yamuna, 1Reddi Deepak Lakshman 1Godavari Institute of Engineering and Technology(A), Rajahmundry, India 2Godavari Global University, Rajahmundry, India
|
| |
Аннотация: 2Глобальный университет Годавари, Раджамундри.
Аннотация. Основная цель данного исследования заключается в разработке интеллектуальной системы прогнозирования для зарядных станций электромобилей (EVCS) и значительном повышении точности прогнозирования энергопотребления в интегрированных интеллектуальных сетях, использующих возобновляемые источники энергии. Эти цели достигаются путем решения следующих задач: реализация предварительной обработки данных для обработки отсутствующих значений, удаления выбросов и устранения несогласованных наблюдений для повышения надежности набора данных; выполнение инжиниринга признаков для генерации значимых временных и производных переменных, которые усиливают интерпретируемость модели; и проведение подробного эксплораторного анализа данных (EDA) для извлечения статистических тенденций, распознавания корреляций и выявления скрытых временных зависимостей в поведении энергопотребления. На подготовительных этапах разработан гибридный подход глубокого обучения (DL) с использованием радиальной базовой спайк-сети (ARBS-Net) путем объединения радиального базового ядра (RBF) с временным поведением спайк-нейронных сетей (SNN), усовершенствованных с помощью механизмов внимания для улавливания нелинейных колебаний и требуемых временных изменений. Наиболее важные результаты, полученные в ходе экспериментов на основе Python, подчеркивают улучшение прогнозирующей способности, при этом предлагаемая модель достигает среднеквадратичной ошибки (MSE) 0.1183, средней абсолютной ошибки (MAE) 0.2694, среднеквадратичной ошибки (RMSE) 0.3439 и общей точности прогнозирования, достигающей 0.99. Значимость результатов заключается в их способности
|
| |
Ключевые слова: электромобили, зарядные станции для электромобилей, глубокое обучение, предварительная обработка данных, проектирование признаков, разведочный анализ данных и внимательная радиально-базисная импульсная сеть.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2026.1-69.08
|
| 9 |
Хаотическая, основанная на внимании, рекуррентная трансформерная сеть для интеллектуальной диагностики неисправностей электросети
Авторы: 1Кишоре Р. Д., 2Киран А. Т., 2Абхинав А., 2Кумар С., 2Коушик С. Ч. 1Университет Годавари, Раджамандри, Индия 2Институт инженерии и технологий Годавари (А), Раджамандри, Индия
|
| |
Аннотация: Основная цель данного исследования — повысить уровень интеллекта систем диагностики неисправностей электросетей для решения всё более сложных сценариев неисправностей и обеспечения общей безопасности, стабильности и отказоустойчивости современных электросетей. Традиционные методы диагностики часто не справляются с обработкой многомерных, нелинейных и динамических данных, генерируемых в интеллектуальных сетях. Для преодоления этих ограничений в данном исследовании предлагается управляемая данными инфраструктура, основанная на глубоком обучении (ГО), представляющая собой новую гибридную архитектуру, называемую хаотической внимательной рекуррентной трансформаторной сетью (CARTNet). Предлагаемый метод начинается со сбора комплексных данных из различных источников, включая журналы неисправностей, системные параметры в реальном времени, метеорологические данные и данные о выработке возобновляемой энергии. Данные проходят этапы предварительной обработки, такие как интеграция, очистка и расширенный исследовательский анализ, для повышения качества и выявления скрытых признаков. CARTNet специально разработан для моделирования нелинейной динамики и временных зависимостей во временных рядах данных путём синергетического сочетания моделирования хаотических систем с рекуррентными трансформаторными механизмами, основанными на внимании, что обеспечивает более точную и надёжную идентификацию неисправностей. Наиболее важные результаты продемонстрированы с помощью обширного моделирования на Python, где CARTNet достигает точности диагностики неисправностей 99.88%, значительно превосходя традиционные модели глубокого обучения. Способность CARTNet изучать сложные закономерности и адаптироваться к разнообразным входным данным обеспечивает надежное и своевременное обнаружение неисправностей. Значимость полученных результатов заключается в том, что CARTNet представляет собой мощное и масштабируемое решение для интеллектуальной диагностики неисправностей в интеллектуальных сетях, закладывая прочную технологическую основу для будущего автоматизированной и устойчивой работы энергосистем. |
| |
