Пасивні системи керування гібридними енергоустановками з елементами накопичення та генерування
Автор: Кузик Ростислав-Іван Валерійович
Кваліфікаційний рівень: магістр (ОНП)
Спеціальність: Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка (освітньо-наукова програма)
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: англійська
Анотація: АНОТАЦІЯ Кузик Р.- І. В. Пасивні системи керування гібридними енергоустановками з елементами накопичення та генерування, _85_сторінок, _0_таблиць, _48_рис.Керівник – к.т.н., доц. Білецький Юрій Олегович. Актуальність теми. Прагнення енергетичної незалежності зумовлює використання різного роду елементів генерування енергії та накопичувачів, що в свою чергу створює задачі, для якісного керування енергоустановкою та забезпеченням належних статичних та динамічних характеристик в цілому. Системи пасивного керування завдяки введенню додаткових взаємозв’язків та демпфування дають широкі можливості для налаштування, це особливо корисно у таких складних системах як гібридні енергоустановки з елементами генерування та накопичення енергії де потрібно узгоджувати роботу підсистем з врахуванням багатьох вимог, та це викликає складність налаштування для великих систем, що також потребує вирішення. Мета і задачі дослідження: забезпечення бажаних динамічних і статичних показників якості процесів енергоустановкою з елементами генерування та накопичення енергії, а також провести аналіз можливостей пасивного керування з формуванням бажаних взаємозв’язків та демпфувань при керуванні складними об’єктами. Задачі дослідження: ? здійснити аналіз елементів накопичення та генерування; ? провести синтез керуючих впливів на гібридну енергоустановку; ? провести математичне дослідження статичних та динамічних процесів при застосуванні синтезованих керуючих впливів; ? дослідити зміни керуючих впливів при поступовому ускладненні структури об’єкту керування; ? здійснити порівняльний аналіз отриманих результатів та зробити висновки щодо гранулярного синтезу керуючих впливів складних систем. Об’єкт дослідження – статичні та динамічні характеристики гібридної енергоустановки з елементами накопичення та генерування. Предмет дослідження – регулятори системи пасивного керування з формуванням бажаних взаємозв’язків, що дають можливість скорегувати перетікання енергії в середині замкненої системи а отже – здійснити налаштування в залежності від бажаного результату. Ключові слова: гібридна енергоустановка, пасивне керування, сонячна енергоустановка, акумуляторна батарея, супер-конденсатор. У першому розділі пояснювальної записки здійснено аналіз елементів генерування. Наведено загальні відомості та їхню класифікацію. Розглянуто структурні схеми під’єднання та відбору генерованої енергії вітрових енергоустановок. Наведено основні способи керування положенням сонячних енергоустановок. Проаналізовано функціональні схеми активного та напів-активного способів відбору та розподілу генерованої енергії. Розглянуто елементи накопичення, класифікацію, проведено оцінку переваг та недоліків їхнього застосування. У другому розділі висвітлено методи синтезу пасивних систем, приведено алгоритм синтезу пасивної системи керування з формуванням бажаних взаємозв’язків та демпфувань. Проведено процедуру синтезу для гібридної енергоустановки, що складається з сонячної енергоустановки та акумуляторної батареї. Сформовано декілька можливих керуючих впливів на систему шляхом формування бажаних взаємозв’язків та демпфувань. Проведено математичне дослідження синтезованих законів керування при їхньому застосуванні до об’єкту керування. Та наведено результати порівняльного аналізу роботи синтезованих систем. У третьому розділі проведено процедуру синтезу для ускладненої гібридної енергоустановки, що складається з сонячної енергоустановки, акумуляторної батареї і навантаження. Розглянуто можливість застосування системи пасивного керування до об’єкту керування, в якому під’єднано додатковий елемент, який не врахований при синтезі системи керування. Проведено математичне дослідження синтезованих законів керування при їхньому застосуванні до об’єкту керування. Та наведено результати порівняльного аналізу роботи синтезованих систем як при повному врахування елементів гібридної енергоустановки. У четвертому розділі пояснювальної записки здійснено процедуру синтезу для гібридної енергоустановки, що складається з сонячної енергоустановки, акумуляторної батареї, супер-конденсатора і навантаження. Синтезовано низку регуляторів з різними параметрами та керуючими впливами на об’єкт керування. Здійснено математичне моделювання роботи об’єкту керування при застосуванні синтезованих регуляторів. Здійснено дослідження забезпечення якісних характеристик об’єкту керування, системою пасивного керування, що неповністю враховує об’єкт керування. Отримані результати було проаналізовано та проведено порівняльний аналіз між застосованими керуючими впливами. Сформульовані висновки та рекомендації щодо синтезу таких систем.