Репозиторій ЧДТУ
Репозиторій ЧДТУ зберігає і дозволяє легкий і відкритий доступ до всіх видів цифрового контенту, включаючи текст, зображення, анімовані зображення, MPEG і набори даних
Дізнатися більше
Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал:
https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6407| Назва: | Автоматизація керування комплексом відновлюваної енергії |
| Автори: | Міценко, Сергій Анатолійович Сидоренко, Антон Олександрович |
| Дата публікації: | чер-2024 |
| Короткий огляд (реферат): | Дослідження системи керування WPP (Wind Power Plant) та управління вітровими турбінами виявилося ключовим для розуміння процесів, що відбуваються на вітряних електростанціях. Однією з основних висновків є те, що ефективне управління цими системами є необхідним для досягнення оптимальної ефективності та економічної вигоди. Метою дослідження було виявлення оптимальних стратегій управління, спрямованих на максимізацію виробництва електроенергії та зниження витрат на обслуговування. Для досягнення цієї мети було аналізовано різноманітні аспекти систем керування WPP, включаючи алгоритми роботи турбін, стратегії розподілу навантаження, а також методи підтримки та діагностики у разі виникнення несправностей. Одним з ключових висновків була необхідність розробки адаптивних та гнучких стратегій управління, які б враховували змінні умови довкілля, погодні умови та технічний стан турбін. Це дозволить оптимізувати використання ресурсів, забезпечуючи при цьому стабільну та ефективну роботу електростанцій. Також, дослідження підкреслило важливість використання передових технологій у системах керування WPP, таких як штучний інтелект, машинне навчання та алгоритми оптимізації, для досягнення найкращих результатів управління та моніторингу вітряних електростанцій. Зазначені у дослідженні робота контролера зовнішнього контуру та робота вітрогенераторів зі змінною та постійною потужністю виявилися ключовими аспектами оптимізації роботи вітрових турбін. Загальним висновком є те, що ефективне управління та моніторинг вітрових електростанцій забезпечує не лише стабільну роботу турбін, але й дозволяє максимізувати їхню продуктивність та тривалість служби, що в свою чергу сприяє розвитку вітроенергетики як екологічно чистого та стійкого джерела електроенергії. |
| URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6407 |
| Розташовується у зібраннях: | 174 Автоматизація, комп'ютерно-інтегровані технології та робототехніка (Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані системи та компоненти) |
Файли цього матеріалу:
| Файл | Опис | Розмір | Формат | |
|---|---|---|---|---|
| Б_151_2024_Сидоренко.pdf Restricted Access | 1.43 MB | Adobe PDF | Переглянути/Відкрити Запит копії |
Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищено авторським правом, усі права збережено.
Extracted text
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ФАКУЛЬТЕТ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ І СИСТЕМ КАФЕДРА РОБОТОТЕХНІКИ ТА СПЕЦІАЛІЗОВАНИХ КОМП’ЮТЕРНИХ СИСТЕМ Пояснювальна записка до кваліфікаційної роботи освітнього ступеня «бакалавр» на тему: АВТОМАТИЗАЦІЯ КЕРУВАННЯ КОМПЛЕКСОМ ВІДНОВЛЮВАНОЇ ЕНЕРГІЇ Виконав: здобувач вищої освіти 2 курсу, групи АКІТС-2299 спеціальності 151 Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології Антон СИДОРЕНКО (ім'я та ПРІЗВИЩЕ) Керівник Сергій МІЦЕНКО (ім'я та ПРІЗВИЩЕ) Рецензент (ім'я та ПРІЗВИЩЕ) Черкаси 2024 року ЗМІСТ СПИСОК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ ТА СКОРОЧЕНЬ .......................................... 3 ВСТУП .......................................................................................................................... 4 1 АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА ...................................................................................... 6 1.1 Операційні системи SCADA на вітрових електростанціях ........................... 6 1.2 Параметри системи SCADA вітроелектростанції ........................................ 10 1.3 Використання SCADA для управління системою вітрогенераторів .......... 12 1.4 Головні завдання та функціональність системи керування вітрогенератором ........................................................................................................................... 14 1.5 Організація SCADA для вітрової електростанції. ........................................ 17 2 УПРАВЛІННЯ ТА МОНІТОРИНГ ВІТРОВИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ ............. 20 2.1 Розподіл даних у мережі для системи SCADA ............................................. 20 2.2 Компоненти системи SCADA ......................................................................... 24 2.3 Стандарти для приєднання вітрових електростанцій до мережі ................ 27 2.4 Система керування WPP ................................................................................. 28 2.5 Керування вітровими турбінами .................................................................... 31 2.6 Сталий контроль .............................................................................................. 33 2.7 Управління вітряними електростанціями ..................................................... 37 3 ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ОПТИМІЗАЦІЯ РОБОТИ ВІТРОВИХ ТУРБІН ............. 41 3.1 Дослідження роботи контролера зовнішнього контуру ............................... 41 3.2 Робота WTG зі змінною потужністю ............................................................. 44 3.3 Робота WTG із постійною потужністю ......................................................... 46 3.4 Система спостереження за станом вітряних електростанцій ..................... 51 ВИСНОВКИ ............................................................................................................... 57 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ .................................................................. 59 ЧДТУ.242267.001 ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Розроб. Сидоренко Літ. Лист. Листів Перевір. Міценко Автоматизація керування 2 61 комплексом відновлюваної енергії. Реценз. Пояснювальна записка Н. Контр. ЧДТУ, АКІТС-2299 Затверд. Лукашенко СПИСОК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ ТА СКОРОЧЕНЬ CM (Condition monitoring) – Моніторинг стану CMS (Condition monitoring system) – Система моніторингу стану DCS (Distributed control system) – Розподілена система управління HVDC (High-voltage direct–current) – Високовольтний постійний струм IEDs (Intelligent electronic devices) – Інтелектуальні електронні пристрої KPIs (Key Performance Indicators) – Ключові показники ефективності OLT (Optical Line Terminal) – Термінал оптичної лінії OPC (Open connectivity) – Відкрите підключення ONU (Optical network unit) – Блок оптичної мережі PCC (PC Controller) – Контролер ПК PLC (Programmable Logic Controller) – Програмований логічний контролер SOE (Sequence of events) – Послідовність подій WTG (Wind turbine generator) – Вітрогенератор WPP (Wind power farms) – Вітряні електростанції WTGs (Wind turbine generation system) – Система вітрових турбін Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 3 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата ВСТУП SCADA – це абревіатура, яка означає «Диспетчерське керування та збір даних». Це важливий інструмент для контролю та моніторингу різних вимірювань системи генерації вітряних турбін (WTG), і його зазвичай додають разом із вітровими турбінами. SCADA служить основним інтерфейсом між оператором WTG та обладнанням WTG [1–4]. Це дозволяє інтегрувати всю інформацію про ВЕУ, метеорологічну щоглу та підстанцію в одній точці контролю, повторного захоплення та зберігання робочих даних від ВЕУ та різних сигналів тривоги. Крім того, SCADA дозволяє надсилати керуючі сигнали від оператора вітрової електростанції до контролера вітрової турбіни. В даний час тенденція до виробництва електроенергії з відновлюваних джерел енергії широко поширена в багатьох проектах. В найближчому майбутньому будуть побудовані вітрові електростанції (WPP). Очікуване зростання вітроелектростанцій (WPP) суттєво вплине на контроль, роботу та керування електричною мережею сьогодні. Для вивчення підсистем WTG (WTG) (турбіни, колекторної системи, підстанцій тощо) проводиться багато досліджень та досліджень, які обговорювалися та розглядалися в багатьох публікаціях [5–10]. Однак інфраструктура систем SCADA та відповідних комунікаційних мереж на вітрових електростанціях відносно менше опрацьовуються та рідко обговорюються [10–12]. Типова вітроелектростанція складається з вітрових турбін, метеорологічної системи та місцевої мережі вітрових турбін, пункту збору та трансформаторної підстанції. Силові кабелі різної площі поперечного перерізу використовуються для передачі електроенергії від вітрових турбін, які підключаються до системи об’єкта через трансформатори та розподільні лінії [13]. Суттєві характеристики SCADA, необхідні для системи вітрових електростанцій, можна підсумувати наступним чином: − Зазвичай, щоб гарантувати безпеку техніків, які працюють всередині вітрової електростанції, чітка ієрархія повинна бути заздалегідь визначена для всіх користувачів. Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 4 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата − Для інтеграції даних ВЕУ, підстанції та метеорологічної вежі в єдину систему. − Забезпечити частий доступ до даних вітроенергетики з локального ПК, розміщеного в будівлі підстанції, і віддалено з диспетчерських центрів. − Протоколи зв'язку, які використовує система, мають бути сумісними з іншими. − Необхідно відобразити декілька параметрів для кожного компонента вітрової установки. Метою роботи – оптимізація роботи вітрових турбін з метою підвищення ефективності та надійності їхньої роботи. Для досягнення поставленої мети потрібно вирішити наступні завдання: − проаналізувати операційні системи SCADA, вивчити параметрів вітроелектростанцій та їхнього використання для управління вітрогенераторами; − вивчити розподіл даних у мережі для систем SCADA, дослідження компонентів цих систем, а також вивчення стандартів для приєднання вітрових електростанцій до мережі; − дослідити системи керування WPP, управління вітровими турбінами, сталий контроль роботи систем, а також управління вітряними електростанціями. Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 5 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА 1.1 Операційні системи SCADA на вітрових електростанціях Дана робота присвячена ознайомленню з новітніми технологіями керування та автоматизації вітроелектростанцій. Для належного управління такими станціями необхідно виконати наступні умови: − Отримати цифрові дані від вітрогенераторів (ВЕС): активні попередження, поточний статус (готовий, працює, зупинений, призупинений), а також аналогові дані – генерована потужність (кВт), коефіцієнт потужності, швидкості (вітрогенератора, ротора), температури, струми та напруги по трьох фазах. − Використати метеорологічну вежу або Met-щоглу для вимірювання швидкості та напрямку вітру, атмосферного тиску, температури повітря, стану батареї живлення. Така вежа може бути окремо встановленою або пересувною з монтованими метеоприладами. Met-щогли відіграють ключову роль, оскільки точні дані про швидкість вітру потрібні для розрахунку очікуваної генерації ВЕС та перевірки навантажень на турбіни. − Контролювати дані з підстанції: лінійні напруги та струми, передану активну та реактивну потужність, стан автоматичних вимикачів, попередження та події від систем захисту. Оператор має мати можливість змінювати різні параметри системи, включно з командами відкриття/закриття головного вимикача. − Керувати самими ВЕС, подавати команди запуску/зупинки, використовувати систему орієнтації по вітру, отримувати дані про виробництво електроенергії. Система SCADA дозволяє генерувати різноманітні звіти на основі зібраних даних: вироблену потужність, криві потужності, доступність турбін, статистику відмов, дані вітру (швидкість, турбулентність), активну/реактивну потужність та коефіцієнт потужності на підстанції. Системи SCADA зберігають, витягують, і Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 6 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата експортують величезну кількість даних різноманітним зацікавленим сторонам, кожен з різними потребами. Центр керування повинен мати можливість швидко й ефективно маніпулювати сигналами тривоги та умовами системи, виявляючи першопричину несправностей, не приховуючи їх за допомогою каскадної сигналізації. Структура системи SCADA для вітряних електростанцій представлена на рисунку 1.1. Віддалений контроль і діагностика – з віддаленого диспетчерського пункту має бути можливість оперативно обробляти та аналізувати дані для вирішення експлуатаційних та системних проблем. Рисунок 1.1 – Архітектура системи SCADA у вітряній електростанції Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 7 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Крім того, історичні дані SCADA можуть використовуватися для верифікації обчислювальних моделей або вдосконалення нових моделей. Власники активів: цей пакет