Ключевые слова: сбор данных, предварительная обработка, исследовательский анализ.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2026.1-69.09
|
| 10 |
Гипермасштабная каскадная инфраструктура на основе Transformernet для прогнозирования остаточного срока службы аккумуляторов электромобилей
Авторы: 1Шива Ганеш Чинтхакула, 2Г. Сатья Нараяна, 1Д Инду, 1Ч. Рагхава Редди, 1Г. Лахари 1Инженерно-технологический институт Годавари (A), Раджамандри, Индия 2Глобальный университет Годавари, Раджамандри, Индия
|
| |
Аннотация: Точное прогнозирование остаточного срока службы (RUL) аккумуляторов электромобилей (ЭМ) является критически важным аспектом интеллектуальных систем управления аккумуляторами. Эффективное прогнозирование остаточного срока службы (RUL) не только обеспечивает безопасность и надежность транспортного средства, но и играет ключевую роль в оптимизации циклов зарядки, снижении затрат на техническое обслуживание и продлении общего срока службы аккумуляторов. В данной работе представлена комплексная платформа глубокого обучения (DL) для прогнозирования остаточного срока службы аккумуляторов ЭМ с использованием новой гипермасштабируемой каскадной архитектуры TransformerNet, разработанной для выявления долгосро0чных зависимостей и закономерностей деградации в поведении аккумуляторов. Предлагаемая система начинается со сбора данных, в ходе которого собираются такие параметры, как индекс цикла, напряжение, ток и временные характеристики. Исходные данные проходят предварительную обработку, которая включает очистку данных для устранения выбросов и обработки пропущенных значений, после чего проводится разведочный анализ данных (EDA) для извлечения значимых закономерностей с помощью описательной статистики, анализа распределения и построения тепловых карт корреляций. Затем данные проходят через конвейер проектирования признаков, где применяется масштабирование признаков с использованием нормализации Min-Max для повышения эффективности обучения модели. Обработанный набор данных затем разделяется на обучающий и тестовый наборы, сохраняя целостность данных для беспристрастной оценки. Ядром модели является Hyperscale-Cascaded TransformerNet, модель DL, которая использует каскадные слои трансформатора для моделирования сложных временных соотношений и нелинейного поведения деградации, присущего производительности батареи с течением времени. Валидация модели и оценка производительности проводятся с помощью программного обеспечения Python, а метрики производительности измеряются в терминах метрик ошибок, таких как средняя абсолютная ошибка (MAE) 0.062, среднеквадратическая ошибка (MSE) 0.0006, среднеквадратическая ошибка (RMSE) 0.0245 и коэффициент детерминации (R²-score) 0.9993. Экспериментальные результаты показывают, что предлагаемая модель на основе трансформатора превосходит традиционные методы машинного обучения (ML) с точки зрения точности и надежности в революционных системах управления батареями электромобилей. |
| |
Ключевые слова: прогнозирование остаточного ресурса аккумуляторов, аккумуляторы электромобилей, гипермасштабная каскадная архитектура TransformerNet, EDA, программное обеспечение Python.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2026.1-69.10
|
| 11 |
Минимизация энергозатрат в процессе криоконсервирования растительной продукции
Авторы: Митропов В.В., Румянцева О.Н., Плужникова Д.В., Полонская М.С., Шульган К.А., Сигунов Р.В., Шеин В.М. Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Российская Федерация
|
| |
Аннотация: Статья посвящена исследованию энергетической эффективности процессов криоконсервирования растительной продукции и поиску путей оптимизации режимов работы холодильного оборудования. Целью работы является разработка и исследование рациональных режимов обработки холодом растительной продукции в процессе ее криоконсервирования для минимизации энергозатрат. Для достижения цели были решены задачи: экспериментальное изучение влияния условий замораживания на кинетику процесса и удельные энергозатраты; оценка влияния морфологической структуры и предварительной термообработки на внутреннее термическое сопротивление объектов; анализ возможности косвенного контроля состояния продукта на основе энергетических характеристик системы. Объектом исследования являлся процесс криоконсервирования двух типов образцов с различной тканевой структурой (бланшированное яблоко и клюква) в экспериментальном стенде со статической системой охлаждения. Установлено, что при идентичных условиях (t = -15 °C) время обработки ягод клюквы составляет ~4.75 ч (криоскопическое плато — ~1.5 ч); для бланшированных яблок эти показатели возрастают