Yatsenko D. Dynamic control of distribution networks modes with local energy sources

Українська версія

Thesis for the degree of Doctor of Philosophy (PhD)

State registration number

0823U101240

Applicant for

Specialization

  • 141 - Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка

Specialized Academic Board

ДФ 26.002.52; ID 3160

National Technscal University of Ukraine "Kiev Polytechnic Institute".

Essay

The introductory part contains general information about the content of the dissertation, the direction of research, their relevance and prospects are substantiated. The goal, object and subject of research are formulated, scientific novelty is defined, as well as information about publications is given, the personal contribution of the recipient is emphasized and the main results obtained are summarized. The first chapter presents the results of a comprehensive analysis of global trends in the development of the energy sector, international experience in managing the modes of operation of distribution electric networks in modern conditions. The considered changes brought to the operation of distribution networks by local energy sources integrated into them. On the basis of the performed analysis, the expediency of using the method of dynamic control of the operating modes of distribution networks with local energy sources is substantiated. Considered features of solving the specified problem in the conditions of Ukraine, taking into account the existing hardware and information support. In this way, the importance of the implementation of dynamic control of PM modes in real time is substantiated, the main steps of solving the specified problem are determined. In the second section, based on the results of the analysis, a method of calculating an indicative indicator was proposed for the express determination of the expediency of changing the network topology in order to minimize energy losses. As a result of mathematical modeling, verification of the use of an indicative indicator to determine the expediency of changing the network topology was carried out. Thus, a universal toolkit has been developed that can be applied to any open circuits of the distribution network. Three options for evaluating the economic effect of the introduction and use of remotely controlled switching devices are proposed, and indicators are selected for evaluating the overall effect of dynamic management of network modes. In the third chapter, a thorough analysis of the methods of forecasting the electrical load and output power of distributed generation sources was carried out and the experience of their use in various conditions was analyzed. Based on this, a new adaptive model for forecasting electric load and generation of active power of local energy sources was developed. In the course of the analysis, a number of forecasting methods were determined, which are included in the adaptive model of forecasting the electrical load and output power of local energy sources. This model makes it possible to minimize the error by automatically applying the optimal forecasting algorithm at each step and thus allows to increase the validity and effectiveness of decisions regarding the implementation of the procedure of dynamic management of the distribution network topology. The adaptive model is implemented in the Python programming language. On the basis of mathematical modeling, the author tested an adaptive forecasting model and obtained an estimate of the forecast error, which can be taken into account when solving the issue of dynamic control of the operating modes of the PM by operationally changing its topology. In the fourth chapter, the results of the practical implementation of the solution to the problem of dynamic management of distribution network operating modes are given. On the basis of calculations using real electrical networks and their mode parameters, it is proved that the new method of dynamic control of switching devices proposed by the author, which by operational analysis of the mode of the existing distribution network, in particular with distributed energy sources, and taking into account the forecast values of the load and output power of local energy sources , allows you to determine the optimal current topology of the network, which really provides an additional reduction in electrical energy losses.

Research papers

В. А. Попов, Д.В. Яценко, О.В. Аданіков та В. О. Онуфрей, “Адаптивна модель прогнозування параметрів режиму розподільних мереж з розподіленою генерацією для обґрунтування умов використання дистанційно керованих комутаційних апаратів,” Вісник Хмельницького національного університету, Технічні науки, т. 1, №293, c. 135-144, 2021.

В. А. Попов, Д. В. Яценко, О. В. Аданіков та О. В. Яценко, “Особливості використання комутаційних апаратів з дистанційним керуванням в процесі формування активних розподільних мереж,” Енергетика: економіка, технології, екологія т. 1 (№ 59), с. 21–28, 2020.

D.V.Yatsenko,V. A. Popov,V. P. Rozen,A. I. Zamulko,O. V. Adanikov «Accounting the factor of randomity of social processes in prediction of demand for electric energy». Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, №2, р. 67-72, 2022.

Яценко Д., Попов В., Замулко А., Ярмолюк О., Аданіков О., «Застосування індикативного якісного показника при динамічному керуванні топологією розподільної мережі з локальними джерелами енергії з метою мінімізації втрат енергії», Вісник Хмельницького національного університету, №6. с. 274-281, 2022.

Яценко Д., Кулагін Д., «Investigation of special features of the decomposition of traction electric drives of mobile electrotechnical complexes», Технологический аудит и резервы производства, №.34, с. 31-39, 2017.

Яценко Д., Кулагін Д., Яценко О., «Класифікація дизель-генераторних електромеханічних систем по тяговим категоріям», Науковий вісник ТДАТУ, т.1, вип. № 7, с. 141-147, 2017.

V. Popov, M. Fedosenko, V. Tkachenko and D. Yatsenko, "Forecasting Consumption of Electrical Energy Using Time Series Comprised of Uncertain Data," 2019 IEEE 6th International Conference on Energy Smart Systems (ESS), Kyiv, Ukraine, 2019, pp. 201-204, doi: 10.1109/ESS.2019.8764172.

Попов В.А., Яценко Д.В., Аданіков О.В., Онуфрей В.О., «Використання адаптивної моделі прогнозування параметрів режиму роботи розподільних мереж з розподіленою генерацією для забезпечення їх ефективного функціонування», VIII Міжнародна науково-практична конференція "SCIENCE AND EDUCATION: PROBLEMS, PROSPECTS AND INNOVATIONS", м. Кіото, Японія, 2021, с. 598-606.

Попов В. А., Яценко Д. В., Аданіков О. В., Онуфрей В. О., «Обґрунтування використання сучасних комутаційних апаратів в процесі формування активних розподільних мереж», VI Міжнародна науково-практична конференція "EUROPEAN SCIENTIFIC DISCUSSIONS", м. Рим, Італія, 2021, с. 153-158.

Яценко Д., Кулагін Д., Волков М., «Декомпозиція дизель-генераторних електромеханічних систем як захід підвищення енергетичної ефективності», Міжнародна наукова інтернет-конференція «Інформаційне суспільство: технологічні, економічні та технічні аспекти становлення», м. Тернопіль, Україна, 2017, с.72-75.

Яценко Д., Кулагін Д., «Класифікація дизель-генераторних електромеханічних систем по тяговим категоріям», Матеріали VII міжнародної науково-практичної конференції пам’яті І.І. Мартиненка та з нагоди 85-річчя Таврійського державного агротехнологічного університету «Енергозабезпечення технологічних процесів», Мелітополь, Україна, 2017.

Яценко Д., Кулагін Д., Волков М., «Математична модель підвищення енергетичного потенціалу дизель-генераторної електромеханічної системи», Матеріали ІІ Всеукраїнської науково-практичної інтернет-конференції студентів, аспірантів та молодих вчених «Актуальні проблеми сучасної енергетики», м. Херсон, Україна, 2017, с. 103-106.

Яценко Д., Кулагін Д., Волков М., «Аналіз практичного досвіду декомпозиції систем тягових електроприводів», Матеріали ІІІ міжнародної науково-практичної конференції «Актуальні питання сучасної науки», м. Київ, Україна, 2017, с. 40-42.

Popov, Vladimir, V.; Tkachenko, Vadim; Yarmoliuk, Olena; Yatsenko, Dmytro, «Actual Trends of Electrical Distribution Systems Automation», Studies in Systems, Decision and Control, O. Kyrylenko, D. Derevianko, I. Zaitsev, S. Denysiuk, I. Blinov, A. Zaporozhets, Eds, Kyiv, Springer, 2022, р. 319 – 346.

Files

Similar theses