Том: 14 Номер: 1 (53) Год: 2022 — Вестник Казанского государственного энергетического университета

Содержание выпуска (elibrary.ru)

ПОВЫШЕНИЕ УПРАВЛЯЕМОСТИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ И УЛУЧШЕНИЕ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Исмоилов И.И., Грачева Е.И.
Казанский государственный энергетический университет
Резюме: ЦЕЛЬ. Определение основных факторов, влияющих на качество электроэнергии в распределительных сетях (РС) 10 и 0,4 кВ городских и промышленных потребителей. Проведение экспериментальных исследований эффективности применения различных методов определения потерь активной мощности и энергии в РС при ухудшении качества электроэнергии. Моделирование установившихся режимов РС и исследование факторов, влияющих на потери электроэнергии. МЕТОДЫ. Экспериментальное исследование отдельных участков РС городских и промышленных потребителей; имитационное моделирование режимов РС на базе прикладной программы MATLAB&Simulink и библиотеки блоков SimPowerSystems; Математические методы теории вероятностей и математической статистики. РЕЗУЛЬТАТЫ. На основе выполненного анализа систем электроснабжения городских и промышленных потребителей установлены основные факторы, влияющие на качество и потери электроэнергии в сетях. Впервые выполнены экспериментальные исследования с применением приборов контроля и измерения показателей качества электроэнергии в условиях внедрения автоматизированной билинговой системы. Проведено моделирование электрических сетей 10 кВ и 0,4 кВ Худжандских городских электрических сетей (ХГЭС) Республики Таджикистан с использованием прикладной программы MATLAB&Simulink. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Установлено, что для повышения качества и уменьшения потерь электроэнергии в РС, наряду с регулируемой установкой компенсации реактивной мощности, необходимо внедрение элементов самоуправляемых сетей и качественное выполнение организационных и технических мероприятий.
Ключевые слова: распределительные сети; городские; промышленные; электроэнергия качество; потери; энергосбережение; компенсация реактивной мощности; компенсирующее устройство; моделирование.
Для цитирования: Исмоилов И.И., Грачева Е.И. Повышение управляемости энергетическими системами и улучшение качества электроэнергии // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №1 (53). С. 3-12.
INCREASING THE CONTROL OF POWER SYSTEMS AND IMPROVING THE QUALITY OF ELECTRIC POWER
II. Ismoilov, EI. Gracheva
Kazan State Power Engineering University
Abstract: THE PURPOSE. Identify the disadvantages of uniform and symmetric distribution of electricity in distribution networks (RS) 10 kV urban and industrial consumers. Conduct a pilot study of the effectiveness of the use of digital metering devices and consumer electricity consumption and reactive power compensation means in the RS. METHODS. To develop a simulation model of 10 kV RS for calculating the steady state of the SES, taking into account the introduction of reactive power compensation devices, FACTS devices. Carry out the calculation of the steady state on the basis of the PC simulation model, built with the help of applied programs. The method of modeling the normal and emergency modes of the PC was used, with which these modes were simulated using the MATLAB & Simulink® application program and the SimPowerSystems block library. RESULTS. The analysis of power losses in electrical networks on one of the 10 kV outgoing lines L-Zr-5 of the Zarechnaya-110/10 kV substation of KhGES of the Republic of Tajikistan and the provision of reactive power compensation through the introduction of modern KU on the buses of RS consumers. CONCLUSIONS. Methods for reactive power compensation and automation of construction of characteristics of electrical loads in order to control reactive power consumption and energy saving are proposed.
Keywords: Electrical load; power losses; active power losses; energy saving; reactive power compensation; compensating device.
For citation: Ismoilov II, Gracheva EI. Increasing the control of power systems and improving the quality of electric power. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14; 1(53):3-12.

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ МЕТОДОВ СЖИГАНИЯ ГАЗОВОГО ТОПЛИВА В ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
Ахметова Р.В., Звонарева Ю.Н., Шорохов И.Р.
Казанский государственный энергетический университет, г. Казань, Россия
Резюме: ЦЕЛЬ. Экспериментально исследовать эффективность сжигания газа в прямоточных котлах сверхкритичного давления ТГМП-204ХЛ при работе на 24 горелках при различных паровых нагрузках. МЕТОДЫ. При решении поставленной задачи на котле ТГМП-204ХЛ Сургутской ГРЭС-2 был проведен эксперимент по снижению используемого количества горелок с 36 до 24. РЕЗУЛЬТАТЫ. В сравнении с подовым расположением 36 горелок в три яруса на котле ТГМП-204ХЛ при электрической нагрузке блока 810 МВт в котле ТГМП-204ХЛ с 24 горелками, расположенными в два яруса, интенсивность излучения гораздо выше. Сжигание газа в котле ТГМП-204ХЛ с 24 горелками с увеличенным параметром крутки и коэффициентом рециркуляции позволило снизить концентрацию оксидов азота, получить более высокие значения КПД. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Модернизация котла ТГМП-204ХЛ для сжигания газа в 24 горелках, расположенных в два яруса, позволяет увеличить КПД при наблюдаемом снижении концентрации оксидов азота в уходящих газах. При этом, для дальнейшего повышения эффективности сжигания газа в котлах ТГМП-204ХЛ в 24 горелках, расположенных в два яруса, необходима замена тангенциальных завихрителей воздуха.
Ключевые слова: котел; КПД, природный газ; сжигание; горелка; интенсивность; излучение; выбросы оксиды азота.
Для цитирования: Ахметова Р.В., Звонарева Ю.Н., Шорохов И.Р. Разработка и исследование энергоэффективных методов сжигания газового топлива в энергетических системах // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №1 (53). С. 13-23.
DEVELOPMENT AND RESEARCH OF ENERGY-EFFICIENT METHODS OF GAS FUEL COMBUSTION IN ENERGY SYSTEMS
RV. Akhmetova, YN .Zvonareva, I.R. Shorohov
Kazan State Power Engineering University, Kazan, Russia
Abstract: THE PURPOSE. The efficiency of fuel combustion in power boilers of thermal power plants largely depends on the layout of the burners in the combustion chamber, on their number and unit capacity. METHODS. An important condition for the efficiency of the selected combustion mode is the absence of a torch surge from the combustion products onto the screen heating surfaces of the furnace. To prevent the formation of large amounts of harmful emissions of nitrogen oxides into the atmosphere, the necessary requirement for burning fuels is to reduce the local values of the flame temperature in the volume of the furnace. RESULTS .The use of powerful burners in power boilers, with a decrease in their number, leads to an increase in the length of the torch and, with their frontal arrangement, gives a torch thrust onto the rear screen. The article presents the results of an experimental trail of the efficiency of gas burning in the direct-flow supercritical boiler TGMP-204HL of the Surgut GRES-2 PJSC UNIPRO when it is operating on 24 burners at various steam loads. CONCLUSION. The values of the efficiency of boilers, emissions of nitrogen oxides and the distribution of the radiation intensity of combustion products along the height of the furnace are given. Comparison of the obtained results on efficiency and emissions of nitrogen oxides with the data of the TGMP-204HL boiler using 36 burners is carried out.
Keywords: Boiler; the efficiency factor; natural gas; combustion; burner; intensity; radiation; nitrogen oxide emissions.
For citation: Akhmetova RV, Zvonareva YN, Shorohov IR. Development and research of energy-efficient methods of gas fuel combustion in energy systems. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14:1(53):13-23.

АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ УРОВНЯ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ
Шамарова Н.А.