до ~7.2 ч и ~2.5 ч, соответственно. Показано, что бланширование снижает эффективную теплопроводность продукта, увеличивая время фазового перехода. Наиболее важным результатом является установление зависимости между изменением коэффициента рабочего времени компрессора и стадией фазового перехода в растительном продукте. Выявлено, что значительное переохлаждение в ягодах клюквы обеспечивает высокую скорость нуклеации мелких кристаллов, что минимизирует деструкцию клеточных структур при низких скоростях отвода теплоты. Значимость полученных результатов заключается в разработке методики косвенного контроля процесса замораживания через штатные системы автоматизации без использования инвазивных датчиков. Это позволяет оптимизировать алгоритмы управления и снизить непроизводительные энергозатраты в системах хладоснабжения. |
| |
Ключевые слова: Минимизация энергозатрат в процессе криоконсервирования растительной продукции
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2026.1-69.11
|
| 12 |
Оперативное прогнозирование выработки ветроэнергетических установок с использованием кластеризации и детектирования выбросов
Авторы: 1Матренин П.В., 2Хамитов Р.Н. 1Уральский федеральный университет, Екатеринбург, Российская Федерация 2Тюменский индустриальный университет, Тюмень, Российская Федерация
|
| |
Аннотация: Оперативное прогнозирование выработки ветроэнергетических установок является важной задачей для электроэнергетических систем с высокой долей возобновляемых источников энергии, поскольку точность оценки мощности на оперативном горизонте непосредственно влияет на устойчивость энер-госистемы, потребность в балансирующих ресурсах и экономические показатели эксплуатации. Важ-ной задачей при построении прогнозных моделей является наличие в данных выбросов, искажений измерений и выраженная неоднородность режимов работы ветроустановок. Целью настоящего ис-следования является разработка и анализ подхода к оперативному прогнозированию выработки вет-роэнергетических установок по с учетом выбросов и эксплуатационных режимов работы оборудова-ния. В работе предложен двухэтапный метод, включающий детектирование выбросов и кластериза-цию эксплуатационных состояний на основе плотностных алгоритмов, а также построение отдельных регрессионных моделей для выделенных кластеров режимов, что позволяет учитывать неоднород-ность эксплуатации и снижать ошибку прогнозирования в отдельных режимах работы ветроустанов-ки. Наиболее значимым результатом исследования является установленная зависимость эффективно-сти кластер-ориентированного моделирования от аппроксимирующей способности используемой модели. Установлено, что для моделей с ограниченной обобщающей способностью учет режимов работы позволяет существенно снизить типичную ошибку прогноза в режимах высокой мощности, тогда как для моделей с высокой обобщающей способностью единая модель демонстрирует сопоста-вимое или лучшее качество по интегральным метрикам. Дополнительно показано, что кластеризация эксплуатационных режимов может использоваться для автоматического выявления выбросов и не-штатных состояний. Практическая значимость работы заключается в возможности применения пред-ложенного подхода для оперативного прогнозирования выработки ветроустановок при наличии про-гноза метеорологических параметров на малом горизонте, а также для анализа качества данных и режимов эксплуатации оборудования, что повышает надежность и эффективность управления ветро-энергетическими объектами. |
| |
Ключевые слова: ветроэнергетическая установка, ветроэлектрическая станция, прогнозирование генерации, кластери-зация, DBSCAN, детектирование выбросов.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2026.1-69.12
|
| 13 |
Перспективные варианты развития системообразующих сетей энергосистемы Республики Молдова при параллельной работе с ENTSO-E
Авторы: Зайцев Д., Голуб И., Тыршу М., Калошин Д., Фортуна К. Технический Университет Молдовы, Институт Энергетики, Кишинев, Республика Молдова
|
| |
Аннотация: Цель работы заключается в определении оптимальной топологии и стратегических направлений развития межгосударственных и системообразующих сетей, способных обеспечить диверсификацию электроснабжения, повышение энергетической безопасности страны и успешную интеграцию в европейский рынок электроэнергии. Поставленная цель достигается посредством решения следующих задач: формированием перспективных сценариев и созданием соответствующих расчетных моделей, проведением на их основе расчетов нормальных и утяжеленных режимов, а также анализом режимных параметров позволяющих оценить техническую эффективность предлагаемых вариантов.
