Том: 14 Номер: 2 (54) Год: 2022

Содержание выпуска (elibrary.ru)

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ, СОЗДАВАЕМЫХ ТЯГОВЫМИ СЕТЯМИ 25 кВ НА МНОГОПУТНЫХ УЧАСТКАХ
Буякова1 Н.В., Крюков2,3 А.В., Суслов3 К.В., Середкин2 Д.А.
1 Ангарский государственный технический университет, Ангарск, Россия
2 Иркутский государственный университет путей сообщения, г. Иркутск, Россия
3 Иркутский национальный исследовательский технический университет, г. Иркутск, Россия
Резюме: ЦЕЛЬ представленных в статье исследований состоит в разработке цифровых моделей, обеспечивающих определение напряженностей электромагнитных полей (ЭМП), создаваемых тяговыми сетями 25 кВ на многопутных участках. МЕТОДЫ. Для реализации поставленной цели использовались методы определения режимов систем электроснабжения железных дорог (СЭЖД) в фазных координатах, разработанные в Иркутском государственном университете путей сообщения. На базе этих методов реализована методика анализа электромагнитной безопасности, отличающаяся от известных подходов следующими особенностями: системностью, универсальностью, адекватностью внешней среде и комплексностью. Системность заключается в расчете ЭМП на основе определения режимов сложной СЭЖД в фазных координатах. Универсальность достигается возможностью моделирования тяговых сетей различных конструкций. Адекватность обеспечивается корректным учетом профиля подстилающей поверхности, подземных коммуникаций, а также протяженных металлических сооружений, расположенных вблизи моделируемой тяговой сети. Комплексность состоит в совмещении расчетов режимов сложной сети и вычисления напряженностей ЭМП. РЕЗУЛЬТАТЫ. Проанализированы условия электромагнитной безопасности на трассах многопутных участков электрифицированных железных дорог. Определены напряженности ЭМП, создаваемых тяговыми сетями с различным количеством путей. Получены зависимости напряженностей ЭМП и плотностей потоков электромагнитной энергии от числа токоведущих частей. Выполнена оценка влияния этого параметра на структуру ЭМП. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Полученные результаты могут использоваться на практике для обоснованного анализа условий электромагнитной безопасности на объектах железнодорожного транспорта и разработки мероприятия по ее улучшению на базе адекватного цифрового моделирования.
Ключевые слова: тяговые сети; многопутные участки; электромагнитные поля; моделирование.
Благодарности: Исследования выполнены в рамках государственного задания «Проведение прикладных научных исследований» по теме «Повышение качества электрической энергии и электромагнитной безопасности в системах электроснабжения железнодорожного транспорта, оснащённых устройствами Smart Grid, путем применения методов и средств математического моделирования на основе фазных координат», проект № АААА-А20-120111690029-4 от 16.11.2020.
Для цитирования: Буякова Н.В., Крюков А.В., Суслов К.В., Середкин Д.А. Моделирование электромагнитных полей, создаваемых тяговыми сетями 25 кВ на многопутных участках // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №2 (54). С. 3-14.
MODELLING OF ELECTROMAGNETIC FIELDS GENERATED BY 25 KV TRACTION NETWORKS ON MULTI-TRACK SECTIONS
NV. Buyakova1, AV. Kryukov2,3, KV. Suslov3, DA. Seredkin 2
1 Angarsk State Technical University, Angarsk, Russia
2 Irkutsk State Transport University, Irkutsk, Russia
3 Irkutsk National Research Technical University, Irkutsk, Russia
Abstract: THE PURPOSE of the studies presented in the article is to develop digital models that provide the determination of the strength of electromagnetic fields (EMF) generated by 25 kV traction networks in multi-track sections. METHODS. To achieve this goal, we used methods for determining the modes of power supply systems of railways (PSSR) in phase coordinates, developed at the Irkutsk State Transport University. On the basis of these methods, a methodology for analyzing electromagnetic safety is implemented, which differs from the known approaches in the following features: consistency, universality, adequacy to the external environment and complexity. Consistency lies in the calculation of the EMF based on the determination of the modes of a complex PSSR in phase coordinates. Universality is achieved by the possibility of modeling traction networks of various designs. The adequacy is ensured by correct taking into account the profile of the underlying surface, underground utilities, as well as extended metal structures located near the simulated traction network. The complexity consists in combining the calculations of the modes of a complex network and the calculation of the EMF strengths. RESULTS. The conditions of electromagnetic safety on the routes of multi-track sections of electrified railways are analyzed. The strengths of EMF created by traction networks with different number of paths are determined. The dependences of EMF strengths and electromagnetic energy flux densities on the number of current-carrying parts are obtained. The influence of this parameter on the EMF structure is estimated. CONCLUSION. The results obtained can be used in practice for a reasonable analysis of the electromagnetic safety conditions at railway transport facilities and the development of measures to improve it based on adequate digital modeling.
Keywords: traction networks; multi-track sections; electromagnetic fields; simulation.
Acknowledgment: The research was carried out within the framework of the state task «Conducting applied scientific research» on the topic «Improving the quality of electric energy and electromagnetic safety in power supply systems of railway transport equipped with Smart Grid devices by using methods and means of mathematical modeling based on phase coordinates», project No. АААА-А20-120111690029-4 dated 11/16/2020.
For citation: Buyakova NV, Kryukov AV, Suslov KV, Seredkin DA. Modelling of electromagnetic fields generated by 25 kV traction networks on multi-track sections. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14; 2(54): 3-14.

ВЛИЯНИЕ НЕСИММЕТРИЧНОЙ НАГРУЗКИ НА ПОТЕРИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ 0,4-20 КВ
Геркусов1 А.А., Грачева2 Е.И., Шумихина2 О.А.