Иркутский национальный исследовательский технический университет, г. Иркутск, Россия
Резюме: ЦЕЛЬ. Рассмотреть проблемы сложности оценки степени заряда аккумуляторных батарей (АКБ). Сделать сравнительную оценку существующих методов оценки степени заряда АКБ на основе полученных результатов тестовых испытаний выбранного элемента АКБ. МЕТОДЫ. Для оценки степени заряда использовались методы ампер-часов и метод разомкнутой цепи (OCV), а также определения отношения зависимости степени заряда по сопротивлению постоянному току. РЕЗУЛЬТАТЫ. В работе был произведен сравнительный анализ ключевых технологии методологии оценки заряда АКБ, основанных на эмпирических методах. Исследованы методы надежного тестирования и оценки состояния АКБ на примере литий-железно-фосфатной АКБ. Для сравнения результатов, были выбраны известные три метода оценки степени заряда, затем точность и сложность оценки каждого метода сравниваются между собой. Для извлечения параметров батареи и проверки результатов каждого метода батареи были проведены экспериментальные испытания одного элемента АКБ LiFePO4 емкостью 100 Ач. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Рассмотренные методы имеют общий существенный недостаток, они не учитывают потерю емкости батареи с течением времени, что не позволяют использовать их в онлайн режиме. Метод ампер-часов достаточно прост в использовании и имеет самую низкую вычислительную сложность. Метод напряжения разомкнутой цепи применим только в лабораторных условиях, поскольку требует вывода из строя АКБ на длительный период. Метод оценки степени заряда по внутреннему сопротивлению АКБ не подходит для определения SOC LiFePO4 аккумуляторов, поскольку градиент изменения сопротивления в диапазоне состояния заряда очень пологий.
Ключевые слова: накопители электрической энергии; аккумуляторные батареи; литий-ионные батареи; степень заряда.
Благодарности: Исследование выполнены при финансовой поддержке по гранту государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (проект № FZZS -2020-0039).
Для цитирования: Шамарова Н.А. Анализ методов оценки уровня заряда аккумуляторных батарей // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №1 (53). С. 24-33.
ANALYSIS OF METHODS FOR ASSESSING THE STATE OF CHARGE OF BATTERIES
NA. Shamarova
Irkutsk National Research Technical University», Irkutsk, Russia
Abstract: THE PURPOSE. To consider the problems of difficulty in assessing the degree of charge of rechargeable batteries (Batteries). To make a comparative evaluation of existing methods of estimating the degree of battery charge based on the obtained test results of a selected battery cell. METHODS. Ampere-hour and open circuit (OCV) methods were used to estimate the degree of charge, as well as determining the relationship of the degree of charge to DC resistance. RESULTS. In this paper a comparative analysis has been made of the key techniques in the methodology for the evaluation of battery charging, based on empirical methods. Reliable battery testing and evaluation methods have been investigated using a lithium iron phosphate battery as an example. In order to compare the results, three known methods of estimating the state of charge were chosen, then the accuracy and complexity of each method are compared with each other. Experimental tests were carried out on one cell of a 100 Ah LiFePO4 battery to extract battery parameters and verify the results of each battery method. CONCLUSIONS. The considered methods have a common significant drawback, they do not take into account the loss of battery capacity over time, which makes it impossible to use them online. The ampere-hour method is fairly easy to use and has the lowest computational complexity. The open-circuit voltage method is only suitable for use in the laboratory, as it requires the battery to be discharged for a long period of time. The method of assessment of the degree of charge by internal resistance of the battery is not suitable for determining the SOC of LiFePO4 batteries, as the gradient of resistance change in the range of the state of charge is very gentle.
Key words: electric energy storage devices; batteries; lithium-ion batteries; degree of charge.
Acknowledgements: The research was financially supported by a grant from the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (Project No. FZZS -2020-0039).
For citation: Shamarova NA. Analysis of methods for assessing the state of charge of batteries. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022;14;1(53):24-33.

СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА ПО СОСТОЯНИЮ МАСЛА
Брякин¹ И.В., Бочкарев² И.В.
¹Институт машиноведения и автоматики Национальной Академии Наук Кыргызской Республики
²Кыргызский государственный технический университет им. И. Раззакова
Резюме: ЦЕЛЬ. Целью исследования является разработка нового способа диагностики качества масла, позволяющего осуществлять мониторинг технического состояния силового трансформатора непосредственно во время его работы. МЕТОДЫ. В трансформаторе наряду с существующим низкочастотным рабочим силовым электрическим контуром создается дополнительный высокочастотный измерительный электрический контур, использующий в качестве измерительной конденсаторной ячейки конструктивную паразитную электрическую емкость между первым внутренним рядом обмотки низкого напряжения и поверхностью магнитопровода. При этом в качестве носителя информационного сигнала используется высокочастотное низковольтное напряжение. Теоретическое обоснование способа выполнено с использованием методологии описания процессов, происходящих в диэлектриках в переменном электрическом поле. РЕЗУЛЬТАТЫ. Предложен новый способ контроля состава находящейся в баке силового трансформатора сложной гетерогенной жидкостной смеси, состоящей из трансформаторного масла, технической воды и воздуха. На основе составленной электрической схемы замещения измерительного контура проведен анализ и математическое описание физических процессов, протекающих в процессе контроля. Получены алгоритмы определения текущих значений объемных сопротивлений каждой из составляющих указанной смеси. Оценка состояния масла осуществляется путем сравнения указанных параметров с соответствующими эталонными допустимыми значениями. Предложен вариант структурной блок-схемы реализации разработанного способа контроля. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Непрерывный контроль параметров масла в процессе эксплуатации трансформатора позволяет диагностировать возникновение в нем деструктивных процессов на их начальной стадии и, тем самым, своевременно организовать мероприятия по их устранению или замене масла в баке трансформатора. Предложенный способ контроля масла может быть использован не только для диагностики трансформаторов, но и для другого энергетического маслозаполненного оборудования, например, для реакторов.
Ключевые слова: силовой маслонаполненный трансформатор; старение масла; высокочастотный измерительный электрический контур; комплексное сопротивление обмотки; паразитная емкость; комплексная диэлектрическая проницаемость; измерительный двухэлектродный цилиндрический конденсатор; объемное сопротивление трансформаторного масла и технической воды.
Для цитирования: Брякин И.В., Бочкарев И.В. Система мониторинга технического состояния силового трансформатора по состоянию масла // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №1 (53). С. 34-46.
CONDITION MONITORING SYSTEM POWER TRANSFORMER BY OIL CONDITION
IV. Bryakin¹, IV. Bochkarev²
¹Institute of Automation and Information Technologies of the National Academy of Sciences of the Kyrgyz Republic
²Kyrgyz State Technical University named after I. Razzakova
Abstract: THE PURPOSE. The aim of the study is to develop a new method for diagnosing oil quality, which allows monitoring the technical condition of a power transformer directly during its operation. The purpose of the study is to develop a new method for diagnosing the quality of oil, which allows you to build a monitoring system for the technical condition of a power transformer. METHODS. In the transformer, along with the existing low-frequency working power electric circuit, an additional high-frequency measuring electric circuit is created, which uses a constructive parasitic electric capacitance between the first inner row of the low-voltage winding and the surface of the magnetic circuit as a measuring capacitor cell. In this case, a high-frequency low-voltage voltage is used as the carrier of the information signal. The theoretical substantiation of the method is carried out using the methodology for describing the processes occurring in dielectrics in an alternating electric field. RESULTS. A new method is proposed for monitoring the composition of a complex heterogeneous liquid mixture in a power transformer tank, consisting of transformer oil, technical water and air. On the basis of the electrical equivalent circuit of the measuring circuit, an analysis and mathematical description of the physical processes occurring in the control process were carried out. Algorithms for determining the current values of the volume resistances of each of the components of the specified mixture are obtained. The assessment of the condition of the oil is carried out by comparing the specified parameters with the corresponding reference allowable values. A variant of the block diagram of the implementation of the developed control method is proposed. CONCLUSION. Continuous monitoring of oil parameters during the operation of the transformer makes it possible to diagnose the occurrence of destructive processes in it at their initial stage and, thereby, timely organize measures to eliminate them or replace the oil in the transformer tank. The proposed oil control method can be used not only for transformer diagnostics, but also for other oil-filled power equipment, for example, for reactors.
