Baklytskyi V. Improvement of models and methods of choosing power transformers in tasks of designing 110 kV electrical networks

Українська версія

Thesis for the degree of Doctor of Philosophy (PhD)

State registration number

0825U001368

Thesis Registration Form

0825U001368.pdf

Applicant for

Specialization

  • 141 - Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка

19-06-2025

Specialized Academic Board

PhD 8621

National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute"

Essay

The dissertation work is devoted to solving a topical scientific and applied problem related to improving models and methods for selecting power transformers to take into account in the design tasks of 110 kV electrical networks the features of the network operating mode with renewable energy sources and the operational indicators of the substation, which will give an opportunity of reduction impact of heterogeneity of electrical networks during operation, reducing technological power losses and costs of conversion of parameters of electrical energy. The object of research is the processes in 110 kV electrical networks and their impact on the technical and economic characteristics of power transformers. The subject of research are the electrical and economic parameters of power transformers of 110 kV electrical networks taking into account the operating conditions of substations. The aim of the study is improving models and methods for selecting a power transformers for consideration, during developing a reconstruction project of 110 kV electrical networks, the features of the operating mode of the electrical network with renewable energy sources and the operational indicators of the substation, which will allow reducing the impact of the heterogeneity of electrical networks during operation, reducing technological power losses in networks and costs for transforming of electrical energy parameters. The following scientific results were obtained from the study: the mathematical model of discounted costs of power transformers of 110 kV electrical networks has been further developed, which differs from existing ones in the ability to determine the optimal power of a transformer, which will reduce the impact of network heterogeneity and determine the optimal ratio of components in the technical and economic model; for the first time, the use of statistical decision methods has been scientifically substantiated to determine the value of optimal power of transformers, which allows minimizing the level of economic costs in case of making erroneous decisions during the development of a 110 kV electrical networks reconstruction project; for the first time, a method for selecting of power of transformer has been developed, which, unlike on the existing ones, takes into account the peculiarities of the operating mode of the electric network with renewable energy sources and the operational indicators of substations, which allows, during the development of a 110 kV electric networks reconstruction project, to form the optimal parametric series of power transformers to reduce active power losses in the network and reduce costs during operation. The practical significance of the results obtained lies in the possibility of direct use of the proposed models and methods in the development and implementation of: methods for calculating the optimal transformer power in the process of determining its load in normal operation, which will allow at the design stage to analyze active power losses and minimize the level of economic costs in case of making erroneous decisions; methods for taking into account the operational indicators of substations and the impact of renewable energy sources on the operation mode of the electric network when considering the main provisions of the analysis of stable operating modes and developing projects for the reconstruction of electric networks; methods for forming the optimal parametric series of power transformers at the design stage to reduce active power losses and costs for transforming electrical energy parameters; methods for selecting a power transformer, which takes into account the peculiarities of the operation mode of the electric network with renewable energy sources and the operational indicators of substations, which will allow during the operation period to improve the energy efficiency of the process of transmitting electric energy. The developed methods are confirmed by acts of implementation in the educational process and practical activities.

Read more

Research papers

▪1 Баклицький В.М. Дослідження впливу параметрів проводу на режими роботи повітряних ліній 110 кВ / Черкашина В.В., Баклицький В.М. // Вісник Вінницького політехнічного інституту. Вінниця : ВНТУ, 2021. Вип. 6. С. 32-37. (Б). URL: https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2701

▪2 Баклицький В.М. Формування і аналіз техніко-економічної моделі трансформації електричної енергії із застосуванням критеріального методу / Черкашина В.В., Баклицький В.М. // Вісник Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут». Серія: Енергетика: надійність та енергоефективність. Харків : НТУ «ХПІ», 2022. Вип. 1 (4). С. 73-78. (Б). URL: http://eree.khpi.edu.ua/article/view/260879

▪3 Баклицький В.М. Дослідження техніко-економічних показників силових трансформаторів з урахуванням умов експлуатації / Черкашина В.В., Баклицький В.М. // Вісник Вінницького політехнічного інституту. Вінниця : ВНТУ, 2024. Вип. 1. С. 32-36. (Б). URL: https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2974

▪4 Баклицький В.М. Формування коефіцієнту наростання шкали потужностей силових трансформаторів з врахуванням експлуатаційних показників підстанцій / Баклицький В.М. // Вісник Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут». Серія: Енергетика: надійність та енергоефективність. Харків : НТУ «ХПІ», 2024. Вип. 1 (8). С. 3-7. (Б). URL: http://eree.khpi.edu.ua/article/view/304816

▪5 Баклицький В.М. Дослідження питання покращення енергоефективності процесу трансформації електричної енергії в Українських розподільчих мережах / Баклицький В.М. // Вісник Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут». Серія: Енергетика: надійність та енергоефективність. Харків : НТУ «ХПІ», 2024. Вип. 2 (9). С. 3-8. (Б). URL: http://eree.khpi.edu.ua/article/view/318454

▪6. Баклицький В.М. Вдосконалення техніко-економічних моделей повітряних ліній електропередачі на базі критеріального методу / Черкашина В.В., Баклицький В.М. // Вісник Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут». Серія: Енергетика: надійність та енергоефективність. Харків : НТУ «ХПІ», 2020. Вип. 1 (1). С. 89-94.