1Казанский национальный исследовательский технический университет им. А. Н. Туполева — КАИ
2Казанский государственный энергетический университет, г. Казань, Россия
Резюме: ЦЕЛЬ. Провести исследование причин возникновения несимметричных режимов, возникающих при разных значениях токов в фазах линии электропередач (ЛЭП) и провести оценку параметров режима. МЕТОДЫ. Используются и анализируются различные методы расчета потерь электроэнергии при несимметричных режимах работы ЛЭП- метод симметричных составляющих и метод фазных координат. РЕЗУЛЬТАТЫ. Оценивается влияние несимметрии токовой нагрузки в фазах линий на величину абсолютных и относительных потерь электроэнергии в распределительных линиях электропередач напряжением 0,4-20 кВ. Предлагаются способы симметрирования нагрузок в фазах линий и снижение составляющей потерь электроэнергии от несимметрии. Проведена оценка влияния несимметричной нагрузки на величину относительных потерь электроэнергии в распределительных электрических сетях 10 кВ и влияния несимметрии нагрузок на величину потерь электроэнергии в четырехпроводных сетях 0,4 кВ. Представлены результаты расчетов абсолютной и относительной величины потерь электроэнергии в распределительных сетях при несимметричной нагрузке. Определены функциональные зависимости относительных потерь электроэнергии от коэффициента несимметрии для воздушных линий напряжением 10 кВ, выполненных проводами различных сечений марки АС. Определены зависимости влияния несимметрии токовой нагрузки на значение относительных потерь электроэнергии в четырехпроводных воздушных и кабельных линиях напряжением 0,4 кВ. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Обоснованы причины возникновения несимметричных режимов в распределительных сетях 0,4-20 кВ. Предложены основные мероприятия, направленные на снижение потерь мощности и электроэнергии в четырехпроводных электрических сетях до 1000 В от несимметрии токовых нагрузок. Установлено, что для снижения потерь мощности и электроэнергии в электрических сетях необходимо применение дополнительных технических мероприятий, направленных на выравнивание нагрузок по фазам и симметрирование установившегося режима.
Ключевые слова: потери электроэнергии; несимметричная нагрузка; распределительные сети; трансформаторный пункт; номинальное напряжение; симметричные составляющие.
Для цитирования: Геркусов А.А., Грачева Е.И., Шумихина О.А. Влияние несимметричной нагрузки на потери электроэнергии в распределительных сетях 0,4-20 кВ // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №2 (54). С. 15-28.
INFLUENCE OF NON-SYMMETRIC LOAD ON LOSS ELECTRICITY IN DISTIBUTION NETWORKS 0,4-20 KV
AA. Gerkusov1, EI. Gracheva2, OA. Shumikhina2
1Kazan National Research Technical University IM. A. N. Tupolev — KAI
2Kazan State Power Engineering University, Kazan, Russia
Abstract: THE PURPOSE. Conduct a study of the causes of the occurrence of asymmetric modes that occur at different values of currents in the phases of the power line (TL) and evaluate the parameters of the mode. METHODS. Various methods for calculating power losses in asymmetric power transmission modes are used and analyzed — the method of symmetrical components and the method of phase coordinates. RESULTS. The influence of the current load asymmetry in the phases of the lines on the magnitude of the absolute and relative losses of electricity in distribution power lines with a voltage of 0.4-20 kV is estimated. Methods for balancing loads in the phases of lines and reducing the component of electricity losses from asymmetry are proposed. The influence of asymmetric load on the value of relative power losses in distribution electrical networks of 10 kV and the effect of load asymmetry on the value of power losses in four-wire networks of 0.4 kV were assessed. The results of calculations of the absolute and relative value of electricity losses in distribution networks with an asymmetric load are presented. Functional dependences of relative power losses on the asymmetry coefficient for overhead lines with a voltage of 10 kV, made with wires of various sections of the AS brand, are determined. Dependences of the effect of current load asymmetry on the value of relative power losses in four-wire overhead and cable lines with a voltage of 0.4 kV are determined. CONCLUSION. The reasons for the occurrence of asymmetric modes in distribution networks of 0.4-20 kV are substantiated. The main measures aimed at reducing power and electricity losses in four-wire electrical networks up to 1000 V from unbalance of current loads are proposed. It has been established that in order to reduce power and electricity losses in electrical networks, it is necessary to use additional technical measures aimed at equalizing loads by phases and balancing the steady state.
Keywords: energy losses; unbalanced load; distribution networks; transformer item; rated voltage; symmetrical components.
For citation: Gerkusov AA., Gracheva EI., Shumikhina OA Influence of non-symmetric load on loss electricity in distibution networks 0,4-20 Kv. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14; 2(54):15-28.

АНАЛИЗ ИЗЛУЧАЕМЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОМЕХ ОТ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Гизатуллин З.М., Мубараков Р.Р.
Казанский национальный исследовательский технический университет им. А. Н. Туполева-КАИ, г. Казань, Россия
Резюме: Задачи возникновения электромагнитных помех часто являются актуальными для преобразователей электроэнергии. Если рассматривать отдельно современные преобразовательные устройства, то они, как правило, отвечают требованиям по электромагнитным помехам. Но обычно они являются частью сложных электронных или электротехнических систем в достаточно компактных технических объектах. Тогда могут возникнуть неопределенные пути и механизмы взаимодействия помех различных систем. Поэтому задачи помехоустойчивости являются потенциальной проблемой для надежного функционирования сложных систем. В статье предложена методика и инструменты для исследования излучаемых электромагнитных помех от преобразователей электроэнергии в условиях эксплуатации. В качестве примера рассмотрен импульсный источник электропитания периферийного устройства. Представлены результаты исследования во временной и частотной области. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда №22-29-20092, https://rscf.ru/project/22-29-20092 и Кабинета Министров Республики Татарстан.
Ключевые слова: преобразователь электроэнергии, излучаемая электромагнитная помеха, помехоустойчивость, надежность, электротехническая система, методика.
Для цитирования: Гизатуллин З.М., Мубараков Р.Р. Анализ излучаемых электромагнитных помех от преобразователей электроэнергии в условиях эксплуатации // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. № 2 (54). С. 29-39.
ANALYSIS OF RADIATED ELECTROMAGNETIC INTERFERENCE FROM ELECTRIC POWER CONVERTERS IN THE WORKPLACE
Z.M. Gizatullin, R.R. Mubarakov
Kazan National Research Technical University named after A.N. Tupolev-KAI,
Kazan, Russia
Abstract: The problems of the occurrence of electromagnetic interference are often relevant for electric power converters. If we consider separately modern converting devices, then they, as a rule, meet the requirements for electromagnetic interference. But usually they are part of complex electronic or electrical engineering systems in fairly compact technical objects. Then undefined ways and mechanisms of interaction of interferences of various systems may arise. Therefore, problems of noise immunity are a potential problem for the reliable functioning of complex systems. The article proposes a methodology and tools for studying radiated electromagnetic interference from electric power converters in the workplace. As an example, a switching power supply for a peripheral device is considered. The results of the study in the time and frequency domains are presented. The research was supported by the grant from the Russian Science Foundation 22-29-20092, https://rscf.ru/project/22-29-20092/ and the Cabinet of Ministers of the Republic of Tatarstan.