Keywords: power oil-filled transformer; oil aging; high-frequency measuring electrical circuit; complex winding resistance; parasitic capacitance; complex permittivity; measuring two-electrode cylindrical capacitor; volume resistance of transformer oil and technical water.
For citation: Bryakin IV, Bochkarev IV. Condition monitoring system power transformer by oil condition. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022;14;1(53):34-46.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФЕРРИТОВЫХ МАГНИТОВ В СИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЯХ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ
Сафин¹ А.Р., Грачева¹ Е.И., Ranjan Kumar Behera², Петров¹ Т.И.
¹Казанский государственный энергетический университет, г. Казань, Россия
²Indian Institute of Technology (IIT), Patna
Резюме: ЦЕЛЬ. Современные синхронные двигатели используют в качестве постоянных магнитов редкоземельные элементы, основным используемым классом постоянных магнитов являются NdFeB, за счет высоких магнитных характеристик, по сравнению с другими магнитами. Преимуществами использования данного типа магнитов является высокое КПД и упрощение конструкции и обслуживания двигателя. Однако важным недостатком, помимо высокой стоимости (по сравнению с асинхронными двигателями), является и возможность необратимого размагничивания магнита, в том числе из-за температуры, что является важным ограничением при проектировании СДПМ и существует еще одна серьезная проблема — географическая концентрация ресурсов в Китае, страна является преобладающим поставщиком, на долю которого приходится около 96% мирового производства. И поэтому существует необходимость разработки различных вариантов электродвигателей, не содержащих редкоземельные элементы, для привода различного оборудования. МЕТОДЫ. Для сравнения синхронных двигателей с редкоземельными и ферритовыми магнитами необходимо выбрать двигатель, построить геометрическую модель и провести расчет вращающего момента, получить поля распределения магнитной индукции в программе Elcut. сравнить полученные результаты.
РЕЗУЛЬТАТЫ. Результаты исследований показывают, что электродвигатели, не содержащие редкоземельные элементы, могут достигать аналогичных характеристик с точки зрения крутящего момента, КПД, удельной мощи по сравнению с современными электродвигателями на основе редкоземельных элементов. ВЫВОДЫ. Двигатели с ферритовыми магнитами имеют более низкую стоимость, лучшую надежность, работу при более высоких температурах, отсутствие проблемы размагничивания, более широкий диапазон постоянной мощности, что является важной характеристикой для электроприводов.
Ключевые слова: редкоземельные магниты; ферритовые магниты; синхронный двигатель; вращающий момент; индукция; оптимизация.
Благодарности: Результаты получены при финансовой поддержке Минобрнауки и Минцифра России в рамках исполнения условий соглашений №075-15-2021-1087 и №075-15-2021-1178 от 30.09.2021 в рамках реализации программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».
Для цитирования: Сафин А.Р., Грачева Е.И., Ranjan Kumar Behera, Петров Т.И. использование ферритовых магнитов в синхронных двигателях с постоянными магнитами // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №1 (53). С. 47-55.
STUDY OF DESIGN FEATURES OF MOBILE CHARGING UNITS FOR ELECTRIC TRANSPORT FOR DEVELOPMENT OF SKETCH DESIGN DOCUMENTATION
AR. Safin¹, EI. Gracheva¹, Ranjan Kumar Behera², TI. Petrov¹
¹Kazan State Power Engineering University, Kazan, Russia
²Indian Institute of Technology (IIT), Patna
Abstract: TARGET. Modern synchronous motors use rare earth elements as permanent magnets, the main used class of permanent magnets are NdFeB, due to high magnetic characteristics compared to other magnets. The advantages of using this type of magnets are high efficiency and simplification of the design and maintenance of the engine. However, an important disadvantage, in addition to the high cost (compared to asynchronous motors), is the possibility of irreversible demagnetization of the magnet, including due to temperature, which is an important limitation in the design of PMSM and there is another serious problem — the geographical concentration of resources in China, the country is the predominant supplier, accounting for about 96% of world production. And therefore, there is a need to develop various options for electric motors that do not contain rare earth elements to drive various equipment. METHODS. To compare synchronous motors with rare-earth and ferrite magnets, it is necessary to select a motor, build a geometric model and calculate the torque, obtain induction and potential distribution fields in the Elcut program. compare the results. RESULTS. Research results show that rare earth free motors can achieve similar performance in terms of torque, efficiency, power density compared to current rare earth motors. CONCLUSIONS. Ferrite magnet motors have lower cost, better reliability, higher temperature operation, no demagnetization problem, wider constant power range, which is an important feature for electric drives.
Keywords: rare earth magnets; ferrite magnets; synchronous motor; torque; induction; optimization.
Acknowledgments: The results were obtained with the financial support of the Ministry of Education and Science and the Ministry of Digital Development of Russia as part of the implementation of the terms of agreements No. 075-15-2021-1087 and No. 075-15-2021-1178 dated September 30, 2021 as part of the implementation of the Priority 2030 strategic academic leadership program.
For citation: Safin A, Gracheva EI, Ranjan Kumar Behera, Petrov TI. Study of design features of mobile charging units for electric transport for development of sketch design documentation. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14; 1(53):47-55.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОРИСТОСТИ ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА НА ЗНАЧЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
Соловьева О.В., Соловьев С.А., Талипова А.Р., Шакурова Р.З., Гилязов А.И.
Казанский государственный энергетический университет, г. Казань, Россия
Резюме: ЦЕЛЬ. Определение влияния пористости волокнистого материала на значение теплового потока и показатель энергетической эффективности. МЕТОДЫ. Рассматривается течение воздуха через волокнистый материал с различной пористостью: ε=0,7, ε=0,75, ε=0,8, ε=0,85, ε=0,9, ε=0,95. Расчетная область представляет собой цилиндрическую конструкцию диаметром 20 мм, внутри которой расположена волокнистая вставка длиной 20 мм, длины входного и выходного вспомогательных патрубков составляют 20 и 60 мм соответственно. Анализ проводился для разных скоростей потока протекающего воздуха: 0,01; 0,05; 0,25; 0,5; 0,75; 1; 1,25 м/с. Количество ячеек сеточного разбиения находится в пределах от 7,7 до 23,6 млн. На входе в расчетную область задавалось значение температуры воздуха – 293К, температура на поверхности волокнистого материала – 373 К. РЕЗУЛЬТАТЫ. Выявлена зависимость снижения энергоэффективности в процентах при использовании в теплообменнике волокнистых материалов с пористостями ε=0,7, ε=0,75, ε=0,8, ε=0,85, ε=0,9 относительно волокнистого материала с пористостью ε=0,95. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Волокнистому материалу с пористостью ε=0,95 соответствует наибольшее значение показателя энергоэффективности, а наименьшее – волокнистому материалу с пористостью ε=0,7.
