Дисертаційна робота присвячена розробленню методу аналізу ефективності експлуатації та працездатності єдиної енергосистеми за рахунок розроблення її імітаційної моделі для визначення зміни властивостей поставки та споживання електроенергії, в основу якої покладено згортку критеріїв аналізу запланованих та випадкових збурень, які роблять можливим руйнування окремих складових та вузлів, які зменшують працездатність.
У першому розділі «Аналіз сучасного стану експлуатації енергетичних систем через оцінку її ефективності та працездатності при збуреннях» одержано такі результати:
– Встановлено, що багато елементів єдиної енергосистеми, такі як трансформатори, генератори, лінії передачі тощо, мають великий термін експлуатації, але з часом вони втрачають ефективність та можуть вимагати заміни або серйозного ремонту. Під диспетчерським керуванням не всі елементи енергосистеми отримують регулярне технічне обслуговування, що може призводити до випадкових аварій. Багато енергетичних систем мають застаріле обладнання та технології, які не відповідають сучасним стандартам ефективності експлуатації.
– Встановлено, що країна стикається зі значним дефіцитом енергоносіїв, що обмежує можливості розвитку традиційних джерел енергії та підвищує залежність від імпорту. У енергетичному балансі країни незначну частку становлять відновлювальні джерела енергії, такі як вітроенергетика, сонячна енергія, біопаливо тощо. Через недостатню інфраструктуру Україна має значний потенціал для розвитку відновлювальної генерації електроенергії, зокрема за допомогою сонячних панелей, вітрових турбін, біогазових установок, що сприяє зменшенню залежності від традиційних джерел та покращенню енергетичної безпеки.
– Визначено, що сучасні моделі та методи енергосистеми не враховують випадки, коли в умовах споживчого управління споживач замовляє тільки необхідний для нього об’єм електроенергії або єдина енергосистема підлягає випадковим збуренням.
У другому розділі «Імітаційна модель єдиної енергосистеми для різних сценаріїв запланованих збурень» одержано такі результати:
– Встановлено, що застосування графової теорії дає можливість створити модель структури енергосистеми країни у вигляді ярусного графу. Це дозволяє у вигляді вузлів та ребер представити складні структурні елементи системи такі як генеруючі установки, електричні підстанції та лінії електропередач, у вигляді імітаційних моделей, які можуть бути використані для аналізу, диспетчерського керування та оптимізації її роботи.
– Вперше запропоновано імітаційну модель енергетичної системи у вигляді ярусного графа, яка враховує потужність згенерованої та переданої мережею електроенергії, номінальну потужність та кількість трансформаторів електричних підстанції, переріз та максимальну пропускну здатність ліній електропередач. Така модель дає можливість визначити складні взаємозв’язки між її вузлами та інтегрувати устаткування в єдину енергосистему для проведення її аналізу ефективності експлуатації та працездатності.
В третьому розділі «Метод оцінки ефективності експлуатації єдиної енергетичної системи через згортку її параметрів» було розроблено метод оцінки ефективності експлуатації єдиної енергосистеми на основі імітаційної моделі єдиної енергетичної системи для аналізу її експлуатації на базі згортки окремих критеріїв. Науковим результатом третього розділу можна вважати:
– подальший розвиток методу оцінки ефективності експлуатації енергосистеми, в основу якого покладено об’єми поставки та споживання електроенергії. Було додано можливість врахування об’ємів електроенергії, які необхідно додатково залучити за аналогом кредитної банківської системи у іншої енергопередавальної організації для забезпечення потреб споживача.
– узагальнений показник згортки окремих критеріїв, а саме обсягу, якості та ефективності поставки електроенергії, що дало можливість в умовах споживчого управління отримати інтегральний показник для виявлення споживачем ефективної поставки серед можливих альтернатив.
В четвертому розділі «Стохастична модель єдиної енергетичної системи та метод аналізу працездатності при ймовірносних сценаріях збурень» досягнуто мету дисертаційного дослідження. Науковим результатом четвертого розділу можна вважати:
– стохастичну модель ефективності та працездатності єдиної енергетичної системи, яка складається з її імітаційної моделі, поточного ланцюгу об’єктів перетворення та транспортування, моделі випадкових збурень, які змінюють властивості вузлів та ребер ярусного графу та методу оцінки її експлуатації за рахунок показників її ефективності та працездатності, методу рекурсивного процесу пошуку шляхів отримання електроенергії від об’єкта споживача до устаткування електрогенерації;
– аналіз умов працездатності енергосистеми під час різних сценаріїв експлуатації, враховуючи потенційні виходи з ладу компонентів під час випадкових збурень, які приводять до руйнування обладнання.