Keywords: electric power converter, radiated electromagnetic interference, noise immunity, reliability, electrical engineering system, methodology.
For citation: Gizatullin Z.M., Mubarakov R.R. Analysis of radiated electromagnetic interference from electric power converters in the workplace. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14;2(54):29-39.

ESTIMATION OF LOAD ANGLE OF SYNCHRONOUS TURBO-GENERATOR MODEL TGH-32
A. Alzakkar1,2, N. P. Mestnikov3,4, Y. O. Samofalov1
1Kazan State Power Engineering University, Kazan Russia
2Al-Baath University, Homs, Syrian Arab Republic
3North-Eastern Federal University named M.K. Ammosov, Russia
4Institute of Physical and Technical Problems of the North named V.P. Larionov SB Russia
Abstract: More than 98% of the electrical power in the world is generated using the synchronous machine, it is the most used for converting mechanical power into electrical. The reason for calling it synchronicity is due to the exact correspondence between the rotation speed of the magnetic field and the rotor. PURPOSE. The purpose of this article is measurement load angle in excitation control systems of synchronous generator type TGH-32 which used in many Syrian power stations (Taiym, Jander, Der Ali, Tishreen, etc.) with the help of load angle sensor to prevent the generator from out of synchronization. METHODS The program used in the study are: (MATLAB) for simulation of power system which consists of synchronous generator, external power system and angle sensor. RESULTS. The presented graphs testify to the high accuracy of the indirect measurement of the load angle by currents and voltages in the stator circuits of a synchronous generator and in its excitation winding. CONCLUSION. From results of simulation was found that the results are almost identical between the theoretical calculation method and the readings of the load angle sensor; taking into account the fact that the application of such methods does not require expensive sensors and any intervention in the internal structure of the machine, it can be concluded that it is advisable to use sensors with indirect determination of the load angle during the operation of synchronous machines.
Keywords: sensor; generator; load angle; excitation current.
Acknowledgements:
Work by results of which article is executed is executed together with the research supervisor I.M. Valeev, the Dr.Sci.Tech., professor of IEPE KSPEU, research laboratories on the basis of KSPEU and the University of Al Baath.
For citation: Alzakkar A, Mestnikov N.P., Samofalov Y.O. Estimation of load angle of synchronous turbo-generator model TGH-32. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022;14;2(54):40-47.
РАСЧЕТ УГЛА НАГРУЗКИ СИНХРОННОГО ТУРБОГЕНЕРАТОРА ТИПА ТВС-32
А. Альзаккар1,2, Н. П. Местников3,4, Ю. О. Самофалов1
1Казанский государственный энергетический университет, Казань Россия
2Университет Аль-Баас, г. Хомс, Сирийская Арабская Республика
3Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова, г. Якутск, Россия
4Институт физико-технических проблем Севера имени В.П. Ларионова СО РАН, Якутск, Россия
Резюме: Более 98% электроэнергии в мире вырабатывается с помощью синхронной машины, она наиболее часто используется для преобразования механической энергии в электрическую. ЦЕЛЬ. Целью данной статьи является измерение угла нагрузки в системах управления возбуждением синхронного генератора типа ТВС-32, который используется на многих сирийских электростанциях (Тайым, Джандер, Дер Али, Тишрин и др.) с помощью датчика угла нагрузки для предотвращения генератор от рассинхронизации. МЕТОДЫ. В исследовании использовались следующие программы: (MATLAB) для моделирования энергосистемы, состоящей из синхронного генератора, внешней энергосистемы и датчика угла. РЕЗУЛЬТАТЫ. Представленные графики свидетельствуют о высокой точности косвенного измерения угла нагрузки по токам и напряжениям в цепях статора синхронного генератора и в его обмотке возбуждения. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. По результатам моделирования было установлено, что результаты практически идентичны между теоретическим методом расчета и показаниями датчика угла нагрузки; с учетом того, что применение таких методов не требует дорогостоящих датчиков и какого-либо вмешательства во внутреннюю структуру машины, можно сделать вывод о целесообразности применения датчиков с косвенным определением угла нагрузки при работе синхронных машины.
Ключевые слова: датчик; генератор; угол нагрузки; ток возбуждения.
Благодарности:
Работа, по результатам которой выполнена статья, выполнена совместно с научным руководителем И.М. Валеевым, д.т.н., профессор ИЭЭ КГЭУ, научно-исследовательскими лабораториями на базе КГЭУ и Университета Аль-Баас.
Для цитирования: Альзаккар А., Местников. Н.П., Самофалов Ю.О. Расчет угла нагрузки синхронного турбогенератора типа ТВС-32 // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №2 (54). С. 40-47.

ПРИМЕНЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ НУЖД ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ В ГОРОДЕ КАЗАНЬ
Юсупов Р.Д., Зиганшин Ш.Г., Политова Т.О., Базукова Э.Р.
Казанский государственный энергетический университет, г. Казань, Россия
Резюме: ЦЕЛЬ. Обосновать возможность применения солнечных коллекторов для приготовления горячей воды для жилого дома, находящегося в городе Казань. При этом произвести расчет необходимой для эксплуатации системы горячего водоснабжения. МЕТОДЫ. Для определения основных параметров работы системы были использованы данные спутниковых наблюдений NASA, в которой учитывались классификация региональных особенностей климатических зон. Применение солнечных коллекторов для приготовления горячей воды для жилого дома обусловлено следующими соображениями: здание имеет высокий класс энергосбережения; централизованные коммуникации имеют большую удаленность; электрической мощности, выделяемой электросетями, не хватает для полноценной работы систем теплоснабжения и холодоснабжения. Произведен расчет количества солнечной радиации на территории города Казань. Основой для расчета производительности коллектора, является определение интенсивности солнечной радиации на наклонную поверхность, поглощающую лучи и коэффициента полезного действия. РЕЗУЛЬТАТЫ. Показано, что внедрение нетрадиционных и возобновляемых источников энергии для систем горячего водоснабжения является довольно актуальной задачей. Сделан вывод о целесообразности использования плоских солнечных коллекторов по техническим и экономическим соображениям. Количество коллекторов было рассчитано исходя из максимума покрытия нагрузки системы ГВС в летний период. Показано, что ввиду низкой инсоляции солнца и температуры воздуха в отопительный период доля покрытия нагрузки системы ГВС имеет наименьшие значения. Определена суточная и годовая производительность солнечного коллектора, что позволило сделать вывод о рациональности его использования. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. С помощью расчетов было выявлено, что внедрение солнечных коллекторов в систему ГВС в городе Казань является разумным решением в том случае, если отсутствует централизованное тепло и газоснабжение. Солнечные коллекторы могут дать экономию энергии до 51%, при этом срок окупаемости системы составит около 15 лет. Полученные результаты помогут в обосновании и определении эффективности использования энергии солнечной радиации для нужд горячего водоснабжения в городе Казань.