Ключевые слова: волокнистый материал; теплообменник; теплопередача; энергоэффективность.
Благодарности: Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда, грант № 21-79-10406, https://rscf.ru/ru/project/21-79-10406/
Для цитирования: Соловьева О.В., Соловьев С.А., Талипова А.Р., Шакурова Р.З., Гилязов А.И. Исследование влияния пористости волокнистого материала на значение энергетической эффективности // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №1 (53). С. 56-64.
STUDY OF THE INFLUENCE OF THE POROSITY OF A FIBROUS MATERIAL ON THE ENERGY EFFICIENCY VALUE
OV. Soloveva, SA. Solovev, AR. Talipova, RZ. Shakurova, AI. Gilyazov
Kazan State Power Engineering University, Kazan, Russia
Abstract: PURPOSE. Determination of the influence of the porosity of the fibrous material on the value of the heat flux and the energy efficiency factor. METHODS. We consider the air flow through a fibrous material with different porosities: ε=0.7, ε=0.75, ε=0.8, ε=0.85, ε=0.9, ε=0.95. The calculation area is a cylindrical structure with a diameter of 20 mm, inside which is a fibrous insert 20 mm long, the lengths of the inlet and outlet auxiliary pipes are 20 and 60 mm, respectively. The analysis was carried out for different flow rates of the flowing air: 0.01; 0.05; 0.25; 0.5; 0.75; 1; 1.25 m/s. The number of mesh cells is in the range from 7.7 to 23.6 million. At the entrance to the computational domain, the air temperature was set to 293K, the temperature on the surface of the fibrous material was 373K. RESULTS. The dependence of the decrease in energy efficiency in percent when using fibrous materials with porosity ε=0.7, ε=0.75, ε=0.8, ε=0.85, ε=0.9 in the heat exchanger relative to the fibrous material with porosity ε=0 .95. CONCLUSION. Fibrous material with porosity ε=0,95 corresponds to the highest value of the energy efficiency factor, and the lowest — to fibrous material with porosity ε=0.7.
Keywords: fiber material; heat exchanger; heat transfer; energy efficiency.
Acknowledgments: The study was financially supported by the Russian Science Foundation, grant No. 21-79-10406, https://rscf.ru/ru/project/21-79-10406/
For citation: Soloveva OV, Solovev SA, Talipova AR, Shakurova RZ, Gilyazov AI. Study of the influence of the porosity of a fibrous material on the energy efficiency value. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022;14;1(53):56-64.

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ОБСЛУЖИВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ С ПОМОЩЬЮ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ПРОГРАММНЫХ РЕШЕНИЙ
Коршунов Е.А., Капанский А.А., Коршунов К.Е.
Гомельский государственный технический университет им. П.О. Сухого
ООО «Центр инжиниринга», г. Гомель, Республика Беларусь
Резюме: ЦЕЛЬ. В условиях информационного развития промышленного и энергетического сектора Республики Беларусь и Российской Федерации авторы поставили цель разработать программный комплекс, направленный на повышение эффективности документооборота в процессах обслуживания энергетического оборудования субъектов хозяйствования. Статья посвящена актуальным вопросам повышения эффективности профессиональной деятельности инженерно-технического персонала за счет использования на предприятиях разработанной авторами информационной системы «Оборудование». МЕТОДЫ. Для создания гибкой масштабируемой информационной системы применен метод моделирования на основе классификации, который определил необходимость использования прототипов объектов учета, обладающих базовыми наборами свойств, наследуемыми (инкапсулируемыми) конкретными объектами модели. РЕЗУЛЬТАТЫ. На текущий момент разработанная информационная система апробирована на белорусской государственной нефтехимической компании РУП ПО «Белоруснефть». Ввиду довольно сложной организационной структуры предприятия внедрение разработанного программного комплекса позволило значительно ускорить процессы обмена информацией, разделить область ответственности между пользователями и администраторами системы. Гибкая настройка прав пользователей позволила сформировать структуру, в которой техническим сотрудникам доступны для редактирования только ветви модели, представляющие предприятия, цеха или подразделения, где они являются ответственными за содержание энергохозяйства. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В условиях информационного развития промышленного и энергетического сектора Республики Беларусь и Российской Федерации авторы видят единственно правильным решением создание общей программно-информационной платформы на предприятии с возможностью интеграции различных программных модулей, которые позволят эффективно работать с ежегодно растущим потоком информации, учитывать изменение организационных и научно-методических подходов при решении инженерно-технических задач. Апробированный программный комплекс «Офис инженера» и входящая в его состав информационная система «Оборудование» позволяет эффективно управлять процессом эксплуатации энергетического оборудования, а также увеличивать темп оборота сопутствующей документации.
Ключевые слова: эффективность обслуживания энергооборудования; информационная система;программный комплекс; процесс обмена информации; повышение эффективности управления; учет энергооборудования; классификация объектов учета; цифровая информационная система.
Для цитирования: Коршунов Е.А., Капанский А.А., Коршунов К.Е. Автоматизация процессов обслуживания энергетического оборудования с помощью специализированных программных решений // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №1 (53). С. 65-75.
PROCESSES AUTOMATION OF SERVICING POWER EQUIPMENT USING SPECIALIZED SOFTWARE SOLUTIONS
EA. Korshunov, AA. Kapanski, KE. Korshunov
Gomel State Technical University named after P.O. Sukhoi, Gomel, Republic of Belarus
Engineering Center LLC, Gomel, Republic of Belarus
Abstract: PURPOSE. In the context of the information development of the industrial and energy sectors of the Republic of Belarus and the Russian Federation, the authors set a goal to develop a software package aimed at improving the efficiency of documents management in the maintenance of energy equipment of business entities. The article is devoted to top issues of increasing the efficiency of the professional activity in engineering and technical personnel through the use of the information system «Equipment» developed by the authors at enterprises. METHODS. To create a flexible scalable information system, a classification-based modeling method was used, which determined the need to use prototypes of accounting objects with basic sets of properties inherited (encapsulated) by specific model objects. RESULTS. To date, the developed information system has been tested at the Belarusian state petrochemical company Belorusneft. In view of the rather complex organizational structure of the enterprise, the introduction of the developed software package made it possible to significantly speed up the processes of information exchange, to divide the area of responsibility between users and system administrators. Flexible setting of user rights made it possible to form a structure in which only the branches of the model representing enterprises, workshops or departments for which they are responsible for the maintenance of the energy sector are available for editing by technical staff. CONCLUSION. In the context of the information development of the industrial and energy sectors of the Republic of Belarus and the Russian Federation, the authors see the only right decision to create a common software and information platform at the enterprise with the ability to integrate various software modules that will allow to work effectively with an annually growing flow of information, taking into account changes in organizational and scientific and methodological approaches in solving engineering and technical problems. The proven software package «Engineer’s Office» and the information system «Equipment», which is part of it, allows you to effectively manage the operation of power equipment, as well as increase the rate of turnover of related documentation.
Keywords: efficiency of maintenance of power equipment; information system; software package; process of information interchange; improvement of management efficiency; accounting of power equipment; classification of accounting objects; digital information system.
For citation: Korshunov EA., Kapanski AA., Korshunov KE. Processes automation of servicing power equipment using specialized software solutions. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14; 1(53):65-75.