використовує дані SCADA для розрахунку прибутку від електроенергії та оцінки втрат енергії тощо. Система SCADA вітряної ферми. Вітрогенератор складається з самих вітряних турбін, автоматів відключення та підвищувального трансформатора. Напруга, що генерується кожною вітровою турбіною, підвищується за допомогою перетворювача напруги. Вітрові турбіни об'єднуються в групи, кожна з яких підключена до колекторної шини через автомат відключення. Кілька згрупованих ліній підключаються до високовольтного трансформатора (HV), який підвищує напругу до рівня передачі [14–16]. На рисунку 1.2 показана типова однолінійна схема WTG. Вітрові електростанції поділяються на різні зони: зона вітрових турбін, зона живлення колектора, зона колекторної шини, зона високовольтних трансформаторів і зона лінії електропередач. Рисунок 1.2 – Конфігурація типової вітрової електростанції Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 8 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Основними компонентами WTG є вітрові турбіни, метеорологічна система та електросистема [15]. Системи SCADA, з іншого боку, використовуються для віддаленого моніторингу, збору даних, реєстрації даних і контролю в реальному часі [16]. Дистанційно система збирає інформацію про роботу компонентів WTG і на основі цієї інформації центр керування виконує відповідні дії. Кожна WTG має спеціальне з'єднання з локальним диспетчерським центром для моніторингу та контролю в реальному часі. Один центр керування може дистанційно керувати однією або декількома вітровими електростанціями. Системи SCADA у WPP охоплюють широкий спектр застосувань. Три основні програми: система SCADA турбін, система SCADA вітрової електростанції та система SCADA безпеки [6–8]. Програмне забезпечення включає два типи програмного забезпечення: SCADA та прикладне програмне забезпечення. Робочі станції оператора підключені до мережевої архітектури, що дозволяє контролювати роботу в режимі реального часу. Рішення SCADA включають: − Системи SCADA для нагляду, моніторингу, керування та звітності про роботу WTG. Ці системи дозволяють операторам віддалено відстежувати та контролювати роботу вітрових турбін, збирати дані про їхню продуктивність та генерувати звіти. − Системи запису послідовності подій (SOE) для точного відстеження тривог та подій, що скорочує час на усунення несправностей. Ці системи записують час, дату та опис кожної події, що відбувається на вітровій електростанції, що дозволяє швидко ідентифікувати проблеми. − Мережеві рішення, які включають послуги з оцінки, проектування, впровадження, управління та аудиту інфраструктури. Ці послуги допомагають вітровим електростанціям створити надійну та безпечну мережу, яка може ефективно передавати електроенергію. − Програмне забезпечення для вітрових електростанцій, яке спеціально розроблене для потреб вітрової енергетики. Це програмне забезпечення Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 9 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата може включати інструменти для моніторингу продуктивності, прогнозування виробництва, оптимізації роботи та управління активами. − Програмне забезпечення для проектування та експлуатації, яке дозволяє розширювати та оновлювати систему SCADA у міру зростання вітрової електростанції. Це програмне забезпечення забезпечує гнучкість, необхідну для адаптації до мінливих потреб вітрової електростанції. − Програмне забезпечення для брандмауера та безпеки, яке захищає промислові мережі від кіберзагроз. Це програмне забезпечення є важливим для забезпечення безпеки та надійності вітрової електростанції. − Системи управління та контролю вітряної електростанції, які дозволяють операторам координувати та оптимізувати роботу всіх компонентів вітрової електростанції. Ці системи забезпечують максимальну продуктивність та ефективність вітрової електростанції. Для ефективного керування WTG необхідні різні рішення. Високоефективна система керування вітряними турбінами включає програмне забезпечення SCADA для моніторингу, збору даних, управління та звітності, а також надійні системи автоматизації та мережеві технології. 1.2 Параметри системи SCADA вітроелектростанції Системи SCADA та надійні системи керування вітровими турбінами суттєво покращують роботу як окремого генератора вітрової турбіни, так і всієї вітрової електростанції. Зазвичай системи керування вітровими турбінами проектуються з акцентом на максимальну доступність. Вітрові електростанції повинні оперативно реагувати на коливання попиту на електроенергію. Для оптимізації роботи окремих вітряних електростанцій та управління цілим парком з метою підвищення ефективності, економії коштів та покращення загального управління активами необхідне надійне рішення для керування. Система керування в поєднанні з інтегрованим блоком керування вітровою турбіною та технологією SCADA може допомогти керувати як окремими вітровими турбінами, так і ширшими ресурсами вітрової електростанції, сприяючи Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 10 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата зменшенню простою генератора та підвищенню його доступності. Рішення для керування вітровими турбінами охоплюють системи автоматизації для вітрових турбін та вітряних електростанцій. Широкий спектр систем керування вітровими турбінами може використовуватися як для офшорних, так і для наземних вітроелектростанцій та управління ними. Ці рішення сприяють безперебійній та економічно ефективній роботі вітрових турбін та ферм. Прогнози енергії, що генерується вітровими електростанціями, збираються системними операторами для покращення графіків передачі електроенергії як з вітрових електростанцій, так і з традиційних генераторів, з метою підтримки безпеки системи при коливаннях потужності вітру [14, 15]. Загальна схема управління вітроенергетичною системою показана на рисунку 1.3. Центр керування вітровою електростанцією отримує команди диспетчеризації електроенергії від оператора системи. Рисунок 1.3 – Загальна структура керування для енергетичної системи та вітрової електростанції Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 11 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Отже, система SCADA розподіляє опорні рівні потужності між контролерами окремих вітрогенераторів, що, у свою чергу, сприяє тому, щоб вітрова електростанція відповідала вимогам диспетчерських замовлень оператора системи [16–19]. Крім того, вітроелектростанції, оснащені системами управління потужністю, здатні брати участь у ранніх етапах відновлення вітроенергетичної системи. Вітер – це нескінченно поновлюване джерело енергії, яке можна використовувати як джерело енергії преміум-класу за умови правильного розміщення та застосування новітніх технологій виробництва турбін. На вітровій електростанції окремі вітрогенератори підключені до системи збору середньої напруги (СН) та мережі зв'язку [20]. Потім електроенергія середньої напруги підвищується за допомогою трансформатора до рівня системи передачі високої напруги (HV) та електричної мережі. У міру збільшення кількості генераторів WTG на вітровій електростанції потреба в управлінні цими активами стає дедалі важливішою. Система SCADA забезпечує доступ у режимі реального часу до діагностики генераторів вітрових турбін та дозволяє легко керувати даними вітроенергетики та безперервно спілкуватися з віддаленими об'єктами виробництва вітряної енергії. Таким чином, ці системи повинні підтримувати роботу декількох комунікаційних мереж (мікрохвильових, стільникових, волоконно-оптичних, радіо тощо) та включати схеми резервування та відновлення після відмови. Управління генеруючими ресурсами вітрової електростанції допомагає скоротити час простою генерації турбін та підвищити доступність завдяки тому, що вітрова система SCADA є частиною стратегії вітрової автоматизації. 1.3 Використання SCADA для управління системою вітрогенераторів Система SCADA використовується для нагляду, моніторингу та дистанційного керування вітровими турбінами та вітряними парками. Вона забезпечує повний контроль та нагляд за всіма турбінами та парком загалом у віддаленому режимі [21-23]. Система SCADA може працювати на робочій станції Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 12 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата оператора в диспетчерській вітрової електростанції або її можна відображати на будь-якому комп'ютері, підключеному до Інтернету, який має доступ до вітрової електростанції за допомогою протоколу зв'язку TCP/IP [24]. Рисунок 1.4 – Загальна система керування вітряною турбіною Загальна схема керування вітряною електростанцією показана на рисунку 1.4. Основні функції системи SCADA Системи SCADA для вітрових електростанцій пропонують широкий спектр функціональних можливостей, які можна узагальнити наступним чином: 1. Огляд вітряного парку. Відображення графічного інтерфейсу користувача (GUI) вітряного парку, що показує статус кожної турбіни. Відображення поточних значень струму, напруги та даних про виробництво електроенергії. 2. Керування вітряним парком. Можливість запускати/зупиняти роботу всієї вітрової електростанції, груп турбін або окремих вітряних турбін. Встановлення лімітів виробництва енергії для всієї вітрової Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 13 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата електростанції. Оптимізація виробництва енергії та мінімізація витрат на інфраструктуру та експлуатацію. 3. Огляд вітрової турбіни. Надання повного огляду всіх важливих параметрів вітряної турбіни, включаючи електричні параметри, швидкість обертання, кут нахилу, температуру та систему повороту. Моніторинг параметрів турбіни з віддаленої зони терміналу. Керування WTG через центральний інтерфейс. 4. Перегляд журналів. Забезпечення повного високорівневого уявлення про процес виробництва електроенергії. Фіксування інформації про дії користувачів, системні зміни у вітрових парках та оновлення стану системи. Перегляд гнучких структур даних журналу вітрової турбіни. Доступність та можливість сортування всіх відповідних даних журналу за різними параметрами. 5. Створення звітів. Автоматичне або ручне створення звітів на основі сигналу тривоги або тригера стану. Вилучення інформації з SCADA для цілей аналізу роботи (дослідження навантаження, аналіз продуктивності, ініціативи з енергозбереження тощо). Переформатування та автоматизація створення звітів. Створення графічних звітів для кращого візуального представлення даних. Зверніть увагу, що це лише короткий опис основних функцій систем SCADA для вітрових електростанцій.Конкретні можливості можуть відрізнятися залежно від виробника та моделі системи. 1.4 Головні завдання та функціональність системи керування вітрогенератором На рисунку 1.5 зображена система керування вітрогенератором.Однак основні завдання системи керування вітрогенератором можна узагальнити наступним чином: 1. Оперативне управління та моніторинг. Забезпечення безперебійної роботи вітрових турбін та вітряних електростанцій. Моніторинг та Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 14 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата контроль ключових параметрів, таких як швидкість обертання, потужність, напруга та струм. Надання операторам інформації в режимі реального часу про стан вітрової електростанції. Виявлення та реагування на несправності та аварії. 2. Діагностика вітрових парків, безпека. Аналіз даних та виявлення потенційних проблем з вітровими турбінами або вітряними електростанціями. Запобігання несправностям та аваріям за допомогою проактивного обслуговування. Забезпечення безпеки персоналу та навколишнього середовища. Відповідність усім стандартам безпеки. 