Ключевые слова: горячее водоснабжение; солнечный коллектор; солнечная радиация.
Для цитирования: Юсупов Р.Д., Зиганшин Ш.Г., Политова Т.О., Базукова Э.Р. Применение солнечной энергии для нужд горячего водоснабжения в городе Казань // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №2 (54). С. 48-58.
APPLICATION OF SOLAR ENERGY FOR THE NEEDS OF HOT WATER SUPPLY IN THE CITY OF KAZAN
RD. Yusupov, SG. Ziganshin, TO. Politova, ER. Bazukova

Kazan State Power Engineering University, Kazan, Russia
Abstract. THE PURPOSE. To substantiate the possibility of using solar collectors for the preparation of hot water for a residential building located in the city of Kazan. At the same time, calculate such a hot water supply system. METHODS. To determine the main parameters of the system, data from NASA satellite observations were used, which took into account the classification of regional features of climatic zones. The use of solar collectors for the preparation of hot water for a residential building is due to the following considerations: the building has a high energy saving class; centralized communications have a great distance; the electric power allocated by the power grids is not enough for the full operation of heat and cold supply systems. The calculation of the amount of solar radiation on the territory of the city of Kazan was made. The basis for calculating the collector performance is the determination of the intensity of solar radiation on an inclined surface absorbing rays and the efficiency. RESULTS. It is shown that the introduction of unconventional and renewable energy sources for hot water supply systems is quite an urgent task. The conclusion is made about the expediency of using flat solar collectors for technical and economic reasons. The number of collectors was calculated based on the maximum load coverage of the HWS system in the summer. It is shown that due to the low solar insolation and air temperature during the heating period, the share of the HWS system load coverage has the lowest values. The daily and annual productivity of the solar collector was determined, which allowed us to conclude that its use is rational. CONCLUSIONS. With the help of calculations, it was revealed that the introduction of solar collectors into the hot water system in the city of Kazan is a reasonable solution if there is no centralized heat and gas supply. Solar collectors can provide energy savings of up to51%, while the payback period of the system will be about 15 years. The results obtained will help in substantiating and determining the efficiency of using solar radiation energy for the needs of hot water supply in the city of Kazan.
Keywords: hot water supply; solar collector; solar radiation.
For citation: Yusupov RD, Ziganshin SG, Politova TO, Bazukova ER. Application of solar energy for the needs of hot water supply in the city of Kazan. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14; 2(54): 48-58.

КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА РЕГУЛИРОВОЧНОЙ СПОСОБНОСТИ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЯ ПО ПРОИЗВОДСТВУ ЛИСТОВОГО СТЕКЛА
Шенец Е.Л.
ОАО «Газпром трансгаз Беларусь», г. Минск, Республика Беларусь
Резюме: ЦЕЛЬ. Ряд промышленных производств сталкиваются с проблемами определения своей текущей энергоэффективности и оценки ее потенциала. Данная проблематика наиболее актуальна для предприятий со сложной взаимосвязью между энергетикой (энергопотреблением) и технологией, где на энергопотребление влияет не только фактор производственной загрузки, но и иные, как внутренние, так и внешние воздействующие факторы. К одному из примеров такого предприятия следует отнести производство по выпуску листового стекла, эксплуатирующего газовую печь регенеративного типа (далее — Предприятие). Автором поставлена цель по разработке методов оценки энергоэффективности предприятия для вышеуказанного типа производства со сложным технологическим процессом. Данная статья посвящена разработке метода оценки регулировочной способности по энергоэффективности Предприятия. МЕТОДЫ. Методика комплексной оценки энергоэффективности основана на комбинированном использовании результатов моделирования удельных расходов ТЭР от объемов выпуска листового стекла и результатов кластерного анализа (структурной группировки) суточных значений удельных расходов энергоресурса и соответствующей им производительности технологической линии производства листового стекла. Основой для разработки методики являлась информационная база данных, в которую изначально были включены 14 технологических и энергетических показателей Предприятия, а также факторы внешнего воздействия. РЕЗУЛЬТАТЫ. На энергопотребление промышленных предприятий влияет большое количество факторов, однако предложенная методика позволила их обобщить через применение моделей общих и удельных расходов энергоресурсов и функционирующей системы коммерческого и технического учета энергоресурсов. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Для обследуемого Предприятия потенциал роста энергоэффективности при увеличении суточной производительности технологической линии (горизонтальное регулирование) оценивается в 69,3 %. Потенциал изменения энергоэффективности за счет вертикального регулирования (контроля и своевременного регулирования технологических параметров работы Предприятия) оценен по классам максимальной производительности с суммарной емкостью 263 суток в 812 т у.т.
Ключевые слова: модели общих и удельных расходов энергоресурсов; энергоэффективность; потенциал повышения энергоэффективности.
Для цитирования: Шенец Е.Л. Комплексная оценка регулировочной способности энергоэффективности предприятия по производству листового стекла // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №2 (54). С. 59-70.