В ходе исследования была выполнена программа расчетных экспериментов и определены режимные характеристики вариантов развития сетей, а также оценены запасы статической устойчивости. Сравнительный анализ осуществлялся путем моделирования нескольких альтернативных сценариев развития, включающих модернизацию существующих, а также строительство новых линий электропередачи на напряжение 330 и 400кВ, с последующей оценкой технической эффективности предлагаемых решений. Наиболее важным результатом является определение перспективных сценариев развития Республиканской энергосистемы, которые в современных условиях могут обеспечить не только выполнение технических требований ENTSO-E (European Network of Transmission System Operators For Electricity), но и минимизацию потерь электроэнергии, а также позволят увеличить значения коэффициентов запаса по статической устойчивости. Рассмотренные варианты могут привести к снижению вероятности системных аварий, большей гибкости при изменении баланса мощности и, следовательно, повышению надежности энергоснабжения. Значимость полученных результатов состоит в том, что они могут представлять основу для оптимизации принятия решений в области перспективного развития энергетического сектора Молдовы. Результаты исследования также могут быть использованы для планирования капиталовложений, разработки долгосрочных программ развития в энергетической сфере, что позволит республиканской энергосистеме эффективно функционировать в составе европейского энергообъединения, способствуя устойчивому развитию и повышению энергетической независимости. |
| |
Ключевые слова: линия электропередачи, межсистемная связь, энергообмен, нормальный режим, статическая устойчивость, потери мощности.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2026.1-69.13
|
| 14 |
Оценка параметров трехфазного асинхронного двигателя за экспериментальными данными и расчетом модели на основе SINDYc
Авторы: Сподоба М.А., Сподоба А.А., Ковальчук С.И. Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины, Киев, Украина
|
| |
Аннотация: Целью работы является исследование динамического поведения асинхронных двигателей и оценка ключевых электромеханических параметров с использованием метода SINDYc в условиях, когда есть только результаты испытаний холостого хода, короткого замыкания и датасет с эталонными данными различных трехфазных асинхронных двигателей серии АИР. Для достижения поставленных целей использовались общие методы физики, трехмерное моделирование, обработка и визуализация результатов в программе Wolfram Mathematica. Рабочая гипотеза исследований состоит в том, чтобы исследовать возможности применения SINDYc для оценки динамики ключевых электромеханических параметров трехфазных асинхронных двигателей при ограничении исходных данных и наличии эталонных данных различных трехфазных асинхронных двигателей серии АИР. Наиболее важным результатом является сочетание параметров полученных из эксериментов холостого хода и короткого замыкания трехфазного асинхронного двигателя с датасетом характеристик различных двигателей соответствующей серии, а неизвестные величины находятся с помощью разработанной математической модели и использования расчетных соотношений, приведенных в данной работе. Значимость полученных в работе результатов исследований состоит в том, что на основе разработанного метода можно проводить анализ динамического поведения асинхронных двигателей и проведение оценки динамики ключевых электромеханических параметров электрического двигателя методом SINDYc в условиях, когда есть только результаты испытаний холостого хода и короткого замыкания. Результаты анализа разреженности модели SINDYc показали, что в исследованном диапазоне пороговых значений точность на тестовой выборке практически не меняется, в то время как количество активных членов в уравнениях меняется умеренно. Для большинства пороговых значений в интервале 0.01–0.50 было получено практически одинаковый средний уровень погрешности 0.047808, при этом модель содержит около 225 ненулевых членов. В ходе проверки достоверности идентифицированной модели SINDYc была получена стабильная численная симуляция на всем тестовом интервале, что указывает на пригодность найденной системы уравнений как прогностическое приближение динамики. |
| |
Ключевые слова: метод SINDYc, асинхронный электрический двигатель, электромагнитный момент, ротор, моделирование.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2026.1-69.14
|
| 15 |
Гибридная архитектура Carn-Transnet для точной оценки уровня заряда литий-ионных аккумуляторов в электромобилях
Авторы: 1Ч. Лила Кумари, 1Д. Рави Кишоре, 2М. Паван Калян, 2К. Бхавани Шанкар, 2К. Сай Кришна 1Глобальный университет Годавари, Раджахмундри, Индия 2Институт инженерии и технологий Годавари (A), Раджахмундри, Индия
|
| |