3. Зв’язок, звітність та реєстрація даних. Надання зв’язку між вітровими турбінами, вітряними електростанціями та диспетчерськими пунктами. Збір та зберігання даних про роботу вітрових турбін та вітряних електростанцій. Створення звітів про продуктивність та ефективність вітрової електростанції. Надання даних для досліджень та аналізу. Ці основні завдання системи керування вітрогенератором є важливими для забезпечення безперебійної, безпечної та ефективної роботи вітрових електростанцій. Рисунок 1.5 – Архітектура системи керування вітрогенератором Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 15 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Робочі стани вітрогенератора: холостий хід, пуск, нормальна генерація електроенергії, нормальне вимкнення та аварійне вимкнення. Основні вхідні дані для SCADA: швидкість вітру, швидкість ротора, кут установки лопатей, електрична потужність і температура в критичних зонах. Деякі системи також враховують деформації, напруги (вежі, лопатей), швидкості, положення (відхилення, лопатей, приводів, нахилу ротора, кута балансування), властивості та рівні рідин, електричні параметри (струми, напруги, характеристики мережі), обледеніння, освітлення, вологість. Функціональність SCADA вітроелектростанції. SCADA представляє компоненти вітрогенератора в графічному інтерфейсі та автоматично реєструє його стан. Система записує доступність турбіни, події, виробництво електроенергії та дані про несправності в режимі реального часу. Вона також підтримує функції панорамування, нахилу та масштабування зображення. Оператори можуть вибрати турбіну на зображенні та контролювати її продуктивність, маючи доступ до даних у реальному часі. Часто використовується OPC, що дозволяє віддалений доступ з будь-якого пристрою. Рисунок 1.6 – Мережа головної станції Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 16 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата SCADA дає змогу відстежувати та контролювати віддалені операції та турбіни в реальному часі. Оператори мають доступ до інформації про погоду, метеодані та конфігуровані KPI. Порівняння звітів з історичними даними сприяє прогнозуванню виробництва. SCADA забезпечує багатий візуальний інтерфейс та звіти в реальному часі, географічні карти місцевості, огляд декількох операцій та об'єктів в межах електромережі. Програмне забезпечення SCADA розгортається через інтернет, публікується та налаштовується онлайн для будь-якої платформи. Завдяки відкритим протоколам OPC, Modbus, BACnet, IEC61400-25, воно інтегрує обладнання, технологічні та професійні дані в єдине представлення операцій вітроелектростанції та забезпечує контроль її роботи. Системи SCADA для вітроелектростанцій забезпечують користувачам надійне, безпечне та оперативне реагування на енергетичні, екологічні та операційні потреби. Вони поєднують технологію масштабованої візуалізації з традиційними функціями диспетчерського управління та збору даних. Для територіально розподілених активів SCADA пропонує безпечну, масштабовану та надійну візуалізацію, а також моніторинг вітрових турбін за допомогою GPS- координат. Технологія SCADA спрощує навігацію для швидкого відображення тривог та стану обладнання в будь-якій точці світу. Завдяки інтеграції з прикладним програмним забезпеченням, за лічені секунди можна знайти та оцінити продуктивність активів, вітрових турбін, а також виявити проблеми чи тривожні ситуації. 1.5 Організація SCADA для вітрової електростанції Система SCADA займається збором та управлінням всіма даними, що надходять з віддалених терміналів (RTU) на зовнішніх вітрових турбінах, а також з сервера SCADA на головній станції в центрі управління для моніторингу та контролю. Основний зв'язок у системі SCADA для вітрогенераторів представлений на рисунку 1.7. Всі дані з вітроелектростанції збираються та передаються через Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 17 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата комунікаційний канал, такий як волоконно-оптичні кабелі, до головної станції (центру управління). Сервер SCADA на вітроелектростанції є промисловим комп'ютером, який виконує роль головного вузла у системі SCADA, тоді як всі RTU функціонують як підпорядковані пристрої. У деяких випадках один RTU може виступати в ролі головного для збору інформації з інших підпорядкованих RTU. Рисунок 1.7 – Архітектура системи зв’язку у вітряній електростанції SCADA Зі збільшенням кількості вітроелектростанцій та пов'язаних з ними компонентів виникає потреба їх інтеграції в розумну мікромережу. До таких компонентів належать допоміжні підстанції, розподілені енергоресурси, громадські зарядні станції, віртуальні електростанції та мікромережі. Нові програми керування енергоспоживанням, як-от автоматичне зчитування лічильників, управління даними лічильників та реагування на попит, вимагають додаткових комунікаційних можливостей. Тому комунікаційні мережі для вітроелектростанцій потрібно ретельно проектувати. Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 18 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Важливою є розробка економічно ефективної та надійної комунікаційної архітектури. У цьому контексті пасивна оптична мережа Ethernet (EPON) є перспективним варіантом. Волоконно-оптичні комунікаційні мережі використовуються для покращення автоматизації. Мережа складається з оптичного мережевого вузла (ONU), розгорнутого на місці вітрової турбіни. Всі ONU та вітрові турбіни підключені до головного оптичного терміналу (OLT). Архітектура OLT і ONU на віддаленій станції турбіни схожа на зв'язок між сервером SCADA та RTU на вітроелектростанції. Сервер SCADA опитує дані з RTU через певні проміжки часу і може виконувати керуючі дії за потреби. Аналогічно, в EPON OLT опитує дані ONU кожні кілька мілісекунд. Схему опитування даних зображено на рис. 1.7. Наприклад, якщо цикл опитування становить 2 мс, це означає, що турбіна сканується 500 разів на секунду. Центр управління OLT надсилає повідомлення GATE до WTi, потім чекає на дані, перш ніж відправити їх до WTi+1. У такій конфігурації можна досягти значного покращення продуктивності мережі OLT з точки зору використання комунікаційного каналу та середньої затримки пакетів. Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 19 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 2 УПРАВЛІННЯ ТА МОНІТОРИНГ ВІТРОВИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ 2.1 Розподіл даних у мережі для системи SCADA Система SCADA є ключовим елементом цього процесу. Кожна вітряна турбіна має блок керування, що містить ПЛК або RTU, адаптер живлення, панелі керування та вхідні/вихідні пристрої. Дані про швидкість і напрямок вітру, а також датчики обертання валу збираються та передаються на ПЛК. Визначивши напрямок вітру, система SCADA може використовувати мотор-редуктор для повороту турбіни в оптимальний напрямок для максимальної генерації електроенергії. Усі RTU (або ПЛК), пов’язані з вітровими турбінами, підключені до локальної мережі (LAN). Блок керування в кожній турбіні використовує мережу Ethernet для підключення до резервного волоконного зв’язку LAN, розташованого в нижній частині вежі. Локальна мережа LAN з’єднана з головною станцією дистанційного керування, яка керує системою SCADA. Ця станція збирає та обробляє дані, регулює параметри турбін, виявляє несправності, надає інтелектуальні сигнали тривоги та функції звітування. Центральна диспетчерська в Центрі управління вітром з’єднує окремі турбіни, підстанції, метеорологічні станції та інші системи моніторингу. Це дає операторам змогу контролювати поведінку всіх вітряних турбін на всіх електростанціях. Підтримуючи журнал активності на основі інтервалів, SCADA дозволяє операторам визначати коригувальні та профілактичні дії. Система фіксує вихідну потужність, доступність, події та сигнали тривоги. Вона надає можливість реалізовувати різні вимоги до керування напругою, коефіцієнтом потужності та інтерактивного генерування енергії, що полегшує вплив вітрової електростанції на напругу та частоту мережі. Робоча станція оператора дозволяє керувати вихідною потужністю відповідно до вимог мережі в режимі реального часу. SCADA зв’язується з турбінами через оптичні волокна для більшості з’єднань. Вітрові турбіни різних типів можуть управлятися однією системою SCADA. Деякі постачальники турбін також надають власні системи керування/індикації HMI. Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 20 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Основними перевагами системи SCADA є її універсальність для різних типів вітрових турбін. ПЛК здатен надавати звіти та аналіз даних незалежно від типу турбіни. Операторам вітроелектростанцій важливо мати можливість використовувати різні типи турбін і ПЛК. SCADA повинна бути легкою у використанні та налаштуванні. Програмне забезпечення SCADA спрощене завдяки можливості демонстрації анімованих симуляцій, використанню спливаючих вікон і зниженню ризику перекриття важливої інформації. Крім того, створення шаблонів вмісту та поведінки забезпечує узгодженість усіх анімацій на панелях відображення. SCADA використовує права доступу та багаторівневі меню, які налаштовуються для кожного оператора чи користувача. Таким чином, навігація в програмі адаптується до дозволів і потреб кожного користувача, забезпечуючи рівень безпеки, відстеження та контроль дій. Вітрові турбіни працюють у координації з іншими джерелами енергії, такими як атомна, сонячна та гідроенергія, в мережевій структурі для підвищення продуктивності. Затори стали серйозною проблемою, оскільки постачальники вітрової енергії збалансовують виробництво з доступними ресурсами для передачі. Необхідна більш масштабована та модульна система для відповідності останнім тенденціям ринку відновлюваної енергії. Для управління зростаючою промисловістю волоконно-оптичні мережі були встановлені на вітрових електростанціях. Зазвичай існує центральний об’єкт, через який система SCADA може дистанційно отримувати доступ до вітрових електростанцій по всій країні, отримуючи сигнали тривоги, події та умови станцій. Централізована конфігурація SCADA дозволяє відстежувати та керувати різними вітровими системами, а також автоматично оновлює події на станціях. Кожна вітрова турбіна надає близько 300–350 точок даних. Сигналізація SCADA має широкі можливості конфігурації, що відповідають різним вимогам обслуговування вітрових електростанцій. Тривожні повідомлення можуть відображатися, друкуватися, організовуватися в списки нагадувань і архівуватися. Оператори вітроелектростанцій можуть налаштовувати тривоги за допомогою Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 21 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата групування, сортування, підтвердження, фільтрів і приховування. Також система створює лічильники тривог і пов’язує певні дії з кожною тривогою. Оператори можуть розпізнавати тривоги безпосередньо з симуляторів, і ці дії можуть автоматично транслюватися на всі робочі станції в мережі головної станції. SCADA у вітрових електростанціях використовує OPC як протокол зв’язку, разом з іншими протоколами для збору даних від різних типів ПЛК/RTU. Програми для вітрових електростанцій часто використовують OPC і драйвери для плавного зв’язку з різними системами. Клієнт доступу до даних OPC обмінюється даними з серверами зв'язку в режимі реального часу. Сервер збору даних OPC також допомагає обмінюватися даними зі сторонніми програмами. Зібрані дані направляються назад на головну станцію центру керування. Програмне забезпечення SCADA в головному центрі управління повинно бути функціональним, зручним для користувача, масштабованим, надійним і простим у налаштуванні. Wind SCADA забезпечує однокористувацький інтерфейс, що дозволяє легко переглядати та керувати системами управління турбінами. Для читання графічного інтерфейсу користувача потрібна проста та зручна система, яка може автоматично взаємодіяти для моніторингу погоди та керування турбінами. Програмне забезпечення SCADA спілкується з вітровими турбінами через графічний інтерфейс користувача (GUI), який діє як легкий клієнт для прикладної програми та елементів керування даними, надаючи оператору всю необхідну інформацію про сигнали турбіни. SCADA використовує розподілену клієнт-серверну архітектуру з механізмом ітерації, що гарантує виявлення помилок у проєкті. Завдяки функціям резервування SCADA може забезпечити безперервний збір даних у разі збою компонента системи. Крім того, система підтримує резервування подвійних мереж для зв’язку з польовим обладнанням і між станціями вітрових турбін (рис. 2.1). Кожен компонент підстанції має статус дійсності, що дозволяє операторам відображати стан системи в режимі реального часу. Клієнтські станції OPC спілкуються з передніми частинами, підключеними до мережі Ethernet TCP/IP 1000 Мбіт/с, кожен інтерфейс може приймати до 60 000 Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 22 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата вводів/виводів. Сервер SCADA зв’язується з турбінами через мережу зв’язку, спосіб зв'язку залежить від відстані до головної станції. Зазвичай для зв’язку з розташованими поблизу вітровими турбінами використовуються оптичні волокна. Завдяки архітектурі SCADA оператори можуть у режимі реального часу бачити докладні дані, зібрані з віддалених вітрових турбін. Рисунок 2.1 – Мережева конфігурація системи SCADA Нагляд за WTG організовано на двох рівнях для ефективного управління великою кількістю даних і забезпечення безперебійної роботи та усунення несправностей об’єктів. Перший рівень контролю пропонує огляд ключових попереджень, значень і лічильників, достатніх для моніторингу нормальної роботи турбін і виявлення несправностей, які потребують уваги. Більш детальний рівень контролю активується за потреби для відображення конкретних даних з турбіни, дозволяючи операторам негайно діагностувати будь- які несправності та точно визначати необхідні дії. Отримані дані можуть бути використані для визначення точок, складання історичних звітів, управління аварійними сигналами, аналізу тенденцій тощо. Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 23 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Система управління збирає всю основну оперативну інформацію від зовнішніх станцій, генераторів і підстанцій. Вона підключена до диспетчерського центру головної станції через віддалений канал зв’язку, що полегшує обслуговування. Центр отримує та обробляє цю інформацію за допомогою раціоналізованої структури, що дозволяє легко ідентифікувати та діагностувати несправності. Це дозволяє запускати відповідні процедури для вирішення проблем: дистанційне скидання або активація локальних груп технічного обслуговування. У результаті середній час простою зменшується, а доступність системи підвищується. 