COMPREHENSIVE EVALUATION OF THE ADJUSTING CAPABILITY FOR ENERGY EFFICIENCY OF A PLANT GLASS PRODUCTION ENTERPRISE
EL. Shenets
PC «Gazprom transgaz Belarus», Minsk, Republic of Belarus,
Abstract: THE PURPOSE. A number of industries face challenges in determining their current energy efficiency and assessing their energy efficiency potential. This issue is most relevant for enterprises with a complex relationship between energy (energy consumption) and technology, where energy consumption is affected not only by the production load factor, but also by other, both internal and external, influencing factors. One of the examples of such an enterprise should include an enterprise for the production of flat glass, operating a glass-melting gas furnace of a regenerative type (hereinafter — the Enterprise). The author set a goal to develop methods for assessing the energy efficiency of an enterprise for the above type of production with a complex technological process. This article is devoted to the development of a method for assessing the regulatory capacity for energy efficiency of the Enterprise. METHODS. The methodology for a comprehensive assessment of energy efficiency is based on the combined use of the results of modeling the specific consumption of fuel and energy resources on the volume of production of sheet glass (the model of the dependence of the specific energy consumption on the daily output of products) and the results of cluster analysis (structural grouping) of the daily values of the specific consumption of energy resources and the corresponding productivity of the technological production line sheet glass. The basis for the development of the methodology was an information database, which initially included 14 technological and energy indicators of the Enterprise, as well as indicators (factors) of external influence. RESULTS. The energy consumption of industrial enterprises is influenced by a large number of factors, however, the proposed methodology made it possible to generalize them through the use of models of total and specific consumption of energy resources and a functioning system of commercial and technical accounting of energy resources. CONCLUSION. For the surveyed Enterprise, the potential for energy efficiency growth with an increase in the daily productivity of the technological line (horizontal regulation) is estimated at 69.3%. The potential for changing energy efficiency due to vertical regulation (control and timely regulation of the technological parameters of the enterprise) is estimated by maximum productivity classes with a total capacity of 263 days at 812 tons of fuel equivalent.
Keywords: models of general and specific expenses of energy resources; energy efficiency; potential of increasing energy efficiency.
For citation: Shenets EL. Comprehensive evaluation of the adjusting capability for energy efficiency of a plant glass production enterprise. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14; 2(54): 59-70.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИМЕНИМОСТИ МОДЕЛЕЙ РАЗЛИЧНОЙ СТРУКТУРЫ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ОБРАТНЫХ ЗАДАЧ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОРОГОВЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ МЕТАЛЛОВ В ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ, БЕЗОПАСНЫХ ДЛЯ НАСЕЛЕНИЯ
Гатин1 Р.Р., Новикова1 С.В., Моисеев2 Г.В.
1Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева, г. Казань, Россия
2Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации, г. Москва, Россия
Резюме: ЦЕЛЬ. Описываемый в статье материал ставит своей целью изучить сравнительную эффективность различных моделей, в частности, линейных и нелинейных регрессионных, а также нейросетевых, для моделирования и решения обратных задач. В качестве практического примера приводится задача определения максимально допустимого уровня металлов в питьевой воде, безопасного для населения конкретной территории. Для построения прямой задачи в распоряжении исследователей имеется набор экспериментальных данных по содержанию металлов в питьевой воде в сочетании с уровнем соответствующих металлов в крови жителей, проживающих в данной местности. Также данные содержат информацию о физиологических характеристиках обследуемых. Обратная задача строится как задача минимизации квадратичного функционала – разности между искомым и безопасным уровнем металла в крови, где варьируемым параметром выступает уровень металла в воде. В данной статье рассматривается первый этап построения модели, а именно методы для построения прямой зависимости «металл в воде-металл в крови», наиболее пригодные для последующего составления оптимизационной обратной задачи.
МЕТОДЫ. Для построения и исследования моделей прямой задачи определения уровня металла в крови применяются методы линейного и нелинейного регрессионного анализа, оптимизации, нейросетевого моделирования, анализа влияющих факторов. Для анализа эффективности полученных моделей применяются методы структурного анализа, теория глобальной оптимизации, численные методы расчетов ошибок моделей.
РЕЗУЛЬТАТЫ. Исследования показали, что нейросетевые модели обеспечивают более высокую точность по сравнению с регрессионными. При этом набор входных характеристик для расчетов должен включать, помимо информации о содержании металла в воде и крови, информацию о росте и весе конкретного человека. Наивысшую точность в 94% продемонстрировала сеть типа «многослойный персептрон» с тремя нейронами во входном слое (рост, вес, уровень металла в питьевой воде), одним выходным нейроном (уровень металла в крови) и десятью скрытыми слоями по пять нейронов в каждом.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Структура выделенной модели, являясь, по сути, «черным ящиком», слабо пригодна для последующей формулировки обратной задачи в виде минимизируемого функционала, так как имеет множество локальных аттракторов и не гарантирует нахождение глобального минимума известными численными методами. В качестве направления дальнейших исследований определен способ предварительной кластеризации исходных данных с построением упрощенных моделей в каждом кластере, структурно более пригодных для построения обратной оптимизационной задачи.
Ключевые слова: обратные задачи, прямые задачи, регрессионные модели, нейронные сети, оптимизация, металлы в питьевой воде, металлы в крови.
Для цитирования: Гатин Р.Р., Новикова С.В., Моисеев Г.В. Исследование применимости моделей различной структуры для решения обратных задач определения пороговых концентраций металлов в питьевой воде, безопасных для населения // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №2 (54). С. 71-81.
INVESTIGATION OF THE APPLICABILITY OF MODELS OF VARIOUS STRUCTURES FOR SOLVING INVERSE PROBLEMS OF DETERMINING THRESHOLD CONCENTRATIONS OF METALS IN DRINKING WATER THAT ARE SAFE FOR THE POPULATION
RR. Gatin1, SV. Novikova1, GV. Moiseev2
1Kazan National Research Technical University named after A.N. Tupolev, Kazan, Russia
2Financial University under the Government of the Russian Federation, Moscow, Russia
Abstract: THE PURPOSE. The material described in the article aims to study the comparative effectiveness of various models, in particular, linear and nonlinear regression, as well as neural networks, for modeling and solving inverse problems. As a practical example, the problem of determining the maximum allowable level of metals in drinking water that is safe for the population of a particular territory is given. To build a direct problem, researchers have at their disposal a set of experimental data on the content of metals in drinking water in combination with the level of the corresponding metals in the blood of residents living in a given area. The data also contain information about the physiological characteristics of the subjects. The inverse problem is constructed as a problem of minimizing the quadratic functional — the difference between the desired and safe levels of the metal in the blood, where the variable parameter is the level of the metal in the water. This article discusses the first stage of building a model, namely, methods for constructing a direct relationship «metal in water-metal in blood», which are most suitable for the subsequent compilation of an optimization inverse problem.