ОПТИМИЗАЦИЯ СХЕМЫ ПРИСОЕДИНЕНИЯ РАССРЕДОТОЧЕННЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ К РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ СЕТЯМ ТЕМРЮКСКОГО РАЙОНА
Савенко¹ А.Е., Рыбин² А.Г.
¹Керченский государственный морской технологический университет, г. Керчь, Россия
²Таманское управление Росморпорт, г.Темрюк, Россия
Резюме: ЦЕЛЬ. Рассмотреть вопрос использования рассредоточенных источников энергии (РИЭ) в электрических сетях Темрюкского района с целью повышения надежности и качества поставки электроэнергии потребителям. Исследовать влияние РИЭ на режимы работы распределительных электросетей, а также составляющих потерь электроэнергии, которые обусловлены работой РИЭ. МЕТОДЫ. Рассмотрен случай транспортировки электроэнергии РИЭ по магистральной электрической сети (ЭС) с тремя нагрузками, которая осуществляет распределение электроэнергии от центра питания к трансформаторным подстанциям 10/0.4 кВ. С помощью метода наложения показано, что потери мощности в ЭС после установки РИЭ могут быть представлены в виде двух составляющих: первая из которых является потерями мощности до установления РИЭ, а вторая — определяет дополнительные потери, которые предопределены их установкой. РЕЗУЛЬТАТЫ. Для определения мест присоединения РИЭ выполнен ряд имитационных расчетов на примере Славянских электрических сетей Темрюкского района. Установлено, что исходя из эквивалентных сопротивлений можно лишь подобрать совокупность узлов электрической сети, для которых присоединение РИЭ будет максимально эффективным по критерию минимума потерь мощности в заданном режиме, а также потерь электроэнергии за определенный промежуток времени. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Используя зависимости эквивалентных сопротивлений от установленной мощности РИЭ можно определять потенциальные места присоединения РИЭ к электрическим сетям по критерию минимума дополнительных потерь мощности в них. Для определения оптимального места присоединения РИЭ с целью получения максимального эффекта от их функционирования в ЭС предложено использовать метод, который базируется на анализе чувствительности потерь мощности в ЭС.
Ключевые слова: электрические сети; генерация; эквивалентное сопротивление; энергосистема; мощность; рассредоточенные источники электроэнергии.
Для цитирования: Савенко А.Е., Рыбин А.Г. Оптимизация схемы присоединения рассредоточенных источников электроэнергии к распределительным электрическим сетям Темрюкского района // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №1 (53). С. 76-85.
OPTIMIZATION OF THE SCHEME OF CONNECTION OF REDUCED ELECTRIC POWER SOURCES TO THE DISTRIBUTION ELECTRIC NETWORKS IN TEMRYUK REGION
AE. Savenko¹, AG. Rybin²
¹Kerch State Maritime Technological University, Kerch, Russia
²Taman Department Rosmorport, Temryuk, Russia
Abstract: THE PURPOSE. Consider the use of reduced electric power sources (REPS) in the electrical networks of the Temryuk region in order to improve the reliability and quality of electricity supply to consumers. To study the influence of REPS on the operating modes of distribution networks, as well as the components of electricity losses, which are caused by the operation of REPS. METHODS. The case of transportation of REPS electricity through the main electrical network with three loads, which distributes electricity from the power center to transformer substations 10/0.4 kV, is considered. Using the overlay method, it is shown that power losses in electrical networks after the installation of the REPS can be represented as two components: the first of which is the power loss before the establishment of the REPS, and the second determines the additional losses that are predetermined by their installation. RESULTS. To determine the places of connection of the REPS, a number of simulation calculations were made on the example of the Slavyansk electrical networks of the Temryuk region. It is shown that, based on equivalent resistances, it is only possible to select a set of electrical network nodes for which the connection of REPS will be as efficient as possible according to the criterion of minimum power losses in a given mode, as well as power losses over a certain period of time. CONCLUSION. Using the dependences of equivalent resistances on the installed power of REPS, it is possible to determine the potential places for connection of REPS to electric networks according to the criterion of minimum additional power losses in them. To determine the optimal place for REPS connection in order to obtain the maximum effect from their functioning in power networks, it is proposed to use a method based on the analysis of the sensitivity of power losses in electrical networks.
Keywords: electric networks; generation; equivalent resistance; power system; power; reduced electric power sources.
For citation: Savenko AE., Rybin AG. Optimization of the scheme of connection of reduced electric power sources to the distribution electric networks in Temryuk region. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14; 1(53):76-85.

АНАЛИЗ ДОЛИ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ РАЗНОЙ МОЩНОСТИ В СТРУКТУРЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРИСОЕДИНЕНИЙ В ЭЛЕКТРОСЕТЕВЫХ КОМПАНИЯХ
Виноградов¹ А.В., Бородин² М.В., Лансберг³ А.А., Махиянова ² Н.В.
¹Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ», г. Москва, Россия
²«Орловский ГАУ имени Н.В. Парахина», г. Орел, Россия
³Филиал ПАО «Россети Центр»-«Орелэнерго», г. Орел, Россия
Резюме: ЦЕЛЬ. Анализ деятельности в сфере технологического присоединения потребителей электросетевыми организациями — филиалами ПАО «Россети Центр и Приволжье». МЕТОДЫ. Для проведения исследования были использованы данные о функционировании бизнес-процесса компании за 2017-2021 по состоянию на январь 2022 года. РЕЗУЛЬТАТЫ. Было выявлено, что суммарная подключенная мощность (по всем филиалам) потребителей до 15 кВт в количестве 69636 – 840,947 МВт, от 15 до150 кВ в количестве 3626 — 270,969 МВт, свыше 150 кВт в количестве 448 – 405,343 МВт. В свою очередь, в филиале «Орелэнерго» с 2017 по 2021 годы было осуществлено 10516 технологических присоединений (ТП) потребителей к электрическим сетям суммарной мощностью 215 МВт, среди которых заявленный уровень напряжения 0,23 кВ имеют 6647 потребителей, а 0,4 кВ – 3640. При этом имели III категория надежности электроснабжения, была заявлена в 10482 договорах о технологическом присоединении, а 85% присоединенных потребителей – физические лица. ВЫВОДЫ. В филиалах ПАО «Россети Центр и Приволжье» наибольшее количество присоединений — присоединения физических лиц, потребителей мощностью до 15 кВт, доля которых составляет от 85 до 97%. В филиале «Орёлэнерго» происходит рост присоединяемой мощности. За 5-летний период с 2017 по 2021 годы было подключено 215 МВт, что в 1,6 раза больше по сравнению с 5-летним периодом с 2009 по 2013 годы на протяжении которых было подключено 134 МВт.
Ключевые слова: технологическое присоединение; мощность; потребитель; категория надежности электроснабжения.
Для цитирования: Виноградов А.В., Бородин М.В., Лансберг А.А., Махиянова Н.В. Анализ доли потребителей разной мощности в структуре технологических присоединений в электросетевых компаниях // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №1 (53). С. 86-95.