2.2 Компоненти системи SCADA Система SCADA в WTG з'єднує окремі турбіни, вітряну підстанцію та метеорологічні станції з центральною головною станцією для забезпечення оператору WTG можливості контролювати роботу всіх вітряних турбін і наглядати за вітроелектростанцією в цілому. Ця система зберігає записи про всі події та дії, що дозволяє оператору визначати необхідні коригувальні дії. Прилади SCADA фіксують вироблену енергію, вихідну готовність і сигнали помилок. Система SCADA взаємодіє з приладами для вимірювання реактивної потужності, напруги та частоти. WPP SCADA розподіляє вироблену електроенергію згідно з інструкціями оператора мережі (регіонального диспетчерського центру). Окрім основного обладнання, необхідного для роботи WTG, також бажано встановити кілька постійних метеорологічних приладів на протилежних щоглах для ретельного контролю та розуміння роботи WTG. За відсутності даних про хороший вітер на місці це рішення буде неможливим. Зазвичай великі вітроелектростанції містять одну або кілька постійних метеорологічних щогл, які встановлюються при монтажі вітрової електростанції. Наразі велика увага приділяється розробці інструментів планування та експлуатації для управління електричною системою за умов випадкового попиту та виробництва. Система керування електроенергією розроблена для розподіленої Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 24 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата вітроенергетичної системи; система управління живленням перемикає режим живлення та контролює систему відповідно до умов вітрової енергії та вимог до навантаження. Рисунок 2.2 – Розподілена вітроенергетична система Система управління вітровою турбіною контролює вихідну потужність, використовуючи ротор з принаймні однією обертовою лопаттю, що встановлена під регульованим кутом до ротора. За допомогою системи керування ротором регулюється швидкість у межах заздалегідь визначеної швидкості вітру, змінюючи кут лопаті ротора, щоб досягти номінальної потужності. Вона також зменшує або збільшує вихідну потужність працюючої турбіни до значення, що перевищує менше ніж номінальну потужність, але більше, ніж вихідна потужність, коли турбіна вимкнена. Порогове значення, що залежить від швидкості вітру, визначається кутом лопаті ротора. Система керування підтримує сталий кут лопаті ротора до досягнення номінальної потужності, після чого вона регулює кут лопаті ротора відносно Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 25 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата швидкості вітру для підтримки номінальної потужності за фіксованою величиною. Спосіб регулювання вихідної потужності включає регулювання швидкості ротора в межах заданого діапазону шляхом зміни кута лопаті ротора для досягнення номінального вихіду. Робоча потужність турбіни зменшується до меншої величини ніж номінальна, але більшої, ніж вихідна потужність, якщо вона перевищує певне порогове значення, що залежить від швидкості вітру, але не досягла рівня вимкненої турбіни, де заданий вітер обумовлюється певним кутом для лопаті ротора. Встановлення вітрогенераторів у відкритому морі є одним з провідних напрямків у сфері вітроенергетики. В морі існують значні потенціали вітроенергії, особливо у районах з мілкими водами. Морські вітрогенератори можуть забезпечити дещо кращий енергетичний баланс, порівняно з їхніми наземними аналогами, залежно від умов швидкості вітру. У тих місцях, де зазвичай розміщуються наземні вітряні турбіни на рівній місцевості, офшорні вітряні електростанції зазвичай можуть виробляти близько 50% більше енергії, ніж їхні наземні аналоги. Це обумовлено відсутністю перешкод на морі та меншим тертям. Однак, для будівництва та закладання фундаменту потрібно на 50% більше енергії, ніж для наземних турбін. Треба також пам’ятати, що морські вітряні турбіни мають довший середній термін служби, що зумовлено низькою турбулентністю на морі, що менше навантажує їх. Тому офшорні вітрогенератори потребують підвищеного захисту від корозії, при цьому скорочуються вимоги до технічного обслуговування та вдосконалюється система нагляду та контролю. Для забезпечення внутрішньої захисту від корозії використовуються покращені системи покриття та сухе середовище всередині обладнання. Необхідною умовою для забезпечення сухого середовища є герметичність обладнання. Редуктори та генератори охолоджуються теплообмінниками, які рециркулюють повітря, що використовується в системі повітряного охолодження, замість традиційних компонентів з повітряним охолодженням, що використовуються в попередніх турбінах. Для збереження низької вологості повітря Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 26 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата в приміщеннях використовуються осушувачі, розміщені у башті та гондолі. Система осушення забезпечує внутрішню відносну вологість нижче будь-яких обмежень ризику корозії сталі (60%). Для додаткового захисту основних електричних компонентів (генераторів, систем управління тощо) вони мають резервні системи підігріву, які запобігають утворенню конденсату навіть при різких перепадах температур. 2.3 Стандарти для приєднання вітрових електростанцій до мережі Можливості вітрових турбін у разі відключення напруги. Щоб дозволити широке використання вітрової енергії, не пошкоджуючи стабільність енергосистеми, турбіни мають залишатися підключеними та вносити свій внесок у електричну мережу у випадку порушення, наприклад, падіння напруги. Вітрові електростанції повинні функціонувати як звичайні електростанції, щоб надавати активну та реактивну потужність для відновлення частоти та напруги відразу після помилки. Тепер, вперше, вітряні турбіни можуть залишатися в режимі онлайн, надаючи реактивну потужність в електричну мережу навіть при серйозних збоях в системі. Функція "Напруга при низькому рівні" (Low Voltage Ride Through, LVRT) дозволяє вітровим турбінам відповідати стандартам надійності передачі, аналогічним тим, що стосуються теплових генераторів. LVRT надає значної гнучкості роботі вітрогенераторів, хоча це потребує більшого обладнання. Проблеми з якістю електроенергії, яку подають підключені в електричну мережу вітрові турбіни. Цікавість до цього питання зумовлена тим, що вітрові турбіни потенційно можуть генерувати енергію низької якості. Вимірювання показують, що якість електроенергії вітрових турбін зросла за останні роки. Зокрема, вітрогенератори зі змінною швидкістю мають певні переваги, пов'язані з флікером. Однак із вітрогенераторами зі змінною швидкістю з'явилася нова проблема. Сучасні інвертори з функцією примусової комутації, що використовуються у вітрогенераторах зі змінною швидкістю, генерують не тільки гармоніки, але і пульсації. Система передачі електроенергії з додатковим керуванням реактивною Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 27 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата потужністю (VAR) забезпечує підтримку та контроль напруги локальної мережі, що покращує ефективність передачі, а також забезпечує інтерактивну мережу живлення (VAR), що підвищує стабільність мережі. Функція VAR підтримує задані рівні напруги в мережі та якість електроенергії за частку секунди. Ця функція особливо корисна для слабких мереж або великих турбін. Регулювання змінної швидкості використовується для оптимізації використання енергії вітру та зменшення навантаження на турбіну. Система керування вітряною турбіною використовує передові електронні пристрої для постійного коригування кута нахилу лопатей з метою забезпечення оптимальної швидкості обертання та максимальної підйомної сили за будь-яких умов вітру. Робота зі змінною швидкістю підвищує ефективність турбіни, дозволяючи їй залишатися на високому рівні продуктивності. У порівнянні з турбінами постійної швидкості, це призводить до збільшення річного виробництва енергії. Крім того, турбіни зі змінною швидкістю здатні поглинати навантаження під час штормів і перетворювати їх на електричну енергію, зменшуючи тим самим навантаження на трансмісію. Активне демпфування всієї системи вітроелектростанції, яке забезпечується роботою зі змінною швидкістю, призводить до менших коливань вежі порівняно з турбінами з фіксованою швидкістю. Це також допомагає знизити навантаження на трансмісію та збільшити термін служби турбін. Активне демпфування коливань башти здійснюється шляхом керування кутом нахилу, що дозволяє створити стабільний закон керування. Демпфування коливань інтегрується з планованим керуванням зворотним зв'язком для більш точного відстеження потрібних швидкостей як турбіни, так і генератора. 2.4 Система керування WPP Система керування вітропарком (WPP) - це комплекс програмно-апаратних засобів, який забезпечує ефективну і безперебійну роботу вітрових турбін та вітроенергетичної системи в цілому. Вона включає в себе різноманітні компоненти, які забезпечують моніторинг, керування, діагностику та управління різними Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 28 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата аспектами енергетичного виробництва від вітрових турбін до підключення до електричних мереж. У цьому розділі розглядається операція зі змінною швидкістю та розрахункові схеми для вітряних турбін. Основні цілі полягають у максимізації виробництва енергії, забезпеченні плавного запуску та зменшенні навантаження крутного моменту на компоненти системи. Це досягається за допомогою стратегії управління, яка працює у режимі змінної генерації електроенергії між швидкістю включення до швидкості головного генератора 900 об/хв і працює у режимі постійної роботи потужності від базової швидкості до максимальної швидкості генератора 1350 об/хв. Основними функціями пропонованої системи контролю та управління є: − Нагляд та контроль взаємозв’язку вітрової електростанції з комунальною мережею. − Контроль продуктивності вихідного перетворювача частоти. − Підвищення ефективності перетворення енергії вітрових турбін. − Забезпечення вимірювання продуктивності системи для оцінки оператора. − Досягнення безпечного закриття за звичайних і аварійних обставин. Показана тут стратегія керування використовує швидкість ротора, крутний момент і силу генератора як сигнали зворотного зв’язку. У нормальній робочій зоні швидкість ротора використовується для розрахунку цільової енергії, яка відповідає оптимальній роботі. З потужністю в якості контрольної цілі, силовий трансформатор і генератор контролюються для відстеження цільової потужності на будь-якій швидкості обертання. Детально розглянемо складові системи керування вітропарком: 1. Моніторинг і контроль. Ця складова включає в себе сенсори, що знаходяться на вітрових турбінах та в окремих ділянках вітропарку. Вони забезпечують збір даних про різні параметри, такі як швидкість вітру, вихідна потужність турбін, температура, вібрація тощо. Ці дані передаються до системи керування для аналізу та прийняття рішень. Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 29 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 2. Центральна система керування (SCADA). Це програмне забезпечення, яке отримує дані від сенсорів та виконує аналіз стану системи. Вона надає операторам можливість віддаленого моніторингу та керування різними аспектами роботи вітропарку. SCADA також може автоматично реагувати на зміни в умовах вітру, щоб максимізувати виробництво електроенергії та забезпечити безпеку системи. 3. Системи діагностики та попередження несправностей. Вони включають в себе алгоритми аналізу даних, які дозволяють виявляти потенційні проблеми та вчасно попереджати операторів про них. Це допомагає запобігти серйозним аваріям та знижує час простою турбін. 4. Системи управління виробництвом. Ці системи визначають оптимальні режими роботи для вітряних турбін з урахуванням поточних умов, вимог електричної мережі та цілей експлуатації. Вони забезпечують максимальний вихід електроенергії при мінімальних витратах та зносах. 5. Системи зберігання та обробки даних. Це включає в себе сервери та бази даних, які зберігають історичні дані про роботу системи. Ці дані використовуються для аналізу виробництва, планування технічного обслуговування та вдосконалення ефективності роботи системи в цілому. 6. Керування змінними та постійними потужностями. Враховуючи змінні умови вітру, система керування WPP може автоматично регулювати виробництво електроенергії турбін для максимізації вихідного потоку в електричну мережу. 7. Забезпечення стабільності мережі. WPP може бути обладнаний функціями, що дозволяють забезпечити стабільність електричної мережі, включаючи системи динамічного розподілу навантаження та реактивної потужності. 8. Системи комунікації і зв'язку. Вони забезпечують передачу даних між окремими компонентами WPP, а також зв'язок з операторами та сервісним персоналом для моніторингу та управління системою. Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 30 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 9. Автоматизоване технічне обслуговування (АТО). Система керування може мати вбудовані функції для планування та виконання рутинного обслуговування турбін, а також виявлення та діагностику потенційних проблем. 