METHODS. To build and study models of the direct problem of determining the level of metal in the blood, the methods of linear and nonlinear regression analysis, optimization, neural network modeling, and analysis of influencing factors are used. To analyze the efficiency of the obtained models, methods of structural analysis, the theory of global optimization, and numerical methods for calculating model errors are used.
RESULTS. Studies have shown that neural network models provide higher accuracy than regression models. At the same time, the set of input characteristics for calculations should include, in addition to information about the metal content in water and blood, information about the height and weight of a particular person. The highest accuracy of 94% was demonstrated by a “multilayer perceptron” network with three neurons in the input layer (height, weight, metal level in drinking water), one output neuron (metal level in the blood) and ten hidden layers of five neurons each. in everyone.
CONCLUSION. However, the structure of the selected model, being, in fact, a «black box», is poorly suitable for the subsequent formulation of the inverse problem in the form of a minimized functional, since it has many local attractors and does not guarantee finding the global minimum by known numerical methods. As a direction for further research, a method for preliminary clustering of initial data with the construction of simplified models in each cluster, structurally more suitable for constructing an inverse optimization problem, was determined.
Keywords: inverse problems, direct problems, regression models, neural networks, optimization, metals in drinking water, metals in blood
For citation: Gatin RR., Novikova SV., Moiseev GV. Investigation of the applicability of models of various structures for solving inverse problems of determining threshold concentrations of metals in drinking water that are safe for the population. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022;14;2(54):71-81.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОБЛЕМ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПРИ УПРАВЛЕНИИ УСТАНОВКОЙ РИФОРМИНГА И ПОДХОДЫ К РЕШЕНИЮ
Оразбаев Б.Б., Кабибуллин М.Д., Жумадиллаева А.К., Утенова Б.Е., Дюсекеев К.А
Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева,
г. Нур-Султан, Казахстан
Резюме: ЦЕЛЬ. Исследование проблем, которые возникают при разработке математических моделей сложных, нечетко описываемых химико-технологических систем, какими является установка каталитического риформинга в процессе принятия решений при управлении ими, разработка подходов к их решению на основе методологии системного анализа, методов экспертной оценки и теорий нечетких множеств. МЕТОДЫ. При разработке математических моделей нечетко описываемых технологических объектов используются системный подход, основанный на комплексном использовании статистических методов, методов экспертной оценки и теорий нечетких множеств. Постановка и решения нечетких задач принятия решений основаны на модификации различных принципов оптимальности на основе аппарата теорий нечетких множеств и эвристического подхода. РЕЗУЛЬТАТЫ. В работе предложена методика построения моделей сложных, нечетко описываемых ХТС, которая, на основе системного подхода для разработки моделей в условиях неопределенности, позволяет использовать доступную информацию различного характера. Построена и описана обобщенная структурная схема процесса принятия решений. В виде задачи нечеткого математического программирования сформулирована постановка нечеткой задачи принятия решений для выбора наилучшего режима работы установки каталитического риформинга и путем модификации принципов оптимальности главного критерия и максимина разработан эвристический метод решения сформулированной нечеткой задачи. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Предложена новая методика построения моделей сложных, нечетко описываемых ХТС основанная на использование доступной информации различного характера, используя методологию системного анализа и различных методов построения моделей.
Ключевые слова: математическая модель; принятие решений; нечеткая информация; установка каталитического риформинга.
Благодарности: Исследование финансируется Комитетом науки Министерства образования и науки Республики Казахстан (грант № AP08855680 — Интеллектуализированная система поддержки принятия решений для управления режимами работы установки каталитического риформинга).
Для цитирования: Оразбаев Б.Б., Кабибуллин М.Д., Жумадиллаева А.К., Утенова Б.Е., Дюсекеев К.А. Исследование проблем моделирования и принятия решений при управлении установкой риформинга и подходы к решению // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №2 (53). С.82-95.
STUDY OF MODELING AND DECISION-MAKING PROBLEMS IN THE CONTROL OF THE REFORMER AND APPROACHES TO THE SOLUTION
Orazbayev BB, Kabibullin MD, Zhumadillayva AK, Utenova BE, Dyussekeyev KA
LN. Gumilyov Eurasian National University, Nur-Sultan, Kazakhstan
Abstract: PURPOSE. Study of problems that arise in the development of mathematical models of complex, fuzzy chemical-technological systems such as a catalytic reformer and in the decision-making process when managing them, development of approaches to their solution based on the methodology of system analysis, methods of expert evaluation and fuzzy set theories. METHODS. When developing mathematical models of fuzzy technological objects, a systematic approach is used, based on the integrated use of statistical methods, peer review methods and fuzzy set theories. The formulation and solution of fuzzy decision-making problems are based on the modification of various optimality principles based on the apparatus of fuzzy set theories and the heuristic approach. RESULTS. The paper proposes a technique for constructing models of complex fuzzy CTS, which, based on a systematic approach for developing models under uncertainty, allows using the available information of a different nature. A generalized block diagram of the decision-making process has been constructed and described. In the form of a problem of fuzzy mathematical programming, the formulation of a fuzzy decision-making problem for choosing the best operating mode of the catalytic reforming unit is formulated, and by modifying the principles of optimality of the main criterion and maximin, a heuristic method for solving the formulated fuzzy problem is developed. CONCLUSION. A new technique for constructing models of complex, indistinctly described CES based on the use of available information of a different nature, using the methodology of system analysis and various methods of constructing models, is proposed.
Keywords: mathematical model, decision making, fuzzy information, catalytic reformer.
Acknowledgments: The research data was sponsored by the Science Committee of the Ministry of Education and Science of the Republic of Kazakhstan (Grant No.of the research fund AP08855680–Intelligent decision support system for managing the operating modes of a catalytic
reforming unit).
For citation: Orazbayev BB, Kabibullin MD, Zhumadillayva AK, Utenova BE, Dyussekeyev KA. Study of modeling and decision-making problems in the control of the reformer and approaches to the solution. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022;14;2(53):82-95.

ПРИМЕНЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОГО АЛГОРИТМА ПРИ РАЗРАБОТКЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ПЕРЕБОРА МАТЕРИАЛОВ ПРИ ОПТИМИЗАЦИИ СИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Петров Т.И., Сафин А.Р., Низамиев М.Ф., Басенко В.Р.
Казанский государственный энергетический университет, г. Казань, Россия
Резюме: ЦЕЛЬ. При реализации топологической оптимизации конструкции синхронного двигателя с постоянными магнитами необходимо осуществить перебор материалов в теле ротора. Для данной задачи надо выбрать метод поиска, который подойдет для оптимального решения в сложных пространствах поиска, при этом сохраняя высокую скорость расчета. Правильно подобранный метод поиска не только обеспечит решение многих существующих проблем, но и появится многообещающая возможность будущее для разработки программ, которые смогут выполнять такую задачу эффективно и действенно без вмешательства человека.
МЕТОДЫ. На базе искомой целевой функции определено, что использовать простой метод перебора вариантов нецелесообразно, и для решения данного типа задач необходимо использовать эволюционные алгоритмы. Для сравнения эволюционных алгоритмов проведены экспериментальные запуски расчетов несложной задачи — топологическая оптимизация некоторого участка ротора с воздушным зазором, параметром оптимизации принято значение вращающего момента в зазоре.
РЕЗУЛЬТАТЫ. На основе экспериментальных данных, которые получены при моделировании оптимизации небольшого сектора синхронного двигателя, наиболее эффективными для топологической оптимизации по степени быстродействия можно считать генетический алгоритм (ГА), он превосходит другие эволюционные алгоритмы минимум на 43%. Представлена реализация генетического алгоритма для топологической оптимизации.
ВЫВОДЫ. В качестве метода поиска перебора материалов при оптимизации синхронных двигателей эффективно использовать генетический алгоритм. ГА имеет преимущества перед другими эволюционными алгоритмами при очень больших размерностях задач и отсутствии упорядоченности в исходных данных, и когда альтернативой служит метод полного перебора вариантов.
Ключевые слова: генетический алгоритм; метод поиска; топологическая оптимизация; эволюционные алгоритмы; синхронные двигатели.
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: Петров Т.И., Сафин А.Р., Низамиев М.Ф., Басенко В.Р. Применение генетического алгоритма при разработке программного обеспечения для перебора материалов при оптимизации синхронных двигателей // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №2 (54). С. 96-105.
APPLICATION OF GENETIC ALGORITHM IN THE DEVELOPMENT OF SOFTWARE FOR SELECTING MATERIALS IN THE OPTIMIZATION OF SYNCHRONOUS MOTORS
T.I. Petrov, A.R. Safin, M.F. Nizamiev, V.R. Basenko
Kazan State Power Engineering University, Kazan, Russia
Abstract: TARGET. When implementing the topological optimization of the design of a synchronous motor with permanent magnets, it is necessary to sort through the materials in the rotor body. For this task, it is necessary to choose a search method that is suitable for the optimal solution in complex search spaces, while maintaining a high calculation speed. A well-chosen search method will not only provide a solution to many of the existing problems, but there will be a promising future opportunity for the development of programs that can perform such a task effectively and efficiently without human intervention.
METHODS. Based on the desired objective function, it was determined that it is not advisable to use a simple method of enumeration of options, and evolutionary algorithms must be used to solve this type of problem. To compare the evolutionary algorithms, experimental runs of calculations of a simple problem were carried out — topological optimization of a certain section of the rotor with an air gap, the optimization parameter was the value of the torque in the gap.
RESULTS. Based on the experimental data obtained when simulating the optimization of a small sector of a synchronous motor, the genetic algorithm can be considered the most effective for topological optimization in terms of speed, it outperforms other evolutionary algorithms by at least 43%. An implementation of a genetic algorithm for topological optimization is presented.
CONCLUSIONS. It is effective to use a genetic algorithm as a search method for enumeration of materials when optimizing synchronous motors. GA has advantages over other evolutionary algorithms for very large problem dimensions and lack of order in the initial data, and when the alternative is the exhaustive search of options.
Keywords: genetic algorithm; search method; topological optimization; evolutionary algorithms; synchronous motors.
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: Petrov T. ISafin., A.R., Nizamiev, M.F.. Basenko V.R. Application of genetic algorithm in the development of software for selecting materials in the optimization of synchronous motorsk. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022;14;2(54):96-105.

СТОИМОСТНЫЕ МОДЕЛИ В КОНТРОЛЛИНГЕ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОМПАНИЙ И КЛАСТЕРОВ
Колибаба В.И., Морозова А.А.
Ивановский государственный энергетический университет, г. Иваново, Россия
Резюме: Современная экономическая среда характеризуется интенсификацией рисков на всех уровнях социально-экономической системы (СЭС). В этих условиях усиливается потребность в разработке инструментария оценки устойчивого развития управляемых СЭС различного уровня и отраслевой принадлежности в рамках системы контроллинга. Важное место в современном инструментарии контроллинга занимают модели стоимостного менеджмента, применение которых направлено на получение обобщающего суждения о результативности деятельности компании. ЦЕЛЬ. Исследование направлено на оценку потенциала моделей стоимостного менеджмента как инструмента контроллинга устойчивого развития в компаниях электроэнергетики. МЕТОДЫ. Модель системы контроллинга в энергокомпании разработана на основе компонентного анализа, концептуального и структурно-функционального подходов к моделированию. Для апробации и оценки выбраны модели К. Уолша, А. Дамодарана, Р. Хиггинса и модель CFROI. РЕЗУЛЬТАТЫ. Модели стоимостного менеджмента апробированы на примере совокупности энергокомпаний, структурированной в разрезе видов основной деятельности (генерирующие и сетевые компании), масштаба активов и укрупненных территориальных кластеров (федеральных округов). Получена количественная оценка и выявлены ключевые тенденции в устойчивом развитии компаний. Проведен критический анализ особенностей работы моделей стоимостного менеджмента применительно к субъектам электроэнергетики. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Модели стоимостного менеджмента представляют собой эффективный инструмент стратегического контроллинга; комплексное применение моделей позволяет компенсировать их индивидуальные недостатки и обеспечивает всесторонний анализ факторов устойчивого развития энергокомпаний.