ANALYSIS OF THE SHARE OF CONSUMERS OF DIFFERENT CAPACITIES IN THE STRUCTURE OF TECHNOLOGICAL CONNECTIONS IN ELECTRIC GRID COMPANIES
AV. Vinogradov¹, MV. Borodin², AA. Lansberg³, NV. Makhiyanova ²
¹Federal Scientific Agroengineering Center VIM», Moscow, Russia
²«Orel State Agrarian University named by N.V. Parakhin», Orel, Russia
³Filial PJSC «Rosseti Center»-«Orelenergo», Orel, Russia
Abstract: PURPOSE. Analysis of activities in the field of technological connection of consumers by electric grid organizations — branches of PJSC «Rosseti Center and Privolzhye». METHODS. To conduct the study, data on the functioning of the company’s business process for 2017-2021 as of January 2022 were used. RESULTS. It was revealed that the total connected power (for all branches) of consumers is up to 15 kW in the amount of 69636 – 840.947 MW, from 15 to 150 kV in the amount of 3626 — 270.969 MW, over 150 kW in the amount of 448 – 405.343 MW. In turn, in the branch «Orelenergo», from 2017 to 2021, 10516 technological connections (TP) of consumers to electric networks with a total capacity of 215 MW were carried out, among which 6647 consumers have the declared voltage level of 0.23 kV, and 0.4 kV – 3640. At the same time, the third category of reliability of power supply was declared in 10482 contracts on technological connection, and 85% of connected consumers are individuals. CONCLUSIONS. The branches of PJSC «Rosseti Center and Privolzhye» have the largest number of connections — connections of individuals consumers with a capacity of up to 15 kW, whose share ranges from 85 to 97%. The «Orelenergo» branch is experiencing an increase in the connected capacity. During the 5-year period from 2017 to 2021, 215 MW were connected, which is 1.6 times more than in the 5-year period from 2009 to 2013, during which 134 MW were connected.
Key words: technological connection; power; consumer; category of reliability of power supply.
For citation: Vinogradov AV., Borodin MV., Lansberg AA., Makhiyanova NV. Analysis of the share of consumers of different capacities in the structure of technological connections in electric grid companies. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14; 1(53): 86-95.

ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТОРФА В ЭНЕРГЕТИКЕ
Дремичева Е.С., Эминов А.А.
Казанский государственный энергетический университет, г. Казань, Россия
Резюме: ЦЕЛЬ. В условиях нефтегазового кризиса в мире обостряются энергетические проблемы. В связи с этим для решения экономических проблем и перехода на «зеленую» энергетику все более актуальным становится поиск доступных возобновляемых экологических топливных источников. Это обуславливает возвращение интереса к торфу как к топливу. Цель работы заключается в определении перспектив торфа в биоэнергетике. МЕТОДЫ. В статье проведен анализ состояния энергетики в целом и биоэнергетики в частности в рамках ЦУР №7 и 13, оценка потенциала биотоплива для наращивания биоэнергетических мощностей в Российской Федерации, динамика производства торфа в России. Также приведен прогнозный топливно-энергетический баланс Российской Федерации до 2035 года по добыче и потреблению. Были проведены расчеты количество торфа, каменного угля, мазута и природного газа для сжигания в котельной установке производительностью 10000 Гкал/год, а также количество образующихся выбросов в окружающую среду при сжигании данного топлива. РЕЗУЛЬТАТЫ. Получено, что торф хоть и является энергетическим топливом, в настоящее время в рост производства торфа основной вклад вносит только сельское хозяйство. Однако использование торфа в качестве топлива может быть успешно реализовываться в тех районах, в которых отсутствует газификация, которые удалены от мощных энергетических центров и в тех районах, где находятся торфяные залежи. По приведенным расчетам получили, что для котельной установки производительностью 1,14 Гкал/час экономия от сжигания торфа влажностью 40% вместо природного газа составит 10621,51 тыс. руб./год. Однако экологически обоснована только замена каменного угля на торф, и только в части выбросов оксидов серы и взвешенных веществ, а политика декарбонизации, которая является одним из приоритетных направлений, при использовании торфа реализована быть не может. Проведенный анализ существующих технологий, реализующихся в энергетике, показал, что, например, в Европейском Союзе реализуется совместное сжигание биотоплива и угля – Co-Firing. Именно в такой технологии может быть реализовано энергетическое использование торфа в нашей стране. ВЫВОДЫ. Технология совместного сжигания за счет замены части угля на торф может быть реализована с минимальными вложениями на угольных котельных, при этом снижаются выбросы углекислого газа, серы и оксидов азота. Таким образом, совместное сжигание может быть экономически и экологически целесообразным. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В обозримом будущем в Российской Федерации торф может быть использован по своему прямому назначению в качестве топлива.
Ключевые слова: биотопливо; торф, экономическое обоснование; удельные выбросы загрязняющих веществ; Co-Firing.
Для цитирования: Дремичева Е.С., Эминов А.А. Эколого-экономические аспекты использования торфа в энергетике // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №1 (53). С. 96-108.
ENVIRONMENTAL AND ECONOMIC ASPECTS OF THE USE OF PEAT IN THE ENERGY SECTOR
ES. Dremicheva, AA. Eminov
Kazan State Power Engineering University, Kazan, Russia
Abstract: THE PURPOSE. In the context of the oil and gas crisis in the world, energy problems are exacerbated. In this regard, to solve economic problems and the transition to «green» energy is becoming more and more urgent search for available renewable environmental fuel sources. This determines the return of interest in peat as a fuel. The purpose of the work is to determine the prospects of peat in bioenergy. METHODS. The article analyzes the state of the energy sector in general and bioenergy in particular within the framework of SDG №7 and 13, estimates the potential of biofuels to increase bioenergy capacity in the Russian Federation, and the dynamics of peat production in Russia. Also the forecast fuel and energy balance of the Russian Federation until 2035 in terms of extraction and consumption is given. Calculations of the amount of peat, hard coal, fuel oil and natural gas for combustion in a boiler unit with the capacity of 10000 Gkal/year were made, as well as the amount of emissions into the environment when burning this fuel. RESULTS. It is obtained that although peat is an energy fuel, currently the main contribution to the growth of peat production is made only by agriculture. However, the use of peat as a fuel can be implemented in areas with undeveloped network infrastructure (rural areas) and remote from the network infrastructure (zones of decentralized energy supply). According to the calculations given above, for a boiler unit with 1.14 Gcal/hour capacity savings from combustion of peat with 40% moisture content instead of natural gas will amount 10,621.51 thousand rubles/year. However, only replacement of hard coal by peat, and only in terms of sulfur oxides and suspended solids emissions is environmentally justified, and the policy of decarbonization, which is one of the priorities, cannot be implemented when using peat. The analysis of existing technologies, implemented in the energy sector, showed that, for example, in the European Union, co-firing of biofuels and coal — Co-Firing — is implemented. It is in this technology can be implemented energy use of peat in our country. CONCLUSIONS. With co-combustion, by replacing part of the coal with biomass, the emission of carbon dioxide, sulfur and nitrogen oxides is reduced. This technology can be implemented with minimal investment in coal-fired boiler plants. Thus, co-combustion can be economically and environmentally feasible. CONCLUSION. Thus, in the foreseeable future in the Russian Federation peat can be used for its direct purpose as a fuel.
Keywords: biofuel; peat; business case; specific pollutant emissions; Co-Firing.
For citation: Dremicheva ES, Eminov AA. Environmental and economic aspects of the use of peat in the energy sector. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14; 1(53):96-108.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОБЛЕМ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В СЕТЯХ НАПРЯЖЕНИЕМ 0,4 КВ
Бирюлин В.И., Куделина Д.В., Брежнев И.В.