Аннотация: Основными целями исследования являются разработка и валидация новой системы оценки уровня заряда (SoC) литий-ионных батарей (LIB) в системах хранения энергии (ESS) электромобилей (EV) путем интеграции рекуррентной сети хаотического аттрактора (CARN) с технологиями трансформатора. Этот гибридный подход направлен на преодоление ограничений традиционных систем управления батареями (BMS), в частности при обработке зашумленных входных данных, долгосрочных зависимостей и дисбаланса данных. Эти цели были достигнуты за счет внедрения структурированной методологии, которая включает в себя балансировку данных для смягчения искаженных наборов данных, эксплораторный анализ данных (EDA) для обнаружения аномалий и распознавания образов, а также масштабирование характеристик для нормализации входных данных, что обеспечивает надежное и эффективное обучение модели. Гибридная модель классификации использует способность ARN к распознаванию временных паттернов наряду с мощным механизмом внимания Transformer, что обеспечивает превосходную адаптивность в различных условиях эксплуатации. Реализованный на Python, предложенный метод был тщательно протестирован в нескольких сценариях для подтверждения его надежности и точности. Наиболее важными результатами являются снижение среднеквадратичной ошибки (RMSE) до 0.9671, средней квадратичной ошибки (MSE) до 0.9352, средней абсолютной ошибки (MAE) до 0.793 и повышение коэффициента R² до 99.86 %, что в совокупности демонстрирует значительные улучшения по сравнению с традиционными методами оценки. Значение полученных результатов заключается в подтверждении достоверности предложенной модели. |
| |
Ключевые слова: литий-ионные аккумуляторы, системы управления аккумуляторами, хаотическая аттракторная рекуррентная сеть (CARN) и трансформатор, обработка данных, разведочный анализ данных, Python.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2026.1-69.15
|
| 16 |
Исследование энергоэффективной системы электрического пуска автономной энергетической установки с комбинированным источником питания
Авторы: 1Маслов И.З., 2Кулагин Д.А. 1Дунайский институт Национального университета «Одесская морская академия», Измаил, Украина 2Национальный университет «Запорожская политехника», Запорожье, Украина
|
| |
Аннотация: Основные цели исследования заключаются в теоретическом построении и научном обосновании комплексной методологии создания высокоэффективной и энергосберегающей системы электростартерного пуска транспортной дизель-генераторной установки, функционирующей от комбинированного источника электроснабжения, что необходимо для обеспечения гарантированного запуска двигателя в осложненных эксплуатационных условиях и радикального снижения непроизводительных энергетических потерь. Для достижения поставленных целей были решены следующие задачи: осуществлена детальная разработка теоретических основ методологии построения адаптивных систем пуска; проведено системное исследование рациональных топологий и схемных решений по интеграции комбинированных накопительных устройств в общую шину постоянного тока бортовой сети; разработаны, верифицированы и программно реализованы математические модели переходных процессов при активации режима комбинированного пуска; а также определены и оптимизированы параметры суперконденсаторных модулей для обеспечения стабильной и безотказной работы установки в условиях типовых ездовых циклов. Наиболее важными результатами являются сформулированная универсальная методология построения энергоэффективных систем пуска, а также установление количественных аналитических зависимостей между пиковыми значениями пускового тока, временем динамического ускорения стартера и удельным расходом топлива в зависимости от уровня энергии, запасенной в комбинированном накопителе; получено экспериментальное подтверждение возможности сокращения расхода топлива до 8.5 % на один цикл запуска за счет управляемого форсирования пусковых оборотов до 20 %; выполнен прецизионный расчет параметров накопителя, гарантирующего эффективную рекуперацию энергии в международных ездовых циклах. Значимость полученных результатов состоит в создании фундаментальной методологии проектирования интеллектуальных систем электростартерного пуска, которая позволяет теоретически доказать и практически реализовать преимущества интеграции суперконденсаторов, обеспечивая снижение требуемой емкости штатных аккумуляторов на 50%, кратное увеличение ресурса электрооборудования за счет демпфирования пиковых токовых нагрузок и качественное расширение возможностей энергосбережения в переменных режимах работы современных транспортных энергетических систем. |
| |
Ключевые слова: электрический транспорт, автономный транспорт, энергетическая установка, автоматическое управление, электрические аппараты, электрические машины, математическое моделирование, электротехнические системы и сети, энергетическое законодательство.
DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2026.1-69.16
|
|
|
|
 |