Panych A. MODELS OF AUTOMATED CONTROL OF THE EXPANDER-GENERATOR UNIT, WHICH ENSURE ITS ENERGY EFFICIENCY

Українська версія

Thesis for the degree of Candidate of Sciences (CSc)

State registration number

0425U000096

Applicant for

Specialization

  • 05.13.07 - Автоматизація процесів керування

25-04-2025

Specialized Academic Board

Д 45.052.04

Kremenchuk Mykhailo Ostrohradskyi National University

Essay

The dissertation is devoted to the solution of the scientific and practical problem of increasing the functional efficiency of the process of utilization of excess gas pressure in expander-generator units based on software automation tools due to the coordinated control of the turbine and generator under the conditions of disturbances in the parameters of the gas flow and electrical load. In the work, a mathematical model of the dynamics of the vortex turbine is built, taking into account the valve, which is the control body of the flow modes of the incoming gas flow. This model represents the turbine as a controlled source of torque and allows us to proceed to the study of the unit taking into account the connected electric generators. Comparative studies of means of electrical generation of expander units were conducted, which confirmed the feasibility of using a synchronous generator. A mathematical model was built for this generator, which made it possible to proceed to the study of the processes taking place in the unit, taking into account the interaction of the turbine and the generator under conditions of disturbances. In order to perform the structural and parametric synthesis of regulators, a model of the expander-generator unit was built. The synthesized relay regulator of the speed of rotation of the turbine rotor, according to the control efficiency criterion, which is defined as the minimization of energy consumption due to the minimization of the fluctuation of transient generation processes. The evaluation of the dynamic characteristics of the control channels of the studied control object made it possible to virtually solve the channel regulators. This made it possible to coordinate the settings of automatic regulators of excitation and the speed of rotation of the generator rotor, to investigate their operation and to proceed to practical implementation. The SCADA system of the experimental installation was developed, which allowed to check the adequacy of the model and evaluate the possibilities of implementing and setting up the proposed regulators on industrial microprocessor automation tools. Key words: automated control system, vortex turbine, expander-generator unit, mathematical model, regulator, gas transportation network, SCADA system.

Research papers

Simulation of the expander of the excess gas pressure utilization plant / H. Kulіnchenko, A. Panych, P. Leontiev, V. Zhurba. ScienceRise. Tallinn, 2022. No. 3 (80). P. 3–13.

Development of the method of constructing the expander turbine rotation speed regulator / H. Kulinchenko, V. Zhurba, A. Panych, P. Leontiev. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. Kharkiv, 2023. Vol. 2, No. 2 (122). P. 44–52.

Моделювання регулятора температури підігріву газу / Г. В. Кулінченко, А. О. Панич, В. О. Журба, С. В. Соколов. Вчені записки ТНУ імені В. І. Вернадського. Серія: Технічні науки. Київ, 2023. Том 34 (73), № 1. C. 101–107.

SCADA-система утилізаційної установки надлишкового тиску газу / Г. В. Кулінченко, А. О. Панич, В. О. Журба, С. В. Соколов. Системи та технології. Дніпро, 2023. № 1 (65). C. 32–38.

Релейний регулятор печі обігріву нафти / Г. В. Кулінченко, А. О. Панич, П. В. Леонтьєв, А. Ю. Шикура. International scientific innovations in human life: proceedings of the 7th International scientific and practical conference, Manchester, January 19–21, 2022. Manchester, 2022. P. 209–217.

Керування підйомом платформи будівельного принтера / Г. Кулінченко, П. Леонтьєв, А. Панич, А. Савенко А. Information Technology: Computer Science, Software Engineering and Cyber Security. Дніпро, 2022. № 1. C. 30–38.

Завдання ідентифікації параметрів установки утилізації тиску / Г. Кулінченко, А. Панич, П. Бугаєць, Д. Мірошниченко, І. Давиденко. Вісник Кременчуцького національного університету імені Михайла Остроградського. Кременчук, 2023. Вип. 6 (143). С. 97–103.

Оцінка параметрів електричної генерації установки утилізації тиску газу / Г. В. Кулінченко, А. О. Панич, П. І. Бугаєць, І. Л. Давиденко, О. В. Левковський. Вчені записки ТНУ імені В. І. Вернадського. Серія: Технічні науки. Київ, 2024. Том 35 (74), № 1. C. 169–177.

Kulіnchenko H., Panych A. Identification of parameters of a synchronous generator of an experimental installation for utilization of excess gas pressure. Horizons of Innovation: Conference on Multidisciplinary Trends in Science 2024. Lodz, 2024. P. 204–207.

Кулінченко Г. В., Панич А. О. Побудова імітатора вихрової турбіни детандер-генераторного агрегата. Perspectives of contemporary science: theory and practice: proceedings of the 1st International scientific and practical conference (Lviv, March 4–6, 2024). Lviv, 2024. P. 259–264.

Research of the regulator of an expander-generator unit / H. Kulіnchenko, A. Panych, A. Masliennikov, P. Leontiev. Machinery & Energetics. Kyiv, 2024. Vol. 15, No. 3. P. 33–46.

Кулінченко Г. В., Панич А. О. Оцінка енергоефективності функціонування детандер-генераторного агрегата. Science and technology: challenges, prospects and innovations: proceedings of the 5th International scientific and practical conference (Osaka, December 26–28, 2024). Osaka, 2024. P. 186–191.

Панич А. О. Лабораторний стенд з емулятором турбіни детандер-генераторного агрегата. Інформатика, математика, автоматика (ІМА::2024) : матеріали та програма науково-технічної конференції (Суми, 22–26 квітня 2024 року). Суми, 2024. С. 276.

Files

Similar theses