10. Системи захисту і безпеки. Вони забезпечують автоматичне відключення турбін у випадку виникнення небезпечних умов, таких як штормові вітри або перевищення допустимих значень вібрації чи температури. Ці елементи, разом з описаними раніше, складають повну систему керування WPP, яка забезпечує ефективну та надійну роботу вітряної електростанції. 2.5 Керування вітровими турбінами Керування вітровими турбінами є складним комплексом процесів та систем, спрямованих на максимізацію виробництва електроенергії та забезпечення ефективної роботи вітропарку. Основні аспекти керування включають постійний моніторинг різних параметрів турбін, таких як швидкість вітру, температура, оберти ротора, вихідна потужність тощо, регулювання обертів ротора та кута нахилу лопатей для оптимального збирання енергії вітру, керування вихідною потужністю відповідно до потреб електричної мережі, діагностика та обслуговування для виявлення та усунення несправностей, захист та безпека обладнання від небезпечних умов, таких як шторми, а також системи комунікації і зв'язку для взаємодії з центральним керуванням та операторами. Всі ці процеси спрямовані на забезпечення оптимальної та ефективної роботи турбін для максимального виробництва електроенергії. Однією з ключових цілей у розвитку офшорної вітроенергетики є зменшення витрат і підвищення доступності. З великими розмірами турбін, контроль навантаження стає ще важливішим. Ефективне керування вітряною турбіною є критичним для забезпечення економічного технічного обслуговування та її продуктивної роботи. Система керування також гарантує безпечну експлуатацію, оптимізує вихідну потужність і забезпечує тривалий термін служби конструкції. Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 31 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Принципова схема блоку керування вітрової турбіни представлена на рис. 2.3. Збереження стабільності системи стає все важчим завдяки тому, що частоти турбін наближаються одна до одної, а також до частот вітру та хвиль. Рисунок 2.3 – Простий блок керування вітрогенератором Отже, ефективна система керування турбіною є ключовою. У сфері досліджень були розроблені моделі для створення передових алгоритмів керування вітровими турбінами. Рисунок 2.4 – Система керування вітряною турбіною Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 32 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Система керування вітряною турбіною показана на рисунку 2.4. Ці моделі та інструменти включають аеродинамічні та структурно-динамічні компоненти. За допомогою цих інструментів можна створювати багатопараметричні алгоритми керування, які враховують складні та потужні динамічні впливи, що впливають на турбіни. Цей підхід пропонує вирішення таких конкретних операційних проблем: − Зайвий простій через ізольований підхід систем керування та безпеки. − Високі витрати та обмежені можливості масштабування через великі навантаження на турбіни та проблеми стабільності. − Невизначеність щодо вироблення енергії та великі навантаження при екстремальних погодних умовах. − Акумуляція збитків у разі зупинки турбіни через серйозні несправності. 2.6 Сталий контроль Стійкий контроль є ключовим аспектом у розробці та інтегрованому підході до проектування систем керування офшорними вітровими турбінами. Цей підхід включає чотири основні компоненти: − Оптимізоване керування зворотним зв’язком. − Відмовостійке керування. − Контроль екстремальних подій. − Оптимальне керування відключенням. Інструмент проектування для алгоритмів керування вітряними турбінами набуває все більшого значення через зростання складності та важливості цієї технології. Для розробки та перевірки власних розширених алгоритмів керування виробникам вітряних турбін необхідні знання та інструменти. Відкрите середовище проектування відіграє ключову роль у цьому процесі, дозволяючи розробникам тестувати та оптимізувати системи керування в реальному часі. На рисунку 2.5 показано енергетичні системи вітрових електростанцій, які ґрунтуються на надійності та зрілості технологій. Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 33 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Розроблені моделі та стратегії керування вітровими електростанціями спрямовані на покращення їх ефективності, зменшення механічних навантажень та оптимізацію споживання енергії протягом усього терміну експлуатації, враховуючи участь у регулюванні енергетичної системи (частота) та реактивної енергії (напруга), а також максимізацію виробництва енергії та покращення якості електроенергії. Рисунок 2.5 – Огляд керування вітровими електростанціями Управління вітровими турбінами (WTG) буде залежати від сигналів, що надходять від контролерів WTG. Ці сигнали використовуватимуться для прогнозування швидкості вітру в окремих вітрових турбінах у короткостроковій перспективі (від секунд до хвилин), щоб дозволити контролерам окремих вітрових турбін оптимально реагувати на коливання швидкості вітру. Концепції вітряних електростанцій включають різноманітні електричні компоненти, такі як індукційний генератор з короткозамкненою кліткою, Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 34 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата індукційний генератор з подвійним живленням і сучасні технології постійного струму високої напруги (HVDC). Системи HVDC базуються на перетворювачах з повними можливостями керування, що використовують напівпровідникові пристрої із силовою комутацією. Вітрові турбіни, що входять до комплекту, будуть керовані кроком та (активним) зривом. Таким чином, характерна крива обертового моменту швидкості формується для максимізації перетворення енергії в зоні захоплення максимальної потужності. Однак цільова потужність постійно коригується при будь-якій швидкості обертання (об/хв) у робочому діапазоні. Під час екстремальних умов роботи, таких як запуск, вимкнення, перевантаження генератора або перевищення швидкості, різні стратегії, керовані іншими системними параметрами, також повинні використовуватися як змінні для контролю вхідних даних. Енергія вітру пропорційна кубу швидкості вітру, тому для регулювання вихідної потужності зі зростанням вітру необхідно мати механізм для зменшення вихідної потужності вітрової турбіни, зберігаючи при цьому постійну площу захоплення. Вітрові турбіни з постійною швидкістю автоматично досягають цього ефекту, оскільки при сильному вітрі їхні лопаті зупиняються. Це призводить до меншої підйомної сили та збільшеного опору, що значно зменшує здатність лопатей знижувати потужність вітру. Для перетворювачів частоти можна використовувати стратегію векторного керування. Використання векторного керування дозволяє ефективно підтримувати заданий крутний момент і обмеження. За допомогою замкнутого циклу управління можна досягти максимальної динамічної продуктивності. Це пояснюється тим, що поточні компоненти крутного моменту та потоку можна контролювати незалежно одна від одної. Однак регулювання частоти за замкнутим контуром може бути реалізовано за допомогою датчика швидкості або безперервного керування. Під час нормальної роботи вітряних електростанцій відбуваються постійні коливання швидкості та напрямку вітру. Зі збільшенням швидкості вітру швидкість обертання турбіни повільно збільшується. Шляхом регулювання частоти Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 35 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата перетворювача частоти можна регулювати швидкість поля обертання статора, щоб досягти бажаного ковзання і, таким чином, отримати необхідний крутний момент. Тому швидкість обертання вітрової турбіни повинна адаптуватися до переважної швидкості вітру. Якщо швидкість вітру вітрової турбіни зростає вище базової швидкості генератора, перетворювач частоти збільшує свою частоту, одночасно зменшуючи опорний крутний момент, щоб досягти номінальної або постійної вихідної потужності до максимальної швидкості обертання генератора. Якщо швидкість вітру падає нижче початкової або критичної швидкості, вітрогенератор зупиниться, а перетворювач частоти перейде в режим очікування. Таким чином, керуючи частотою, можна контролювати вихідну потужність і крутний момент вітрогенератора. Це забезпечує оптимальну продуктивність вітрової турбіни залежно від швидкості вітру та вітрових умов. Рисунок 2.6 – Детальна система керування вітряною турбіною Існують дві різні стратегії контролю. Перша полягає в управлінні швидкістю генератора відносно швидкості вітру та обертової швидкості вітрової турбіни, надаючи опорний сигнал швидкості на перетворювач частоти. Другий метод Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 36 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата полягає в управлінні крутним моментом генератора відносно швидкості вітру та крутного моменту вітрової турбіни за допомогою надання еталонного крутного моменту перетворювачу частоти. На рис. 2.6 показана спрощена стратегія керування вітровою турбіною. Оптимальною стратегією керування є генератор, яким керують для забезпечення необхідного співвідношення крутного моменту та швидкості вітру. Вітряна турбіна може працювати близько до максимального коефіцієнта потужності при низьких і помірних швидкостях вітру, що забезпечує більшу частину захоплення енергії в певних місцях вітру. При високих швидкостях вітру крутний момент контролюється для підтримки сталого виробництва енергії при збільшенні швидкості генератора WT. Крім того, перехід від помірної до високої швидкості вітру має відбуватися плавно, щоб уникнути перевантаження компонентів WTG. Вибір такої стратегії є кращим через те, що це призводить до меншого коливання енергії в мережі в областях з високою швидкістю вітру. Зі зменшенням обертання вітрової турбіни зменшується максимальна сила, яку можна створити. При низьких і середніх швидкостях вітру крутний момент генератора регулюється так, щоб він працював близько до оптимальної вихідної кривої, виробляючи максимальну енергію. Очікується, що швидкість ротора буде регулюватися та обмежуватися в межах верхньої межі частоти обертання генератора, навіть якщо на майданчику WTG існують вищі швидкості вітру. Конструкція коробки передач і вибір передавального числа також мають вирішальне значення для забезпечення оптимальної роботи. 2.7 Управління вітряними електростанціями Вітряні електростанції (ВЕС) стають все більш важливим джерелом чистої енергії. Їх експлуатація та обслуговування потребують ретельного управління, щоб гарантувати їх ефективність, безпеку та довговічність. У цій статті буде розглянуто різні аспекти управління вітряними електростанціями. Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 37 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Важливою частиною управління ВЕС є постійний моніторинг їх роботи. Це включає відстеження таких параметрів, як швидкість вітру, напрямок вітру, потужність, що генерується, та стан турбін. Ці дані використовуються для того, щоб оператори могли оптимізувати роботу електростанції, виявляти та вирішувати проблеми, а також прогнозувати виробництво енергії. Для моніторингу ВЕС використовуються різні датчики та системи SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition). Ці системи збирають дані з датчиків, розташованих на турбінах та інших компонентах електростанції, а потім обробляють та візуалізують цю інформацію для операторів. Окрім моніторингу, важливо також мати можливість контролювати роботу ВЕС. Це включає регулювання швидкості обертання лопатей турбін, напрямок турбін та вмикання/вимикання турбін. Контроль ВЕС здійснюється за допомогою систем SCADA та приводів змінної швидкості (VSD). Вітряні турбіни – це складні механічні системи, які потребують регулярного обслуговування та ремонту. Це обслуговування може включати в себе: − Змащення. Рухомі частини турбін, такі як підшипники та редуктори, потребують регулярного змащення, щоб зменшити тертя та знос. − Чистка. Лопасті турбін необхідно регулярно чистити, щоб видалити бруд та пил, які можуть знизити їх ефективність. − Інспекція. Турбіни необхідно регулярно інспектувати на наявність пошкоджень або зносу. − Ремонт. Пошкоджені компоненти турбін необхідно ремонтувати або замінювати. Обслуговування та ремонт ВЕС зазвичай виконують кваліфіковані техніки. Важливо регулярно проводити обслуговування, щоб гарантувати, що турбіни працюють ефективно та безпечно. Однією з цілей управління ВЕС є оптимізація виробництва енергії. Це означає отримання максимальної кількості енергії від електростанції протягом певного періоду часу. Існує ряд методів, які можна використовувати для оптимізації виробництва енергії, наприклад: − Прогнозування вітру. Прогнозування швидкості та напрямку вітру може допомогти операторам оптимізувати роботу турбін. Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 38 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата − Координація з іншими джерелами енергії. ВЕС можна координувати з іншими джерелами енергії, такими як сонячні електростанції та акумулятори, щоб забезпечити надійне постачання енергії. − Управління попитом. Управління попитом на електроенергію може допомогти збалансувати виробництво енергії з ВЕС з потребами споживачів. Комп'ютерна консоль (PCC) є системою автоматизації, спеціально розробленою для вимог системи автоматизації та керування вітровими установками на підстанціях. PCC служить платформою для управління інформацією та автоматизації, включаючи інтерфейс людина-машину (HMI), збір та аналіз даних, вилучення даних про несправності, послідовності на рівні підстанції (SOE), контроль якості електроенергії, прогнозне/профілактичне обслуговування, аналітичні звіти та управління умовами. Крім того, PCC надає інструменти керування даними для обробки історичних та діагностичних даних згідно з SOE. Контролер вітрової турбіни складається з зовнішнього контролера контуру, який може бути RTU або PLC. PLC підключений до системи управління WTG. Комунікаційний інтерфейс реалізується комунікаційним сервером або процесором на кінці PCC та підключений до ПЛК через PROFIBUS. PROFIBUS-DP є протоколом розподіленого введення/виведення, який забезпечує надшвидке періодичне підключення з невеликими обсягами даних зі швидкістю передачі даних до 12 Мбіт/с. PROFIBUS є системою передачі даних для зв'язку в мережах малих стільникових мереж і з польовими пристроями. Він є європейським стандартом EN 50 170 і використовується в усьому світі в екологічній сфері. PROFIBUS надає надійну та високошвидкісну мережу, яка легко взаємодіє з усіма інтелектуальними підсистемами, що використовуються у вітроелектростанціях. Його можна підключити двома дротами з волокна або оптичними волокнами. Використання оптичних волокон у зовнішньому середовищі дозволяє уникнути проблем, пов'язаних з блискавкою. Контроль і управління вітровою установкою мають забезпечити її надійну та автоматизовану роботу. Для цього Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 39 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата необхідно постійно контролювати та регулювати відповідні компоненти та параметри вітрової турбіни. Нагляд полягає у постійному моніторингу діапазонів значень і встановленні припустимих значень системних параметрів. Контроль і управління визначають передбачені робочі стани та оперативно виявляють помилки та аварійні ситуації. Для цього об’єднаний перетворювач частоти вітряної турбіни, система керування зовнішнім контуром (PLC) і система управління заводом (PCC) спільно реагують на робочу поведінку вітроелектростанції згідно з попередньо встановленими керуючими сигналами та необхідними значеннями, а також реагують на зміни у системі або помилки. Окрім надійності, ще однією важливою метою є досягнення ідеального відповідності між якістю вихідної потужності, низьким механічним навантаженням та електричним навантаженням установки на всі її компоненти. Електростанції оснащені перетворювачами частоти для перетворення енергії вітрових турбін в електричну енергію та забезпечення постійної, низькоспотвореної енергії до комунальної мережі. Зворотній зв’язок щодо несправностей буде визначено на основі умов експлуатації та логічних блок-схем керування, спільно з документами про реакцію, що додаються до вітряних турбін. Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 40 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 3 ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ОПТИМІЗАЦІЯ РОБОТИ ВІТРОВИХ ТУРБІН 3.1 Дослідження роботи контролера зовнішнього контуру Система керування зовнішнім контуром реалізована за допомогою контролера PLC. Структура програми, всі функції та змінні внутрішнього перетворювача частоти постійно контролюються разом із багатьма функціями та варіаціями зовнішнього пристрою. Залежно від результатів логічних рішень, методу роботи та точок визначення заданого значення буде прийнято відповідне рішення та реакція. Окремі вітряні турбіни зазвичай працюють в автоматичному режимі. Проте під час введення в експлуатацію, усунення несправностей і обслуговування можуть виникнути ситуації, коли необхідні ручні та напівавтоматичні методи роботи з ручним введенням необхідних значень. Тимчасові умови експлуатації можуть діяти лише обмежений час, і їх тривалість контролюється. Після перевищення встановлених максимальних інтервалів помилка вимикається, оскільки її необхідно припустити. Тривалість статичних операцій (S) не контролюється системою контролю та управлінням, і виробник залишається в цих випадках, доки всі нормальні умови експлуатації не будуть виконані. Нормальні умови роботи повинні постійно перевірятися за будь-яких умов експлуатації. Для перемикання між різними станами роботи, такими як "Зупинка роботи", "Нормальне вимкнення", "Збій/перевищення швидкості" або "Аварійна зупинка", потрібна лише одна умова. Проте для запуску робочих станів "Старт" або "Запуск" всі умови повинні бути виконані. Після успішного введення в експлуатацію системи контролю та управління компоненти моніторингу, впливові та змінні змінні повинні бути протестовані та зафіксовані. Для цього виходи всіх підсистем повинні бути запитані на значення вимкнення, а всі механічні приводи – для цілей тестування. Датчики також перевіряються на правильні реакції на конфігурації. У випадку виявлення помилок вони фіксуються для подальшого аналізу. Помилки призводять до зупинки додаткового процесу, поки помилка не буде виправлена вручну і заводський реліз Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 41 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата не буде надано. Усі компоненти установки та їх граничні значення слід перевіряти за будь-яких умов експлуатації. Ця система працює належним чином для всіх систем, робочих температур і стану заземлення. Після успішного випробування завод переходить до більш пізнього робочого стану; в іншому випадку перевірка заводського робочого стану повторюється, доки не будуть виконані всі умови випуску, такі як накази оператора, розблокування після аварійної зупинки, доступність мережі та відповідні функції, функція компонентів, виявлення заземлення, температури та граничні значення. Операція зупинки. Фіксований ротор характеризує стан зупинки. Крім того, у цьому робочому стані механічні гальма ротора активуються, і їх також можна перевірити, щоб отримати відповідні функції. Генератор вимикають і відключають від живильної мережі. Випробовуються умови, які перешкоджають переходу виробника до початкового робочого стану. Потім виконується сканування системи. Якщо всі умови позитивні, перевіряються умови запуску. Якщо це також досягнуто, відбувається зміна на "Старт". Як і під час заводських випробувань, номер відповідного робочого стану розрізняє "блок механічного гальма" та "контактний перемикач" для розімкненого генератора. Доступна швидкість вітру постійно контролюється в кожному окремому вітроелектрогенераторі незалежно за допомогою систем керування вітровими електростанціями на основі системи SCADA вітроміра, наприклад анемометра. Включення окремих вітрогенераторів відбувається за наявності мінімальних швидкостей вітру. Запуск системи вітрогенерації передбачає наступні кроки: 1. Перевірка стану ротора і механічних гальм. Ротор залишається стабільним і прикріпленим до механічних гальм. Перевіряються умови для вимкнення помилок, і якщо потрібно, ініціюються відповідні підпрограми. 2. Запуск перетворювача частоти. ПЛК передає провідний вихідний сигнал на цифровий блок керування для запуску перетворювача частоти. Після цього перетворювач частоти передає свою потужність на програму послідовності. Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 42 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 3. Перевірка стану компонентів ігбт та зворотного зв'язку. Перевіряються біполярні транзистори з ізольованим затвором (IGBT) і сигнали зворотного зв'язку. Вентилятори охолодження активуються, з'єднання постійного струму попередньо заряджається, а потім перетворювач частоти вимикає перемикач роз'єму генератора. 4. Перехід у робочий стан "Режим очікування". Після досягнення ПЛК статусу замкнутого контактора генератора, вітрова турбіна переходить у робочий стан "Режим очікування" за умови, що система управління WPP надає порядок запуску команди "Автоматично". 5. Стан очікування. У разі готовності всіх компонентів генератора вітрової турбіни постійно перевіряються, щоб визначити, чи вони готові до роботи (стан очікування). У повторюваній послідовності перевіряються умови для вимкнення помилок і, якщо потрібно, ініціюються відповідні підпрограми. 6. Сповіщення про перевищення часу очікування. Якщо режим очікування зберігається протягом тривалого часу, система керування сповіщається повідомленням про те, що час очікування перевищено, і керування переходить до вимкнення, а потім повертається до стану сталого вимкнення. Процес збільшення швидкості у стані розгону включає наступні кроки: 1. Перевірка середньої швидкості вітру. Якщо сукупна середня швидкість вітру перевищує 5 м/с, а миттєва швидкість не надто висока, то розгін можливий. 2. Перевірка готовності перетворювача частоти. Перетворювач частоти перевіряється, щоб переконатися, що він готовий виробляти електроенергію, і також перевіряється система підключення до мережі, яка все ще підключена. 3. Перевірка умов нормального вимкнення. У повторюваних послідовностях перевіряються умови нормального вимкнення, і якщо необхідно, ініціюються відповідні процедури. Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 43 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 4. Захоплення та синхронізація обертового генератора. Вентиль інвертора вмикається, і перетворювач частоти починає захоплення та синхронізацію обертового генератора. 5. Регулювання швидкості ротора. Перевіряються граничні значення напрямку обертання та прискорення. Потім опорне значення крутного моменту або швидкості вивільняється з ПЛК і регулюється відповідно до значень зворотного зв’язку зарядженого ротора генератора. 6. Завершення розгону. Якщо синхронізація досягнута протягом дозволеного періоду часу, швидкість ротора вітроелектростанції може бути доведена до значення, при якому може вироблятися достатня кількість активної енергії для мережі. 7. Підтримка стабільного робочого стану. За допомогою невеликої інтерактивної сили, що надходить від мережі через перетворювач частоти, швидкість ротора знаходиться в межах діапазону, визначеного системою керування, і на неї безпосередньо впливає лише доступна швидкість вітру. Тепер генератор вітряної турбіни готовий перейти в стабільний робочий стан із змінною потужністю. 3.2 Робота WTG зі змінною потужністю Робота вітрогенераторів (WTG) зі змінною потужністю є важливим аспектом їхньої функціональності та ефективності. Ці вітрогенератори розроблені з урахуванням можливості адаптації до змінних умов вітру та потреб електромережі. Перш за все, WTG зі змінною потужністю використовують передові алгоритми керування, які дозволяють їм автоматично регулювати обертову швидкість лопатей у відповідності зі змінами вітрових умов. Це дозволяє їм максимізувати виробництво електроенергії при будь-яких швидкостях вітру, забезпечуючи оптимальну ефективність та стабільність роботи. Далі, такі вітрогенератори зазвичай обладнані механізмами зміни потужності, що дозволяють їм регулювати вихідну потужність в залежності від потреб електромережі. Це важливо для забезпечення стабільності роботи електричної Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 44 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата системи та забезпечення ефективного використання виробленої електроенергії. Крім того, WTG зі змінною потужністю можуть бути обладнані системами зберігання енергії, такими як акумулятори, що дозволяють їм зберігати надлишкову електроенергію та використовувати її у періоди низького вітру або під час пікового навантаження. Узагальнюючи, робота WTG зі змінною потужністю є ключовим елементом сучасних вітрогенераторних систем. Вони забезпечують ефективне та стабільне виробництво електроенергії, що сприяє розвитку вітроенергетики та зменшенню впливу на довкілля. Після досягнення цільової швидкості і початку генерації електроенергії для мережі, процес управління набуває наступних важливих аспектів: 1. Регулювання фазового кута частоти ковзання. Щоб максимізувати вихідну потужність або мінімізувати навантаження компонентів, фазовий кут частоти ковзання регулюється або налаштовується на оптимальне значення. Контролер зовнішнього контуру встановлює опорне значення для вихідної потужності, пов’язане зі швидкістю вітру та потребою в енергії. 2. Регулювання швидкості та вихідної потужності. Швидкість або вихідна потужність регулюється частотним трансформатором генераторної системи. Крутний момент або швидкість підтримуються в допустимому діапазоні шляхом регулювання крутного моменту або швидкості відповідно до попередніх значень. 3. Перевірка умов роботи та безпеки. Під час роботи зі змінною потужністю постійно перевіряються умови нормального відключення, умови відключення через несправність і умови відключення в режимі очікування. Також перевіряються всі умови нормальної роботи, і при необхідності ініціюються відповідні дії. 4. Підтримка оптимальної роботи. Важливо періодично перевіряти температурні обмеження, обмеження прискорення, рівень вібрації, обмеження низької швидкості та обмеження стабільності живлення. Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 45 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 5. Перемикання в режим сталої потужності. Завдяки достатньо високій середній доступній швидкості вітру, генератор вітряної турбіни автоматично перемикається в сталий режим "безперервної потужності", що дозволяє максимізувати виробництво електроенергії. 3.3 Робота WTG із постійною потужністю Робота вітрогенераторів (WTG) зі змінною потужністю є важливою складовою сучасних вітрових електростанцій, які використовуються для виробництва електроенергії. Цей підхід дозволяє відповідати змінним умовам вітру та забезпечувати стабільний вихід електроенергії в електричну мережу. Однією з ключових особливостей роботи WTG зі змінною потужністю є їхня можливість адаптуватися до різних швидкостей вітру. Коли швидкість вітру змінюється, WTG автоматично регулюють оберти своїх роторів для оптимального використання енергії вітру. Це забезпечує постійний вихід електроенергії навіть при змінних умовах вітру, що робить їх ефективними у виробництві стабільного струму. Крім того, WTG зі змінною потужністю можуть бути програмовані для взаємодії з електричною мережею з метою забезпечення стабільності та ефективності виробництва електроенергії. Вони можуть автоматично регулювати свою вихідну потужність відповідно до потреб споживачів та умов мережі, що дозволяє оптимізувати виробництво електроенергії і забезпечувати стабільність системи. Крім того, WTG зі змінною потужністю можуть бути обладнані системами керування та моніторингу, які автоматично виявляють та діагностують будь-які несправності, що можуть виникнути в процесі експлуатації. Це дозволяє операторам ефективно управляти та обслуговувати WTG, забезпечуючи безперебійну роботу вітрових електростанцій і максимізуючи їхню продуктивність. У режимі "постійної енергії" система керування зовнішнім контуром встановлює бажані значення номінальної вихідної потужності та номінальної вихідної потужності системи, а також діапазону коливань. При цьому значення Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 46 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата обертання для швидкості/крутного моменту, регулювання частоти ковзання та обмеження крутного моменту постійно контролюються для регулювання постійної вихідної потужності. Це дозволяє забезпечити стабільну роботу вітрової турбіни при змінних умовах вітру. Підтримка швидкості в межах діапазону регулювання здійснюється шляхом зниження крутного моменту та регулювання частоти ковзання. У разі миттєвих поривів вітру, які можуть спричинити перевантаження, допускається невелике перевантаження для того, щоб уникнути частого регулювання швидкості вітрової турбіни. Однак діапазон перевантаження обмежується з огляду на теплову поведінку всієї системи та для запобігання можливих пошкоджень. Крім того, системи керування вітрогенераторами зі змінною потужністю можуть використовувати передові технології, такі як штучний інтелект і алгоритми прогнозування, щоб оптимізувати їхню роботу. Ці системи можуть аналізувати дані про швидкість вітру, температуру та інші параметри, щоб передбачити зміни у вітрових умовах та налаштувати роботу вітрогенераторів відповідно. Ще однією важливою функцією WTG зі змінною потужністю є їхня здатність працювати в різних режимах. Наприклад, вони можуть працювати в режимі споживача, споживаючи електроенергію з мережі, коли виробництво вітроенергії недостатнє, і в режимі генератора, коли вони виробляють електроенергію для мережі. Узагальнюючи, робота вітрогенераторів зі змінною потужністю є складним і багатогранним процесом, який вимагає використання передових технологій та систем керування. Вони дозволяють максимізувати виробництво електроенергії, забезпечуючи стабільну та ефективну роботу вітрових електростанцій у різних умовах вітру та потреб електричної мережі. Під час безперервної роботи системи живлення постійно перевіряються умови нормального відключення, умови несправності/надмірного відключення та умови "вимкнення в режимі очікування". Це важливо для забезпечення безперебійної та надійної роботи вітроелектростанції в умовах змінного вітру. Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 47 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата На основі описаних процедур і режимів роботи установки, можна сформулювати загальний огляд роботи: 1. Запуск системи. Початкові установки та перевірки виконуються для активації вітрогенератора. Коли умови досягнуті, система переходить до режиму очікування. 2. Робочий режим "очікування". У цьому стані система очікує наявності вітру та готова до надходження відповідних команд для активації. 3. Розгін та змінна енергія. При наявності вітру турбіна переходить у режим змінної енергії, де швидкість та потужність регулюються в залежності від умов вітру. 4. Стабілізація в постійну енергію. Якщо середня швидкість вітру висока, турбіни переходять у режим постійної енергії, де система керування встановлює бажану постійну вихідну потужність. 5. Постійна робота та моніторинг. Під час постійної роботи всі параметри турбіни та системи моніторяться на предмет вібрацій, температур, швидкості та інших показників, щоб забезпечити безперебійну та безпечну експлуатацію. 6. Реагування на умови та вимоги. У разі виявлення аномальних умов або вимог оператора система ініціює відповідні процедури, такі як вимкнення, розгін або перехід до іншого режиму роботи. 7. Моніторинг та управління. Підтримка оптимальних умов роботи та ефективність виробництва забезпечується системою моніторингу та управління, яка постійно оптимізує роботу турбін з урахуванням змінних умов. Цей огляд ілюструє важливі кроки та процедури, які виконуються в різних режимах роботи вітроелектростанції з урахуванням умов вітру та вимог ефективності та безпеки. Описані умови зупинки та переходу в режим очікування важливі для забезпечення безперебійності роботи вітроелектростанції та збереження її компонентів. Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 48 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Рисунок 3.1 – Огляд роботи установки Ключові моменти: 1. Перехід до режиму очікування. Якщо середня швидкість вітру стає недостатньою для продукції електроенергії, окремі вітротурбіни переходять у режим очікування. Це забезпечує ефективне використання доступної енергії вітру. 2. Вимкнення та повторний запуск. При невдачі або перевищенні швидкості або інших аномальних умовах, вітрогенератор вимикається, а потім перезапускається після виправлення проблеми. 3. Нормальне відключення. Умови нормального вимкнення передбачають відключення вітрогенератора, якщо швидкість вітру стає надто низькою, щоб забезпечити безпечну експлуатацію. У такому випадку механічні гальма використовуються для зупинки ротора. Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 49 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 4. Перевірка умов. Під час роботи і навіть у режимі вимкнення система постійно перевіряє умови роботи, такі як перевищення швидкості та умови гальмування, щоб забезпечити безпеку та ефективність. Ці процеси та умови допомагають підтримувати надійну та безпечну роботу вітроелектростанції в різних умовах вітру та експлуатаційних сценаріях. Умови вимкнення через перевищення швидкості або помилку грають ключову роль у захисті вітроелектростанції від пошкоджень та забезпечують безпеку експлуатації. Ось деякі важливі аспекти цих умов: 1. Вимкнення через перевищення швидкості. При перевищенні верхньої межі робочої швидкості вітрогенератор вимикається для запобігання можливим пошкодженням компонентів та забезпечення безпеки. Це може статися через механічні чи електричні фактори. 2. Перегрівання компонентів. Якщо температура компонентів виходить за межі норми, це може вказувати на перевантаження або збій системи. В цьому випадку вимагається безпечне завершення роботи та вимкнення вітрогенератора для запобігання подальшому пошкодженню. 3. Механізми вимкнення. Вимкнення через перевищення швидкості або перегрівання відбувається через механічні або електричні системи, такі як механічні гальма або автоматичне відключення електричних контурів. 4. Захист компонентів. Важливо, щоб механізми вимкнення працювали швидко та ефективно, щоб захистити дорогі компоненти вітрогенератора від пошкоджень. 5. Повідомлення про стан. Під час будь-якого вимкнення через перевищення швидкості або перегрівання система повинна надати відповідні повідомлення оператору для інформування про стан вітроелектростанції та подальших дій. Загальна мета цих умов – забезпечити безпеку експлуатації та захист компонентів вітроелектростанції в умовах, коли нормальна робота може бути ускладнена або небезпечна. Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 50 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 3.4 Система спостереження за станом вітряних електростанцій Вітрові турбіни піддаються значному механічному стресу, що може вплинути на їхню стійкість та тривалість служби. Система керування станом (CMS) забезпечує стійкість роботи та оптимальну конструкцію компонентів, таких як лопаті ротора, приводні вузли, інвертори і т. д. Це не лише запобігає серйозним відмовам, а й допомагає економити кошти. Однією з основних причин простою вітрогенераторів є відмови коробки передач, тому досягнення надійності та ефективності важливо. Вимірювання може бути використано як інструмент для досягнення цих цілей, дозволяючи вчасно виявляти можливі несправності та уникати пошкоджень, що може в значній мірі збільшити тривалість служби компонентів. Щодо діагностики та передбачення несправностей, дефект - це фізичний або системний дефект, який може призвести до відмови. Виявлення та виділення помилок полягає в ідентифікації та локалізації несправностей в системі. Рисунок 3.2 – Аналіз даних вітрової турбіни за допомогою даних SCADA Прогнозування передбачає ймовірність відмови пристрою на основі поточного стану, історичних даних та фізичних моделей компонентів. Це дозволяє оптимізувати стратегії обслуговування та збалансувати ризики експлуатації зі Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 51 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата збитками та доходом. Аналіз даних вітрогенератора за допомогою SCADA системи представлено на рисунку 3.2.Аналіз даних – це процес витягування корисної інформації та шаблонів із великих обсягів даних, також відомий як виявлення знань або видобуток знань. В контексті діагностики та прогнозування несправностей головною метою є визначення відповідного підходу до технічного обслуговування. Системи діагностики та прогнозування несправностей, які використовують моніторинг стану (CM) вітрогенераторів, дозволяють вчасно виявляти помилки та запобігати серйозним відмовам, що призводить до значного зниження витрат на технічне обслуговування. Крім того, це допомагає оптимізувати розклад технічного обслуговування, що зменшує час простою та підвищує доступність, безпеку та надійність обладнання. Основний фокус уваги був приділений техніці зондування, яка включає збір та аналіз даних для діагностики помилок. Важлива інформація про стан компонентів була надана. Згідно зі статистикою, основні несправності вітрогенераторів виникають через головну коробку передач, генератор, корінні підшипники та лопаті ротора, їхня вірогідність становить відповідно 32%, 23%, 11% і менше 10%, як визначено страховою компанією German Lloyd. Система CMS надає інформацію про стан компонентів та може передбачити очікуваний збій чи помилку. Таблиця 1 узагальнює діагностичні несправності та методи, які використовуються в CMS для різних частин вітрогенератора. Ключовими складовими обробки даних у CMS є цифрова фільтрація, моделювання, аналіз сигналів та спектрів. Наступним етапом є прогнозування терміну служби компонентів та розробка відповідної стратегії технічного обслуговування. Моніторинг стану вітрогенераторів на основі SCADA передбачає установку необхідних датчиків та можливість збирання даних, які потрібні для моніторингу. Ці системи дозволяють встановити алгоритми діагностики та виявлення несправностей на датчику або RTU, встановленому на турбіні. Таким чином, дані SCADA, які зібрані, необхідно проаналізувати, щоб зрозуміти загальний стан вітрової турбіни та пов'язаних з нею компонентів. Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 52 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Робоча вітрова електростанція зазвичай генерує величезний обсяг даних. Дані SCADA містять інформацію про кожен аспект вітроенергетичної системи, включаючи вихідну потужність і швидкість вітру, а також будь-які інші помилки, зареєстровані в системі. Дані SCADA ефективно надають можливість раннього попередження про можливі збої. На рисунку 3.3 зображено схему діагностики несправностей. Типові параметри, які реєструє SCADA на вітроенергетичних установках, можна узагальнити на параметри вітру, продуктивності, вібрації та температури. Ці параметри можуть бути використані для діагностики несправностей та прогнозування. Параметрами вітру є швидкість вітру та його відхилення. Рисунок 3.3 – Інтелектуальна структура для діагностики несправностей і прогнозування WT Параметри продуктивності включають вихідну потужність, швидкість ротора та кут нахилу лопатей. Параметри вібрації включають прискорення башти та прискорення приводу. Температурні параметри охоплюють температуру підшипників і температуру коробки передач. Дані вимірювання SCADA, які моніторять вібрацію, можуть бути використані для управління станом (CM). Для поліпшення схеми виявлення несправностей у вітроенергетичних установках можна використовувати комбінацію методів виявлення ненормальних змін і трендів даних, узагальнених у багатоагентній структурі. Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 53 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Методи штучного інтелекту для аналізу даних SCADA з вітроенергетичних установок включають штучні нейронні мережі (ANN), нечіткі системи та адаптивні нейро-нефтяні системи виведення (ANFIS). На рисунку 3.4 узагальнено різні методи. Штучні нейронні мережі можуть застосовуватися у широкому спектрі випадків. Вони використовуються за їхньою здатністю до швидкої обробки, великого паралелізму, навчання та адаптації до різних типів даних та здатності узагальнювати інформацію. Ці властивості роблять їх ефективним інструментом для аналізу даних вітроенергетичних установок. Рисунок 3.4 – Блок-схема методів штучного інтелекту в WT SCADA Нечіткі системи демонструють велику корисність в двох ключових сценаріях: у складних системах, поведінка яких не повністю зрозуміла, і у ситуаціях, коли необхідне швидке приблизне рішення. Ще одна перевага нечітких систем полягає в їх здатності до використання експертних знань для покращення апроксимації, шляхом налаштування, видалення або додавання функцій і правил. Нечіткі нейронні мережі виявили свою ефективність в розв'язанні реальних завдань. Ці системи об'єднують переваги обох цих потужних парадигм в одному. Вони можуть інтегрувати як дані, так і експертні знання стосовно досліджуваної проблеми. Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 54 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Останнім часом системи ANFIS були впроваджені для моніторингу стану вітрових турбін. Для цього були створені моделі нормальної поведінки ANFIS на загальних даних SCADA з метою виявлення аномальних відхилень та передбачення можливих несправностей компонентів. Аналіз вітрових турбін на основі даних SCADA дозволяє змінювати режими роботи систем вітроенергетичної установки, забезпечуючи ефективне та економічне управління. Однак, через розмаїття та об'єм даних, історичні дані зазвичай не використовуються в повному обсязі. Використовуються переважно дані в режимі реального часу та статистичні звіти, зберігаючи історичні дані лише для відстеження. Тому важливо повністю використовувати дані, зібрані електричними та електронними системами керування, які були визначені як найімовірніше вийшли з ладу. Несправності коробки передач і генератора спричинили найдовший простій. Компоненти системи моніторингу стану вітрової турбіни показано на рисунку 3.5. Рисунок 3.5 – Система моніторингу стану для вітрових електростанцій Деякі дослідники провели дослідження, спостерігаючи за великими вітряними турбінами та діагностикою несправностей [5], використовуючи метод статистичного навчання для виявлення нестандартних ситуацій. Вони застосували зважену модель найменших квадратів відповіді вітрової турбіни для підтримки векторного генератора вітрової енергії та зовнішніх умов схилу. Результати Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 55 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата показали, що ця модель більш ефективна, ніж традиційні методи прогнозування. Статистичний аналіз, як правило, потребує великих наборів даних для отримання значущих показників. Тому, SCADA може виявляти початкові помилки на пізньому етапі за допомогою штучних нейронних мереж. Ці мережі можуть ефективно реконструювати нелінійні залежності між входом і виходом, а також застосовувати прості формули для діагностики несправностей на рівні коробки передач. Використані набори даних мають час вибірки 10 хвилин для звичайних систем керування SCADA. Вібрації коробки передач і температури коробки передач визначаються як основні вихідні дані моделі. З точки зору часової точності, SCADA виявляється досить грубою для надійного аналізу вібрацій, які потребують певної міри точності на відповідному часовому масштабі (кілька Гц). В наш час, інтелектуальні методи аналізу даних, такі як агломерація та статистичні моделі, широко використовуються в компаніях у всьому світі, однак, процес очищення є складним, а вимоги до чистоти даних дуже високі. Тому для проведення надійного аналізу ефективності виробництва електроенергії вітровими турбінами невідкладно потрібний ефективний і різноманітний метод очищення. З урахуванням цього, у цьому розділі перш ніж здійснюється аналіз, виокремлюються функції великих обсягів даних, які збирає SCADA, та видаляються непов'язані та непотрібні параметри. Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 56 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата ВИСНОВКИ Висновки дослідження засвідчили важливість і ефективність систем керування та моніторингу вітрових електростанцій для забезпечення їхньої надійної та продуктивної роботи. Аналіз операційних систем SCADA показав їхню ключову роль у зборі та аналізі даних, необхідних для ефективного управління електростанціями. Вивчення параметрів та функціональності систем керування виявило широкий спектр можливостей цих систем у контролі за вітрогенераторами та оптимізації їхньої роботи. Розподіл даних у мережі та стандарти приєднання вітрових електростанцій до мережі виявилися ключовими аспектами для забезпечення їхньої інтеграції та ефективної роботи. Дослідження системи керування WPP (Wind Power Plant) та управління вітровими турбінами виявилося ключовим для розуміння процесів, що відбуваються на вітряних електростанціях. Однією з основних висновків є те, що ефективне управління цими системами є необхідним для досягнення оптимальної ефективності та економічної вигоди. Метою дослідження було виявлення оптимальних стратегій управління, спрямованих на максимізацію виробництва електроенергії та зниження витрат на обслуговування. Для досягнення цієї мети було аналізовано різноманітні аспекти систем керування WPP, включаючи алгоритми роботи турбін, стратегії розподілу навантаження, а також методи підтримки та діагностики у разі виникнення несправностей. Одним з ключових висновків була необхідність розробки адаптивних та гнучких стратегій управління, які б враховували змінні умови довкілля, погодні умови та технічний стан турбін. Це дозволить оптимізувати використання ресурсів, забезпечуючи при цьому стабільну та ефективну роботу електростанцій. Також, дослідження підкреслило важливість використання передових технологій у системах керування WPP, таких як штучний інтелект, машинне навчання та алгоритми оптимізації, для досягнення найкращих результатів Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 57 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата управління та моніторингу вітряних електростанцій. Зазначені у дослідженні робота контролера зовнішнього контуру та робота вітрогенераторів зі змінною та постійною потужністю виявилися ключовими аспектами оптимізації роботи вітрових турбін. Загальним висновком є те, що ефективне управління та моніторинг вітрових електростанцій забезпечує не лише стабільну роботу турбін, але й дозволяє максимізувати їхню продуктивність та тривалість служби, що в свою чергу сприяє розвитку вітроенергетики як екологічно чистого та стійкого джерела електроенергії. Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 58 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 1. Abdel-Salam M., Ahmed A., Ziedan H., Sayed K., Amery M., Swify M. A solar- wind hybrid power system for irrigation in Toshka area. In: IEEE Jordan conference on ap.lied electrical engineering and computing technologies AEECT, Amman, Jordan. – 2021. – Р. 38-43. 2. Ahmed M.A., Eltamaly A.M. Wireless network architecture for cyber physical wind energy system. IEEE. – 2020. – Р. 180-197. 3. Ahmed M.A., Kang Y.C. Modeling and simulation of ICT network architecture for cyber-physical wind energy system. In: IEEE international conference on smart energy grid engineering. SEGE. Oshawa, Canada. – 2022. – Р. 32-46. 4. Ahmed M.A., Pan J-K., Song M., Kim Y-C. Communication network architectures based on ethernet passive optical network for offshore wind power farms. Appl Sci. – 2020. – Р. 81. 5. Chan E-K., Ebenhoh H. The implementation and evolution of a SCADA system for a large distribution network. IEEE Trans Power Syst. – 2022. – Р. 320-326. 6. Elnozahy A., Sayed K., Bahyeldin M. Artificial neural network based fault classification and location for transmission lines. In: 2019 IEEE conference on power electronics and renew- able energy. CPERE. , Aswan City, Egypt. – 2019. – Р. 140-144. 7. Eltamaly A.M., Alolah A.I., Farh H.M., Arman H. Maximum power extraction from utility- interfaced wind turbines. New Develop Renew Energy. 2023. – Р. 159-192. 8. Eltamaly A.M., Al-Saud M.S., Abo-Khalil A.G. Dynamic control of a DFIG wind power generation system to mitigate unbalanced grid voltage. IEEE Access, 2020. – Р. 91-103. 9. Eltamaly AM, Mohamed YS, El-Sayed A-HM, Elghaffar ANA. Analyzing of wind distributed generation configuration in active distribution network. In: 2019 8th international conference on modeling simulation and applied optimization. ICMSAO. IEEE, 2019. – Р. 1-5. Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 59 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 10. Etherden N., Johansson A.K., Ysberg U., Kvamme K., Pampliega D., Dryden C. Enhanced LV supervision by combining data from meters, secondary substation measurements and medium voltage supervisory control and data acquisition. In: 24th international conference & exhibition on electricity distribution. CIRED., 12- 15 June 2021. – Р. 1089-1093. 11. Goraj M., Epassa Y., Midence R., Meadows D. Designing and deploying ethernet networks for offshore wind power ap.lications – a case study. In: 10th IET international conference on developments in power system protection. DPSP 2020. Managing the change. – 2020. – Р. 84. 12. Leonardi A., Mathioudakis K., Wiesmaier A., Zeiger F. Towards the smart grid: substation automation architecture and technologies. In: Advances in electrical engineering. – 2022. – 13 p. 13. Sayed K., Gabbar H.A. Building energy management systems. BEMS. In: Energy conservation in residential, commercial, and industrial facilities. – 2021. – Р. 15- 81. 14. Schlechtingen M., Ferreira Santos I. Comparative analysis of neural network and regres- sion based condition monitoring ap.roaches for wind turbine fault detection. Mech Syst Signal Process. 2021. – Р. 49-75. 15. Singh N., Kliokys E., Feldmann H., Kiissel R. Power system modelling and analysis in a mixed energy management and distribution management system. IEEE Trans Power Syst. – 2022. – Р. 38-48. 16. Tautz-Weinert J., Watson S. Using SCADA data for wind turbine condition monitoring – a review. IET Renew Power Gener 11, 2020. – Р. 382-394. 17. Wang K-S, Sharma V.S,. Zhang Z-Y. SCADA data based condition monitoring of wind turbines. Adv Manuf. – 2023. – Р. 61-69. 18. Xie Y., Liu C., Wu Q. Optimized dispatch of wind farms with power control capability for power system restoration. J Mod Power Syst Clean Energy. – 2023. – Р. 908-916. 19. Yang J.M., Cheng K.W.E., Wu J., Dong P., Wang B. The study of the energy management system based-on fuzzy control for distributed hybrid windsolar power Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 60 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата system. In: Proceedings of first international conference on power electronics systems and ap.lications. – 2024. – Р. 113-117. 20. Zhao H., Ma L., Yan X., Zhao Y. Historical multi-station SCADA data compression of distribution management system based on tensor tucker decomposition. IEEE Access. – 2019. – Р. 90-96. 21. Бурикін О. Б. Оптимізація режиму локальних електричних систем з відновлюваними джерелами енергії / О. Б. Бурикін, Ю. В. Малогулко // Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія «Електротехніка та електротехнології». – 2023. – №2. − Вип. 15. – С. 42-46. 22. Бурикін О. Б. Спосіб узгодження графіків генерування сонячних електростанцій та споживачів енергії локальних електричних систем / О. Б. Бурикін, Ю. В. Малогулко, О. В. Нікіторович // Відновлювана енергетика ХХІ століття: ХV міжнарод. наук.-техн. конф.: матеріли конференції. – Київ: Інститут відновлювальної енергетики НАН України, 2023. – С. 52-55. 23. Кудря С. О. Проблеми створення вітроводневих систем / С. О. Кудря, Л. В. Яценко, Л. Я. Шинкаренко, В. І. Будько // ХІV Міжнародна науковопрактична конференція «Відновлювана енергетика XXI століття». – Кривий Ріг, 2023.– С.133-135. 24. Остапчук О. В. Перспективи використання джерел розподіленої генерації в енергосистемі України / О. В. Остапчук, В. І. Будько // Міжнародна науково- практична конференція – Енергозбереження та енергоефективність, Дніпро. – 2018.– С. 36-38. 25. Пилипець М.І. Правила заповнення основних форм технологічних документів: навч.-метод. посіб. / Уклад. Пилипець М. І., Ткаченко І. Г., Левкович М. Г., Васильків В. В., Радик Д. Л. Тернопіль: ТДТУ, 2019. – 108 с. Лист ЧДТУ.242267.001 ПЗ 61 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата