№ 1 (2024)

В статье рассматривается вопрос кластеризации электроэнергетических систем (ЭЭС) на зоны надежности для формирования энергетических расчетных моделей (ЭРМ) ЭЭС, предназначенных для выполнения расчетов показателей балансовой надежности. Обоснование глубины детализации ЭРМ основано на учете двух свойств ЭЭС: надежности, а именно на основе расчетных оценок границ применимости детерминированных и вероятностных критериев надежности, и экономичности, а именно на основе сопоставления стоимостных оценок мероприятий по обеспечению надежности. В первой части статьи для решения поставленной задачи предлагается использование ряда инженерных подходов, в которых учитываются надежность и экономичность ЭЭС. В разделе экспериментальных исследований представлены результаты применения предлагаемых алгоритмов для формирования ЭРМ объединенной энергосистемы Сибири.

На основании результатов численного моделирования испарения воды, впрыскиваемой в поток горячих дымовых газов, были получены зависимости эффективности испарения от параметров сопел форсунок: дисперсность распыла, угол раскрытия конуса и его полнота. Результаты моделирования были аппроксимированы линейной регрессией и экстраполированы за пределы исходных диапазонов параметров сопел для определения максимума эффективности. Вектор оптимизации параметров сопла был определен в направлении формирования полых факелов с большим углом раскрытия. Также было отмечено усиление влияния угла раскрытия факела на эффективность испарения по мере уменьшения его полноты. При этом эффективность узких пустых конусов в некоторых случаях может быть меньше, чем у полных. Также показано отсутствие зависимости эффективности испарения от размера капель при их диаметре менее 1 мм.

Представленная статья посвящена исследованию температурного поля в ламинарном потоке жидкости, движущейся в круглой трубе. При этом предполагается, что течение среды является стационарным с параболическим профилем скорости и теплофизические свойства ее постоянные. В работе изучается приближенный аналитический метод расчета распределения температуры в потоке жидкости. Получены сравнительно несложные математические зависимости для определения первой собственной функции и первого характеристического корня рассматриваемой задачи. Рекомендуемые выражения обладают высокой точностью и позволяют оперативно исследовать процесс теплообмена на участке упорядоченного режима течения жидкости в канале, являющегося, как правило, основным.

Сформулирована задача определения температурного поля изотропного полупространства с пленочным покрытием его поверхности в условиях теплообмена с внешней средой. Исследован нестационарный режим теплообмена с изменяющимися во времени коэффициентом теплоотдачи и температурой внешней среды. Идентифицированы достаточные условия, выполнение которых обеспечивает возможность реализации автомодельного процесса теплопереноса в анализируемой системе. Качественно исследованы физические свойства изучаемого автомодельного процесса, и установлены его особенности. Теоретически обоснована возможность реализации режима термостатирования границы изотропного полупространства, обладающего пленочным покрытием, при нестационарном теплообмене с внешней средой.

В современных гибридных энергосистемах общая постоянная инерция системы не является постоянной величиной и зависит от доли генерируемой мощности возобновляемых источников энергии (ВИЭ), подключаемых к сети через силовые преобразователи, в каждый конкретный момент времени. Из-за этого требуемые в электрических сетях ограничения скорости изменения частоты и величины ее отклонения при возмущениях становятся труднореализуемыми с помощью традиционных подходов и средств. Актуальным является переход к новой стратегии управления ВИЭ, в рамках которой силовой преобразователь становится ведущим, что позволяет последним выполнять ряд необходимых системных функций. С этой целью может быть использован алгоритм управления на основе виртуального синхронного генератора (ВСГ), имитирующий свойства и возможности традиционной синхронной генерации для объектов ВИЭ. Однако из-за постоянно меняющихся схемно-режимных условий в гибридных энергосистемах создаваемая за счет ВСГ виртуальная инерция должна быть адаптивной. При этом эффективность адаптивных алгоритмов во многом зависит от используемой структуры ВСГ. В связи с этим в первой части статьи предложена модифицированная структура ВСГ, для которой сформирована передаточная функция контура по управлению активной мощностью. С помощью нее выполнен сравнительный анализ традиционной и модифицированной структур ВСГ, по результатам которого доказано отсутствие трех принципиальных противоречий у последней. За счет особых свойств достигнута возможность гибкого управления параметрами модифицированного ВСГ для достижения желаемого качества динамического отклика на любом этапе протекания переходного процесса. Во второй части статьи приведен анализ влияния параметров настройки на инерционные и демпфирующие свойства ВСГ, на основе которого разработаны адаптивные алгоритмы их изменения в зависимости от складывающихся схемно-режимных условий. Полученные аналитические выводы подтверждены путем нелинейного динамического моделирования.