Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.09.03 «Електротехнічні комплекси та системи» - Запорізький національний університет, Запоріжжя, 2020.
Дисертація присвячена вирішенню актуальної наукової проблеми, що полягає у розвитку теоретичних засад синтезу електромеханічних систем вітроенергетичних установок з аеродинамічним мультиплікуванням, які забезпечують максимальну ефективність роботи ВЕУ з точки зору відбору потужності від вітрового потоку та підвищення їх експлуатаційної надійності.
Запропонована узагальнена математична модель вітроелектрогенеруючої системи ВЕУ з аеродинамічним мультиплікуванням, яка дозволяє отримувати теоретичні залежності, що описують властивості даної системи, в узагальненій формі з метою їх використання при проектуванні даних систем.
Запропоновано графоаналітичний метод аналізу ефекту автооптимізації, який дозволив: дати теоретичне пояснення причин його появи та виявити умови, що необхідні для виникнення цього ефекту, намітити шляхи його більш ефективного використання.
Запропоновано спосіб декомпозиції електромеханічної системи та методику побудови схем трактів перетворення енергії в цих системах, які дозволяють розглядати широкий клас електромеханічних систем ВЕУ з аеродинамічним мультиплікуванням з єдиних теоретичних позицій, проводити їх аналіз та класифікацію за структурними ознаками, виявляти ці ознаки завдяки наочній візуалізації.
Запропоновано спосіб синтезу візуально-блочних моделей електромеханічних систем ВЕУ з АДМ, який значно скорочує терміни проведення даного синтезу та значно зменшує ймовірність помилок при моделюванні.
Розроблено формалізований алгоритм перетворення візуально-блочної моделі електротехнічного комплексу ВЕУ з АДМ, який дозволяє значно скоротити створення математичного опису електромеханічної системи ВЕУ з АДМ як об'єкту управління, що використовується при синтезі її систем управління.
Розроблено алгоритм моментного управління електромеханічною системою ВЕУ з АДМ, який дозволяє використовувати аеромеханічну систему ВЕУ з АДМ з жорсткою аеродинамічною конструкцією первинного вітроколеса, що значно зменшує капітальні та експлуатаційні витрати на ВЕУ та підвищує її експлуатаційну надійність.
Шляхом математичного моделювання отримано залежності величини перевищення потужності під час перехідного процесу, при реалізації алгоритму моментного управління електромеханічною системою ВЕУ з АДМ, від середнього значення, амплітуди та частоти коливання вітрового потоку, що дозволяє проводити розрахунок встановленої потужності компонентів електрообладнання ВЕУ.
В результаті модельного експерименту отримано характеристики впливу параметрів системи на величину вихідної потужності, що дозволило визначити оптимальні режими управління електромеханічною системою ВЕУ з АДМ.
За допомогою експериментальної ВЕУ було підтверджено працездатність запропонованого способу моментного управління ВЕУ з АДМ.
Розроблено схему та алгоритм функціонування імітатору аеромеханічної підсистеми, який дозволяє створити стенд для випробування електрообладнання ВЕУ з АДМ в лабораторних або цехових умовах як на стадії розробки нового електрообладнання, так і при випробуванні електрообладнання при серійному виробництві цих систем.
Результати роботи було використано при проектуванні електрообладнання ВЕУ з АДМ ТГ-750 та ТГ-1000 ВАТ «НДІ «Перетворювач» (м. Запоріжжя) і КБ «Конкорд» (м. Дніпро) та у перспективній розробці КБ «Голубенко» ВАТ «Згода» (м. Дніпро) ВЕУ з АДМ ТГ-2100 потужністю 2100 кВт.
