DSpace Collection:http://elar.tsatu.edu.ua/handle/123456789/1482024-01-20T06:34:29Z2024-01-20T06:34:29ZДослідження схемного рішення пристрою для застосування в якості фільтра лінійних несиметричних напругПопова, Ірина ОлексіївнаЧаусов, Сергій ВолодимировичPopova, IrynaChausov, Serhiihttp://elar.tsatu.edu.ua/handle/123456789/172742023-12-22T17:51:03Z2023-01-01T00:00:00ZTitle: Дослідження схемного рішення пристрою для застосування в якості фільтра лінійних несиметричних напруг
Authors: Попова, Ірина Олексіївна; Чаусов, Сергій Володимирович; Popova, Iryna; Chausov, Serhii
Abstract: UA: В роботі зроблений аналіз причин виникнення несиметричних режимів у мережі 0,38/0,22 кВ до яких приєднано електрообладнання сільських господарств, виявлені наслідки для роботи динамічного електрообладнання при несиметрії напруг мережі. Виявлено, що умовах експлуатації електроспоживачів несиметричний режим є звичайним робочим режимом сільських мереж 0,38/0,22 кВ. Обґрунтовано надійність діагностування несиметрії трифазної напруги за допомогою фільтрів симетричних складових, які розподіляються на фільтрові датчики напруги: прямої, зворотної і нульової послідовностей, в яких параметри складових елементів фільтрів напруги визначаються таким чином, щоб виділити ту, чи іншу симетричну складову напруги. Зроблено порівняння між фільтрами, що складаються з резистивно-конденсаторних кіл та схемним рішенням пристрою, що досліджується в роботі. Досліджено можливість використання схемного рішення пристрою, яке складається з двох лінійних індуктивних котушок без феромагнітних осердь з однаковими параметрами (активним опором та індуктивністю) і конденсатора в якості фільтру симетричних складових лінійних напруг прямої і зворотної послідовностей. Для розрахунку несиметричного режиму трифазних кіл застосовано спеціальний метод розрахунку – метод симетричних складових. Аналітичним розрахунком доведено, що досліджуване схемне рішення пристрою може бути використане в якості фільтру лінійних напруг зворотної послідовності: вольтметр, що включений у фазі «а» вимірює напругу зворотної послідовності, а вольтметр, включений у фазі «с» вимірює напругу прямої послідовності. Визначені співвідношення між активним і реактивним індуктивним опорами індуктивної котушки і ємністю конденсатора у схемному рішенні пристрою. EN: The paper analyzes the causes of unbalanced modes in the 0.38/0.22 KV network to which electrical equipment of rural farms is connected, and reveals the consequences for the operation of dynamic electrical equipment with unbalanced network voltages. It is revealed that under the operating conditions of electric consumers, the unbalanced mode is the usual operating mode of rural networks of 0.38/0.22 KV. The reliability of diagnostics of three-phase voltage asymmetry is justified using symmetric component filters, which are distributed to filter voltage sensors: forward, reverse and zero sequences, in which the parameters of the constituent elements of voltage filters are determined in such a way as to distinguish one or another symmetric component of voltage. A comparison is made between filters consisting of resistive-capacitor circuits and the circuit solution of the device studied in this paper. The article examines the possibility of using a circuit solution of a device that consists of two linear inductive coils without ferromagnetic cores with the same parameters (active resistance and inductance) and a capacitor as a filter for symmetric components of linear voltages of the forward and reverse sequences. To calculate the asymmetric mode of three – phase circuits, a special calculation method is used-the symmetric component method. Since the circuit solution of the device is connected by a star, there is no zero-sequence voltage component in the device circuit. Analytical calculation proved that the studied circuit solution of the device can be used as a filter of linear voltages of the reverse sequence: a voltmeter included in Phase "A" measures the voltage of the reverse sequence, and a voltmeter included in Phase "C" measures the voltage of the direct sequence. The relations between the active and reactive inductive resistances of the inductive coil and the capacitance of the capacitor in the circuit solution of the device are determined.2023-01-01T00:00:00ZВизначення оптимальних параметрів накопичуючих та генеруючих джерел електричної енергії в автономних локальних електричних системахГалько, Сергій ВіталійовичМірошник, О. О.Сивенко, М. М.Qawaqzeh, M. Z.Al_Issa, HuthaifaHalko, SerhiiMiroshnik, О.Syvenko, M.http://elar.tsatu.edu.ua/handle/123456789/172722023-12-22T17:31:23Z2023-01-01T00:00:00ZTitle: Визначення оптимальних параметрів накопичуючих та генеруючих джерел електричної енергії в автономних локальних електричних системах
Authors: Галько, Сергій Віталійович; Мірошник, О. О.; Сивенко, М. М.; Qawaqzeh, M. Z.; Al_Issa, Huthaifa; Halko, Serhii; Miroshnik, О.; Syvenko, M.