Юго-Западный государственный университет, г. Курск, Россия
Резюме: ЦЕЛЬ. Рассмотреть вопросы качества электроэнергии в системах электроснабжения и результаты, полученные авторами статьи при мониторинге качества электрической энергии в городских электрических сетях напряжением 0,4 кВ. Результаты данных измерений свидетельствуют о том, что на некоторых объектах встречаются нарушения качества электроэнергии практически по всем показателям. Поэтому для обеспечения надлежащего качества требуется разработка комплексных мероприятий для поддержания показателей качества электроэнергии в установленных границах. МЕТОДЫ. При решении поставленной задачи применялись методы сравнения и анализа экспериментальных данных. РЕЗУЛЬТАТЫ. Указаны основные проблемы, неизбежно возникающие при снижении качества электрической энергии. Представлены причины возникновения низкого качества электроэнергии. Показано, что при этом происходит нарушение работы различных электроприемников. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Указано, что ранее проведенные исследования вопросов качества электрической энергии в основном рассматривали системы электроснабжения и электроприемники промышленных предприятий. Представлены примеры низкого качества электроэнергии, в том числе и при возникновении колебаний напряжения. Поэтому при разработке мероприятий по поддержанию качества электроэнергии в допустимых границах в городских электрических сетях следует производить мониторинг показателей качества электроэнергии. Только на основе его результатов необходимо разрабатывать комплекс мероприятий по повышению качества электроэнергии.
Ключевые слова: электрическая энергия; качество электроэнергии; показатели качества электроэнергии; фликер; отклонение напряжения; несимметрия напряжения.
Благодарности: Исследование выполнено в рамках гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых — кандидатов наук MK-5109.2022.4 Разработка автоматизированной системы выявления объектов, оказывающих негативное влияние на качество электроэнергии.
Для цитирования: Бирюлин В.И., Куделина Д.В., Брежнев И.В. Исследование проблем качества электроэнергии в сетях напряжением 0,4 кВ // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №1 (53). С. 109-121.
ELECTRICITY QUALITY PROBLEMS INVESTIGATION IN NETWORKS WITH A VOLTAGE OF 0.4 KV
VI. Biryulin, DV. Kudelina, IV. Brezhnev
Southwest State University, Kursk, Russia
Abstract: THE PURPOSE. Consider the issues of electricity quality in power supply systems and the results obtained by the authors of the article when monitoring the electrical energy quality in urban electrical networks with a voltage of 0.4 kV. The results of these measurements indicate that at some facilities there are violations of the electricity quality in almost all indicators. Therefore, to ensure proper quality, it is necessary to develop comprehensive measures to maintain power quality indicators within the established limits. METHODS. When solving the problem, methods of comparison and analysis of experimental data were used. RESULTS. We indicate the main problems which inevitably arise when the quality of electrical energy decreases. Present the causes of the electricity low quality. It is shown that in this case there is a violation of the various electrical receivers operation. CONCLUSION. We indicate that earlier investigations of the electrical energy quality mainly considered power supply systems and power receivers of industrial enterprises. We present the examples of poor electricity quality, including in the event of voltage fluctuations. Therefore, when developing measures to maintain the electricity quality within acceptable limits in urban electrical networks, monitoring of electricity quality indicators should be carried out. Only on the basis of its results it is necessary to develop a set of measures to improve the electricity quality. This approach is also expedient because the electricity consumers can potentially order monitoring of the electric energy quality to specialized organizations and, in case of non-compliance with the requirements of GOST 32144-2013, file lawsuits against power supply organizations about violations of the electricity quality with great chances of satisfying them.
Key words: electrical energy; power quality; power quality indicators; flicker; voltage deviation; voltage unbalance.
Acknowledgments: The publication was carried out with the Russian Federation President Grant financial support for young scientists state support — Candidates of Science, project No. MK-5109.2022.4 An automated system development for identifying objects which have a negative impact on power quality.
For citation: Biryulin VI, Kudelina DV, Brezhnev IV. Electricity quality problems investigation in networks with a voltage of 0.4 KV. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14; 1(53): 109-121.

ЦЕНОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИСТОЧНИКОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ МИНИ И МИКРОГРИД
Паздерин¹ А.В., Самойленко¹ В.О., Мухлынин¹ Н.Д., Крючков² П.А.
¹Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина» г. Екатеринбург, Россия
²«Прософт-Системы» г. Екатеринбург, Россия
Резюме: ЦЕЛЬ. Определить источник электроэнергии, наиболее эффективный с технико-экономической точки зрения при планировании в оперативном горизонте режима работы энергообъединений масштаба microgrid или minigrid. МЕТОДЫ. Производится сопоставление разнородных источников энергетической гибкости на основе приведенной (эквивалентной) одноставочной цены на электроэнергию. Разработаны математические модели для получения ценовых характеристик источников электроэнергии и источников энергетической гибкости исходя из их назначения, физических особенностей и режимов работы. Модели включают полную себестоимость выработки на возобновляемых источниках энергии, рассматриваемых как основные источники microgrid или minigrid. РЕЗУЛЬТАТЫ. Регистрируется десятикратная разница цен на сетевую электроэнергию в пиковые и внепиковые часы при получении эквивалентной одноставочной цены на среднем напряжении. Такая разница дает существенный потенциал для применения разнородных источников энергии в microgrid или minigrid. ВЫВОДЫ. Текущее соотношение цен на энергию от различных источников энергии в России таково, что в пиковые часы выгодны топливные виды генерации, а ветроэлектрические установки и накопители энергии достигают сетевого паритета. Вместе с тем, малые гидроэлектростанции и фотоэлектрические солнечные системы не могут конкурировать с централизованной сетью c рыночной точки зрения. Также системам microgrid или minigrid по-прежнему намного эффективнее получать электроэнергию из централизованной сети во внепиковое время.
Ключевые слова: ценовые характеристики; microgrid; minigrid; LCOE; LCOS.
Для цитирования: Паздерин А.В., Самойленко В.О., Мухлынин Н.Д., Крючков П.А. Ценовые характеристики источников электроэнергии мини и микрогрид // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №1 (53). С. 122-139.
ENERGY OUTPUT COST CURVES OF ELECTRIC POWER SOURCESAT MINIGRIDS AND MICROGRIDS
AV. Pazderin¹, VO. Samoylenko¹, ND. Mukhlynin¹, PA. Kryuchkov²
¹Ural Federal University (Yekaterinburg)
²Prosoft Systems (Yekaterinburg)
Abstract: OBJECTS. The paper deals with an intraday planning of microgrid and minigrid market strategy regarding different energy sources. METHODS. We compare distinguishing energy and flexibility sources using equivalent levelized cost curves. The developed models for the calculation of levelized cost curves of energy and flexibility sources take into account their purpose, operating principles and intraday operation mode. The models include lifetime prime cost of renewable energy sources that are the most appropriate energy sources for microgrids and minigrids. RESULTS. There is up to ten-time difference of grid prices between peak and off-peak hours when obtaining equivalent one-rate energy price for medium voltage grids. This difference provide a great potential to the development of distinguishing energy and flexibility sources at microgrids and minigrids. CONCLUSIONS. The paper shows that current energy sources cost prices level results in effectiveness of conventional generation during peak hours. In addition, wind power and battery energy storages attain a parity to grid prices. However, micro-hydro and solar photovoltaic power cost still not enough to beat the market effectiveness of centralised grid. microgrids and minigrids are still subject to purchase energy from centralised grid during off-peak.
Key words: costs; microgrid; minigrid; LCOE; LCOS.
For citation: Pazderin AV., Samoylenko VO., Mukhlynin ND., Kryuchkov PA. Energy output cost curves of electric power sourcesat minigrids and microgrids. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14; 1(53): 122-139.

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА СЛОЖНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ КОМПЛЕКСОВ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ МЕРОПРИЯТИЙ
Плотникова Л.В., Торкунова Ю.В.
Казанский государственный энергетический университет, г. Казань, Россия
Резюме: ЦЕЛЬ. Провести структурный и термодинамический анализ сложных многоконтурных промышленных систем в едином программном продукте системного анализа, позволяющем определить с минимумом итераций наиболее точные значения параметров потоков, учет которых не ведется на предприятиях, но которые могут играть важную роль в организации энергосберегающих мероприятий. Рассмотреть работу программного обеспечения (ПО) на примере промышленного комплекса производства бумаги. МЕТОДЫ. В основу разрабатываемого программного обеспечения системного анализа заложены матричный анализ и булева алгебра, позволяющие оценить взаимодействие элементов сложноструктурированных промышленных схем. Используется эксергетический метод термодинамического анализа для оценки эффективности предлагаемых энергосберегающих мероприятий. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье описана работа программного продукта по проведению системного анализа промышленных комплексов с резервами энергосбережения на примере сложноструктурированной теплотехнологической схемы производства бумаги. Показаны результаты работы программного обеспечения в виде упрощения сложноструктурированной системы для дальнейшего ее расчета с минимумом итераций, а также представлены результаты в виде выявленных вариантов рекуперации энергии на основе проведенных расчетов. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Проведение системного анализа с использованием предлагаемого программного обеспечения позволяет повысить точность и быстродействие расчетов системы со сложной структурой с целью последующего выбора эффективного варианта энергосберегающего мероприятия в виде системы рекуперации сбросной энергии.
Ключевые слова: системный анализ, структурный анализ, термодинамический анализ, сложная система, программное обеспечение, энергоэффективность, система рекуперации энергии.
Для цитирования: Плотникова Л.В., Торкунова Ю.В. Программное обеспечение системного анализа сложноструктурированных промышленных комплексов при разработке энергосберегающих мероприятий // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №1 (53). С. 140-154.
SOFTWARE FOR SYSTEM ANALYSIS OF COMPLEXLY STRUCTURED INDUSTRIAL COMPLEXES IN THE DEVELOPMENT ENERGY SAVING MEASURES
LV. Plotnikova, YuV. Torkunova
Kazan state power engineering university, Kazan, Russia
Abstract: THE PURPOSE. Conduct a structural and thermodynamic analysis of complex multi-loop industrial systems in a single system analysis software product that allows you to determine the most accurate values of flow parameters with a minimum of iterations. Accounting for such flows is not kept at enterprises, but they can play an important role in the organization of energy saving measures. Consider the operation of software on the example of an industrial complex for paper production. METHODS. The system analysis software being developed is based on matrix analysis and Boolean algebra. They make it possible to evaluate the interaction of elements of complexly structured industrial schemes. The exergy method of thermodynamic analysis is used. He evaluates the effectiveness of the proposed energy saving measures. RESULTS. The article describes the work of a software product for conducting a system analysis of industrial complexes with energy saving reserves on the example of a complexly structured heat-technological scheme for paper production. Software results are a simplified structure of the system. The simplified system is designed with a minimum of iterations. The results are presented in the form of identified options for energy recovery. CONCLUSION. Carrying out a system analysis using the proposed software makes it possible to increase the accuracy and speed of calculations for a system with a complex structure. The accuracy of the calculations made it possible to choose the most effective option for an energy-saving measure in the form of a waste energy recovery system.
Keywords: system analysis, structural analysis, thermodynamic analysis, a complex system, software, energy efficiency, energy recovery system.
For citation: Plotnikova LV, Torkunova YuV. Software for system analysis of complexly structured industrial complexes in the development energy saving measures. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14; 1(53): 140-154.

СТИМУЛИРОВАНИЕ РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРОТРАНСПОРТА КАК ИНСТРУМЕНТ РАЗВИТИЯ ТЕРРИТОРИИ
Валеева¹ Ю.С., Калинина¹ М.В., Зорина² Т.Г., Ахметова¹ И.Г.
¹Казанский государственный энергетический университет,г. Казань,Россия
²Институт энергетики НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь
Резюме: Территориальное развитие напрямую зависит от количества реализованных на ее площади перспективных проектов. В настоящее время основным инструментов развития территории является создание инфраструктуры для свободной эксплуатации электротранспорта. Переход на электротранспорт позволяет развивать социальные и экологические факторы, он является безопасным с точки зрения экологической безопасности территории. ЦЕЛЬ. Основной целью исследования является сопоставление уже накопленного опыта, представленного в зарубежной научной литературе, с современными мерами государственной поддержки. В рамках исследования обобщены обязательные показатели развития электротранспорта, направленные на достижение сокращения выбросов парниковых газов от транспорта, и сопоставлены с плановыми значениями. МЕТОДЫ. Системный анализ подхода к продвижению электротранспорта в Европейском Союзе позволил выявить первостепенные задачи, решение которых упростит распространение электротранспорта: снижение расходов на оплату транспортного налога, финансовой поддержки отрасли электромобилей, государственных закупок электромобилей, предоставление бесплатных парковочных мест для электромобилей, обеспечение бесплатной зарядки на общественных станциях, доступ в городские центры для автомобилей с низким уровнем загрязнения. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В статье предложена концепция создания обобщенной мировой политики развития электротранспорта, реализация которой возможна через четыре группы: финансовую, инфраструктурную, экологическую, информационную.
Ключевые слова: электротранспорт; зарядная инфраструктура; зарядка электротранспорта; качество электроэнергии; развитие электротранспорта; электромобили.
Для цитирования: Ю.С. Валеева, М.В. Калинина, Т.Г. Зорина, И.Г. Ахметова. Стимулирование развития электротранспорта как инструмент развития территории // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. № 1 (53). С. 155-172.
ENCOURAGING THE DEVELOPMENT OF ELECTRIC TRANSPORT AS A TOOL FOR TERRITORIAL DEVELOPMENT
JS. Valeeva, MV. Kalinina, TG. Zorina, IG. Akhmetova
Kazan State Power Engineering University,Kazan,Russia
Institute of Power Engineering of NAS of Belarus, Republic of Belarus
Abstract: Territorial development directly depends on the number of promising projects implemented on its area. Currently, the main tools for the development of the territory is to create infrastructure for the free operation of electric transport. The transition to electric transport allows the development of social and environmental factors, it is safe in terms of environmental safety of the territory. OBJECTIVE. The main purpose of the study is to compare the experience already accumulated in the foreign scientific literature, with modern measures of state support. The study summarizes mandatory indicators of the development of electric transport, aimed at achieving reductions in greenhouse gas emissions from transport, and compared with the planned values. METHODS. A systematic analysis of the approach to the promotion of electric transport in the European Union allowed to identify the primary objectives, the solution of which will facilitate the spread of electric transport: reducing the cost of transport tax, financial support for the electric vehicle industry, public procurement of electric vehicles, providing free parking spaces for electric vehicles, providing free charging at public stations, access to urban centers for cars with low pollution levels. CONCLUSION.The article proposes the concept of creating a generalized global policy of electric transport development, the implementation of which is possible through four groups: financial, infrastructural, environmental, and informational.
Key words: electric transport; charging infrastructure; charging electric transport; quality of electricity; development of electric transport; electric cars.
For citation: Valeeva JS., Kalinina MV., Zorina TG., Akhmetova IG. Encouraging the development of electric transport as a tool for territorial development. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14; 1(53): 155-172.