LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Енергетика → Автоматизація управління автономним енергопостачанням з використанням відновлюваних джерел енергії в умовах селянського (фермерського) господарства

КІРОВОГРАДСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ






Жесан Роман Володимирович


УДК 621-523.8



Автоматизація управління автономним

енергопостачанням з використанням

відновлюваних джерел енергії в умовах

селянського (фермерського) господарства




Спеціальність 05.13.07 -

Автоматизація технологічних процесів




Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук









Кіровоград – 2001

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі автоматизації виробничих процесів Кіровоградського державного технічного університету Міністерства освіти і науки України.


Науковий керівник: кандидат технічних наук, професор

Пащенко Василь Федорович,

Кіровоградський державний технічний університет,

завідувач кафедри автоматизації виробничих процесів.


Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Ладанюк Анатолій Петрович,

Український державний університет харчових технологій,

завідувач кафедри автоматизації та комп’ютерно-інтегрованих технологій;


кандидат технічних наук, доцент

Плєшков Петро Григорович,

Кіровоградський державний технічний університет,

завідувач кафедри електропостачання промислових підприємств та сільського господарства.


Провідна установа: Національний аграрний університет Кабінету Міністрів України, м. Київ, кафедра автоматизації сільськогосподарського виробництва.


Захист відбудеться 9 листопада 2001 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 23.073.01 в Кіровоградському державному технічному університеті за адресою: 25006, м. Кіровоград, пр. Університетський, 8.


З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Кіровоградського державного технічного університету за адресою: 25006, м. Кіровоград, пр. Університетський, 8.


Автореферат розісланий 3 жовтня 2001 р.


Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради В. М. Каліч.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Нестача енергетичних ресурсів в державі та всілякі регулярні й аварійні відключення від енергопостачання значних територій, як правило в сільській місцевості, стає справжнім лихом для національного аграрного сектора. Від раптових відключень страждають не лише люди; страждають біологічні об’єкти сільського господарства – тварини та рослини. Як наслідок, падає продуктивність праці, врожайність, обсяги виробництва в тваринництві. В той же час все більшою стає потреба в якісному енергопостачанні АПК, де відбуваються процеси докорінного реформування сільськогосподарського виробництва: земля отримує власника, а великі господарства подрібнюються. Для зменшення залежності розпорошених селянських господарств від централізованого енергопостачання, яке нині характеризується майже щоденними кількагодинними несподіваними відключеннями, пропонується використовувати автономні системи енергопостачання (СЕП). Аналіз світових тенденцій розвитку вказаних систем показує, що найбільш сучасними є СЕП автономного споживача (СЕПАС) із використанням відновлюваних джерел енергії (ВДЕ). Причому для того, щоб не відволікати споживачів від основної діяльності, СЕПАС повинні працювати в автоматичному режимі.

Тому дослідження, спрямовані на розробку системи автоматичного керування (САК) процесом автономного енергопостачання селянського (фермерського) господарства СЕПАС з використанням ВДЕ, на сьогодні є актуальними.


Зв’язок роботи з науковими програмами та темами.Результати роботи використані в Програмі соціально-економічного розвитку Кіровоградської області на 2001 рік, підготовленій обласною державною адміністрацією, затвердженій рішенням сесії обласної ради 16 січня 2001 р. №205.


Мета і задачі дослідження. Метою даної дисертаційної роботи є вдосконалення процесу забезпечення енергією фермерського господарства в умовах України за рахунок створення системи автоматичного керування системою енергопостачання автономного споживача з використанням відновлюваних джерел енергії.

Для досягнення поставленої мети необхідно розв’язати такі задачі.

  • Виявити особливості системи енергозабезпечення фермерського господарства з використанням ВДЕ та встановити необхідні зв’язки для перерозподілу енергії.

  • Створити математичну модель СЕПАС.

  • Створити структурну схему СЕПАС з використанням кількох енергоджерел, враховуючи особливості кожного з них та можливість акумулювання енергії.

  • Визначити вимоги до САК СЕПАС та створити її математичну модель.

  • Визначити енергетичні потенціали та особливості сонячної енергії для кожного регіону України з урахуванням його географічних та кліматичних умов.

  • Визначити енергетичні потенціали та особливості вітрової енергії для кожного регіону України з урахуванням його географічних та кліматичних умов.

  • Обрати критерії оптимальності для оцінки СЕПАС із ВДЕ і провести комп’ютерне моделювання її роботи, за результатами якого визначити основні параметри складових частин системи.

  • Створити структурну схему САК СЕПАС із ВДЕ, використовуючи отримані значення сонячного та вітрового потенціалів територіальних зон України; провести її аналіз з метою визначення алгоритму функціонування.

  • Реалізувати САК СЕПАС та провести її дослідження.

  • Визначити результативність впровадження СЕПАС із ВДЕ та САК і умови її конкурентоспроможності з традиційною енергосистемою.

    Об'єкт дослідження – процес енергопостачання засобами СЕПАС із відновлюваними джерелами енергії.

    Предмет дослідження – САК системою енергопостачання з відновлюваними джерелами енергії для фермерського господарства, як автономного споживача, в умовах України.

    Методи дослідження. Теоретичні дослідження базуються на методах обробки статистичних даних, методиці планування експерименту, методологічних принципах системного аналізу та синтезу, теоретичних положеннях теорії автоматичного керування. Експериментальні дослідження виконувалися за допомогою серійних вимірювальних пристроїв із використанням розробленої лабораторної установки. Моделювання процесів та розрахункова частина дослідження виконувалися на IBM-сумісних ПЕОМ із процесором Intel® pentium®-233MMX™ за допомогою внутрішніх можливостей сучасних пакетів, розробки та експлуатації моделюючих і розрахункових програм.


    Наукова новизна одержаних результатів.Новостворені математичні моделі СЕПАС та САК нею, що відрізняються багатомірністю, наявністю нелінійностей і динамічних змінних, можуть бути використані для опису інших автономних енергосистем з різною кількістю первинних перетворювачів. На їх основі будуються алгоритми функціонування САК СЕПАС.

    Визначені критерії оптимізації структури СЕПАС з використанням ВДЕ для умов конкретного регіону.

    Вперше сформовано дискретні карти сонячних енергетичних потенціалів України за сезонами, які є джерелом інформації при проектуванні систем з ВДЕ.

    Засобами сучасного програмного забезпечення розроблено новий метод розрахунку і побудови дискретних карт енергетичних потенціалів вітрової енергії. Новостворені карти дозволяють визначити вітроенергопотенціали будь-якої місцевості України за сезонами при розробці систем енергопостачання з відновлюваними джерелами.

    Розроблені структурна схема СЕПАС з використанням ВДЕ, алгоритм керування нею, а також структурна та функціональна схеми САК можуть бути використані для розробки нового програмного забезпечення подібних СЕПАС із САК.


    Практичне значення одержаних результатів.Сформовані карти сонячного та вітрового потенціалів України дозволяють оцінити перспективність використання для умов країни вітрової та сонячної енергії. Дискретність карт є зручною для використання обчислювальної


  •