Abstract: UA: У статті розглянуті шляхи забезпечення безперебійного електропостачання споживачів в умовах стохастичної роботи генераторів на основі відновлюваних джерел енергії і визначені найбільш придатні параметри для зберігання електричної енергії та генеруючого обладнання в автономних локальних електричних системах. Наведено обґрунтування ролі накопичувачів електричної енергії за наявності відновлюваних джерел енергії в автономних локальних електричних системах зі стохастичним режимом роботи. Розглянуто основні положення моделей електричних систем, що використовується. Досліджено залежність параметрів накопичувача енергії залежно від складу генеруючих потужностей. Розглянуто реалізацію задачі визначення параметрів пристроїв накопичення електричної енергії методом цілеспрямованого моделювання. Обґрунтовано результати багатокритеріального вибору потужності та енергоємності накопичувача електричної енергії. Розроблено математичну модель визначення оптимальних параметрів пристроїв накопичення електричної енергії для автономних локальних електричних систем з використанням змішаного цілочисельного програмування з оптимізацією та врахуванням економічних показників. Розглянуто основні положення моделі, що використовується. Досліджено залежності параметрів накопичувачів електричної енергії від складу генерації автономних локальних електричних систем. EN: The article discusses ways to ensure uninterrupted power supply to consumers in the conditions of stochastic operation of generators based on renewable energy sources and identifies the most suitable parameters for storing electrical energy and generating equipment in autonomous local electrical systems. The substantiation of the role of electric energy storage in the presence of renewable energy sources in autonomous local electrical systems with stochastic mode of operation is provided. The main provisions of the model of electrical systems used are presented. The dependence of the parameters of the energy storage depending on the composition of the generating capacities has been studied. The implementation of the problem of determining the parameters of devices for accumulating electrical energy by the method of purposeful modeling is considered. The results of the multi-criteria selection of power and energy intensity of the electric energy storage device are substantiated.
A mathematical model for determining the optimal parameters of electric energy storage devices for autonomous local electrical systems using mixed integer programming with optimization and consideration of economic indicators has been developed. When compiling the optimization model, drives were considered together with generating sources. This is true from an economic point of view. However, electric energy accumulators are characterized by technical parameters and characteristics that differ from generators. Therefore, more attention was paid to these elements of the system and the algorithm for ensuring uninterrupted power supply to consumers in the conditions of stochastic operation of generators based on renewable energy sources. Determination of the optimal parameters of electricity storage devices for autonomous local power grids is carried out, first of all, based on technical and economic considerations. The dependencies of the parameters of electric energy storage devices on the composition of the generation of autonomous local electrical systems are studied.2023-01-01T00:00:00ZДослідження несиметричного режиму на роботу динамічного індуктивного навантаженняПопова, Ірина ОлексіївнаКвітка, Сергій ОлексійовичВовк, Олександр ЮрійовичPopova, IrynaKvitka, SerhiiVovk, Oleksandrhttp://elar.tsatu.edu.ua/handle/123456789/171452023-12-11T10:14:16Z2023-01-01T00:00:00ZTitle: Дослідження несиметричного режиму на роботу динамічного індуктивного навантаження
Authors: Попова, Ірина Олексіївна; Квітка, Сергій Олексійович; Вовк, Олександр Юрійович; Popova, Iryna; Kvitka, Serhii; Vovk, Oleksandr
Abstract: UA: В роботі проаналізовано причини виникнення несиметрії напруг у електричній мережі напругою до 1000 В. Запропоновано методику розрахунку фазних струмів при несиметрії напруг мережі при одночасному включенні однофазних і симетричних трифазних споживачів динамічного індукційного характеру (асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором). Дослідження передбачає еквівалентне перетворення, при якому несиметричне трифазне навантаження замінено на еквівалентне симетричне навантаження; симетрична лінія електропередачі з однаковими опорами замінена несиметричною лінією електропередачі з різними опорами. Режим мережі описано системою рівнянь згідно методу симетричних складових, законів Кірхгофа і комплексних чисел. Наведені рівняння розрахунку фазних струмів динамічного індуктивного навантаження в залежності від напруг і опорів прямої і зворотної послідовностей і математичні рівняння розрахунку опорів прямої і зворотної послідовностей динамічного індуктивного навантаження в залежності від частоти обертання (ковзання). Приведені рівняння ковзання динамічного навантаження в залежності від коефіцієнта несиметрії напруги зворотної послідовності, моментів прямої і зворотної послідовності та моменту опору робочої машини для різних коефіцієнтів, що характеризують механічну характеристику робочої машини. Приведена методика аналізу дозволяє розрахувати фазні струми динамічного індуктивного навантаження в несиметричному режимі. EN: The paper analyzes the causes of voltage asymmetry in the distribution network with a voltage of up to 1000 V. a method for assessing the state of asymmetry of a four-wire distribution network with simultaneous inclusion of single-phase and symmetrical three-phase consumers of a dynamic induction nature (asynchronous motors with a short-circuited rotor) is proposed. The study involves an equivalent transformation in which an unbalanced three-phase load is replaced by an equivalent symmetrical load; a symmetrical power line with the same resistances is replaced by an unbalanced power line with different resistances. The calculation of the coefficients of the ratios of Phase voltages between the neutral of the power supply to the terminals of a dynamic inductive load is provided for calculating the resistances of an unbalanced equivalent power line depending on the voltage asymmetry in the distribution network. The network mode is described by a system of equations according to the symmetric component method, Kirchhoff's laws, and complex numbers. Equations for calculating the phase currents of dynamic inductive load depending on the voltages and resistances of the forward and reverse sequences and mathematical equations for calculating the resistances of the forward and reverse sequences of dynamic inductive load depending on the speed of rotation (sliding) based on the parameters of a simplified asynchronous motor replacement scheme are given. Mathematical equations of the dependence of the sliding of a dynamic load (asynchronous motor) on the coefficient of asymmetry of the reverse sequence voltage, moments of the forward and reverse sequence depending on the asymmetry of the mains voltages and the moment of resistance of the working machine for various coefficients that characterize the mechanical characteristic of the working machine are given. The inverse sequence coefficient is calculated for linear network voltage complexes. The presented method makes it possible to calculate the phase currents and voltages of a dynamic inductive load, taking into account the voltage asymmetry coefficient of the reverse sequence, the load coefficient of the working machine.2023-01-01T00:00:00ZМоделювання автономної сонячної електростанції для дослідження режимів її роботиГалько, Сергій ВіталійовичМірошник, О. О.Сивенко, М. М.Shchur, T.Markowska, A.Halko, SerhiiMiroshnik, О.Syvenko, M.http://elar.tsatu.edu.ua/handle/123456789/171442023-12-11T09:38:07Z2023-01-01T00:00:00ZTitle: Моделювання автономної сонячної електростанції для дослідження режимів її роботи
Authors: Галько, Сергій Віталійович; Мірошник, О. О.; Сивенко, М. М.; Shchur, T.; Markowska, A.; Halko, Serhii; Miroshnik, О.; Syvenko, M.
Abstract: UA: В роботі представлені етапи моделювання автономної сонячної електростанції для дослідження режимів її роботи. Оцінка виконується за допомогою простого аналітичного методу вилучення параметрів, включених в рівняння поведінки фотоелектричного модуля (ФЕМ). Представлена математична модель фотоелектричного елемента (ФЕЕ) за допомогою середовища Matlab Simulink для знаходження параметрів нелінійного рівняння, що зв'язує струм (I) з рівнянням напруги (U). Використано простий і успішний метод для оцінки послідовного опору, коефіцієнта ідеальності, контролю точки максимальної потужності (ТМП), струму насичення і провідності, що шунтує, в сонячних елементах, що опромінюються. Розглядається конструкція DC-DC перетворювача та інтеграція DC-DC перетворювача з фотомодулем. DC/AC перетворювач, розроблений і змодельований за допомогою Matlab Simulink. Вхідні і вихідні дані перетворювача отримані в результаті моделювання в умовах відкритого контуру з постійною вхідною напругою постійного струму. Крім того, виходи беруться з перетворювача, подаючи на нього вихід фотоелектричного модуля. EN: The paper presents the stages of modeling an autonomous solar power plant to study the modes of its operation. The evaluation is performed using a simple analytical method for extracting the parameters included in the behavior equations of the photovoltaic module. A mathematical model of a photovoltaic cell is presented using the Matlab Simulink medium to find the parameters of a nonlinear equation that relates current to a voltage equation. Based on the Matlab Simulink environment, the maximum performance of autonomous photovoltaic systems was determined depending on the level of solar radiation and the state of charge of the battery. The results of the research show that the load on consumers is covered regardless of the level of solar radiation.
A simple and successful method was used to evaluate the sequential resistance, the coefficient of ideality, the control of the maximum power point, the saturation current and the shunt conductivity in irradiated solar cells.
A photovoltaic system model based on the maximum power point control method using the "Perturb and Observe" algorithm helps to analyze the performance of commercial PV modules. The general model of the photovoltaic module is designed with widely used units in the form of a masked subsystem block. The simulation results show excellent consistency with the performance curves given in the data sheets of the selected models.
The design of the DC-DC converter and the integration of the DC-DC converter with the PV module are considered. A DC/AC converter designed and simulated using the Matlab Simulink environment. The input and output data of the converter are obtained as a result of simulation in an open circuit with a constant DC input voltage. In addition, the outputs are taken from the converter, feeding the output of the photovoltaic module to it.
The output voltage and current of a photovoltaic DC-DC converter at changing exposure levels at a constant temperature are obtained.
The effect of the PI gain of the controller on the performance of the system has been checked. Increasing the gain increases the ascent time of the system and therefore improves the system's response to changes in temperature and radiation. The influence of the frequency of the maximum power point on the characteristic of the system is investigated. At 200 Hz, the response is slow, at 1 kHz, the response becomes faster. Increasing the frequency of the maximum power point above 1 kHz does not improve the response of the system, as the dynamics of the entire system are controlled by the dynamics of the converter.2023-01-01T00:00:00Z