▪7. Баклицький В.М. Комплексний аналіз розвитку українських електричних мереж відповідно концепції Smart Grid / Черкашина В.В., Баклицький В.М. // Sciences of Europe, 2021. Вип. 1, № 66. С.32–35. URL: https://repository.kpi.kharkov.ua/items/2f2e11ee-b82e-47bb-9042-3cc7b9df9976

▪8. Baklytskyi V.M. Advisability of optimizing the nominal power scale of 110 kilovolt transformers / Baklytskyi V.M., Cherkashyna V.V. // IEEE 4th KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek) : Сonference paper (м. Харків, 2-6 жовтня 2023 р.). Kharkiv: National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute», 2023. – P. 1-4 (Scopus, Україна). URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/10312971

▪9. Баклицький В.М. Вдосконалення техніко-економічних моделей повітряних ліній електропередачі в умовах ринкових відносин / Черкашина В.В., Баклицький В.М. // Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка: застосування, дослідження, освіта : тези доповідей Всеукраїнської наукової конференції, (м. Одеса, 15 квітня 2021 р.). – Одеса : Військова академія, 2021. – С. 131-132. URL: https://figshare.com/articles/conference_contribution/___________________________________15__2021/14435156?file=27608126

▪10. Баклицький В.М. Критеріальний аналіз техніко – економічних моделей повітряних ліній 35 – 750 кВ / Черкашина В.В., Баклицький В.М. // Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров’я : тези доповідей XХVІІІ Міжнародної науково-практичної конференції MicroCAD-2021, (м. Харків, 18-20 травня 2021 р.). – Харків : Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», 2021 р. – С. 92. URL: https://repository.kpi.kharkov.ua/items/2a2a5687-f2c0-4b4f-9008-a9adc7726d7f

▪11. Баклицький В.М. Застосування вихрострумових методів неруйнівного контролю в електроенергетиці / Баклицький В.М., Борисенко Є.А., Черкашина В.В. // Оптимальне керування електроустановками (ОКЕУ 2021) : матеріали V Міжнародної науково-технічної конференції, (м. Вінниця, 19-21 жовтня 2021 р.). – Вінниця : Вінницький національний технічний університет, 2021. – С. 26-28. URL: https://conferences.vntu.edu.ua/index.php/okeu/index/pages/view/zbirn2021

▪12. Баклицький В.М. Аналіз та перспективи розвитку українських електричних мереж / Черкашина В.В., Баклицький В.М. // Енергоефективність та енергетична безпека електроенергетичних систем (EEES-2021) : матеріали V-ї Міжнародної науково-технічної конференції, (м. Харків, 9-12 листопада 2021 р.). – Харків : Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», 2021. – С. 96-97. URL: https://repository.kpi.kharkov.ua/items/45a1ef0f-6335-4fc9-b623-11ec4da78c22

▪13. Баклицький В.М. Сучасні аспекти вибору обладнання електричних мереж під час проектування / Черкашина В.В., Баклицький В.М. // Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров’я : тези доповідей XXX Міжнародної науково-практичної конференції MicroCAD-2022, (м. Харків, 19-21 жовтня 2022 р.). – Харків : Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», 2022 р. – С. 89. URL: https://repository.kpi.kharkov.ua/items/3055ed9f-cdcb-4b04-ae28-ec1a7e8d54e4

▪14. Баклицький В.М. Аналіз нових підходів до проектування силових трансформаторів / Баклицький В.М. // Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров’я : тези доповідей XXXI Міжнародної науково-практичної конференції MicroCAD-2023, (м. Харків, 17-20 травня 2023 р.). – Харків : Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», 2023 р. – С. 92. URL: https://repository.kpi.kharkov.ua/items/37d7b1d3-a033-44da-8825-5ad9300e48e9

▪15. Баклицький В.М. Визначення потужності трансформатора з врахуванням завантаженості підстанції / Черкашина В.В., Баклицький В.М. // Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров’я : тези доповідей XXXII Міжнародної науково-практичної конференції MicroCAD-2024, (м. Харків, 22-25 травня 2024 р.). – Харків : Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», 2024 р. – С. 133. URL: https://repository.kpi.kharkov.ua/items/2723a21a-a853-422d-a104-2cd4d78c24f0

▪16. Баклицький В.М. Обґрунтовання доцільності іноваційних технологій для контролю параметрів електричних мереж 110-330 кВ / Черкашина В.В., Горкунов Б.М., Бондаренко В.О., Баклицький В.М. // Modern trends in science and practice: collective monograph. – Los Angeles: GS publishing service, 2022. – Р. 81-92. URL: https://doi.org/10.51587/9781-7364-13364-2022-006-81-92

Read more

Similar theses

0825U001024

Vitalii A. Stepanenko

Management of the integration of renewable energy sources into electricity distribution networks

0825U000689

Artem Savieliev

Models and methods of increasing the energy efficiency of power transmission lines

0825U000611

Rostyslav-Ivan V. Kuzyk

Synthesis of energy-shaping control of electrical complexes with the use of decomposition

0825U000384

Pavlo Shymanyuk

Short-term forecasting of nodal electrical loads in distribution network

0825U000355

Ivan Zubkov

Control systems of high-frequency transistor converters with pulse density modulation for induction heating equipment.