Ключевые слова: кластер; контроллинг; модель CFROI; модель А. Дамодарана; модель К. Уолша; модель Р. Хиггинса; управление; устойчивое развитие; электроэнергетика.
Для цитирования: Колибаба В.И., Морозова А.А. Стоимостные модели в контроллинге устойчивого развития электроэнергетических компаний и кластеров // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №2 (54). С. 106-119.
COMPANY VALUE MODELS IN SUSTAINABLE DEVELOPMENT CONTROLLING OF ENERGY COMPANIES AND CLUSTERS
V.I. Kolibaba, A.A. Morozova
Ivanovo State Power Engineering University, Ivanovo, Russia
Abstract: The modern economy is characterized by the intensification of risks at all levels of the socio-economic system (SES). In this context, there is an increasing demand for developing instruments for assessing the sustainable development of SES’s at different levels and sectors within the controlling system. Company value models constitute an important part of the modern controlling methodology and are aimed at a comprehensive judgment about a company’s performance. PURPOSE. The study is aimed at assessing the potential of company value models as instruments for sustainable development controlling in energy companies. METHODS. The model of the controlling system in an energy company is developed by means of component analysis, conceptual and structural-functional modeling. C. Walsh model, A. Damodaran model, H. Higgins model, and CFROI models are selected for approbation and assessment. RESULTS. Company value models are applied on the example of a group of energy companies structured by the type of core activity (generating and grid companies), scale of assets and aggregative regional clusters (federal districts). The companies’ sustainable development is assessed, the key trends in it are identified. The models’ performance on energy companies’ data is critically analyzed. CONCLUSION. Company value models are effective instruments of strategic controlling; their integrated application allows to compensate for the individual shortcomings of the models and provides a comprehensive analysis of sustainable development factors in energy companies.
Keywords: cluster; controlling; CFROI model; A. Damodaran model; C. Walsh model; R. Higgins model; management; sustainable development; energy sector.
For citation: Kolibaba V.I., Morozova A.A. Company value models in sustainable development controlling of energy companies and clusters. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022;14;2(54):106-119.

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОИЗВОДСТВА И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОДОРОДА НА ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ
Лисин Е.М., Паршина А.С., Замешаева И.С., Мусаева Д.Э.
Национальный исследовательский университет «МЭИ», Россия, г. Москва
Резюме: ЦЕЛЬ. Разработка и исследование модели производства и применения водорода на тепловых электростанциях на основе системы P2G. МЕТОДЫ. Методика использования избыточной электроэнергии тепловой электростанции для производства водорода. Методика использования водорода для повышения КПД энергоустановок тепловых электростанций. РЕЗУЛЬТАТЫ. В соответствии с рассмотренной методикой расчета и приведенными производственно-техническими характеристиками электролизной установки P2G максимальное потребление электроэнергии системой P2G, необходимое для полной мощности производства водорода (30 Нм3/ч) составило величину Еmax = 2 929,5 кВт. Оценены капитальные и операционные затраты на установку и эксплуатацию рассматриваемой системы P2G. Показано, что использование получаемого водорода из системы P2G для промежуточного перегрева пара позволяет повысить КПД паровых турбин на 2,5% с одновременным увеличением их мощности. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Применение методов электролиза на тепловых электростанциях в часы провала нагрузки позволяет решить ряд важных проблем, связанных с развитием водородной энергетики. Основным шагом для преобразования избыточной электроэнергии в водород является модернизация существующего технологического оборудования ТЭС с внедрением системы P2G. Получаемый водород является наиболее перспективным источником тепловой энергии для высокотемпературного перегрева пара в энергоустановках. Его применение позволит не только повысить КПД паротурбинного цикла, но и обеспечить экономичность и экологичность производства электроэнергии.
Ключевые слова: водородное топливо тепловые электростанции; электролиз, система P2G; структура затрат; промежуточный перегрев пара; экологичность, экономичность.
Для цитирования: Лисин Е.М., Паршина А.С., Замешаева И.С., Мусаева Д.Э. Технико-экономические аспекты производства и использования водорода на тепловых электростанциях // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №2 (54). С. 120-133.
TECHNICAL AND ECONOMIC ASPECTS OF PRODUCTION AND USE OF HYDROGEN FUEL AT THERMAL POWER PLANTS
EM. Lisin, AS. Parshina, IS. Zameshaeva, DE. Musaeva
National Research University Moscow Power Engineering Institute, Russia, Moscow
Abstract: THE PURPOSE. Development and study of a model for the production and use of hydrogen fuel at thermal power plants based on the P2G system. METHODS. Methodology for using surplus electricity from a thermal power plant for hydrogen production. Methodology for using hydrogen to increase the efficiency of thermal power plants. RESULTS. In accordance with the considered calculation method and the given production and technical characteristics of the P2G electrolysis plant, the maximum electricity consumption by the P2G system required for the full capacity of hydrogen production (30 Nm3/h) was Emax = 2,929.5 kW. The capital and operating costs for the installation and operation of the considered P2G system are estimated. It is shown that the use of hydrogen produced from the P2G system for reheating of steam makes it possible to increase the efficiency of steam turbines by 2.5% with a simultaneous increase in their power. CONCLUSION. The use of electrolysis methods at thermal power plants during load dip hours allows solving a number of important problems associated with the development of hydrogen energy. The main step for converting excess electricity into hydrogen is the modernization of the existing technological equipment of TPPs with the introduction of the P2G system. The resulting hydrogen is the most promising source of thermal energy for high-temperature superheating of steam in power plants. Its application will not only increase the efficiency of the steam turbine cycle, but also ensure the efficiency and environmental friendliness of electricity production.
Keywords: hydrogen fuel; thermal power plants; electrolysis; P2G system; cost structure; reheating of steam; environmental friendliness; economy.
For citation: Lisin EM, Parshina AS, Zameshaeva IS, Musaeva DE. Technical and economic aspects of production and use of hydrogen fuel at thermal power plants. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14;2(54): 120-133.

АНАЛИЗ ЗАНЯТОСТИ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ СЕКТОРЕ ЭКОНОМИКИ РЕГИОНА
Чиркова1 И.Г., Бережной2 К.М.
1Новосибирский государственный технический университет, г. Новосибирск, Россия
2Новосибирский филиал ООО «Сибирская генерирующая компания» г. Новосибирск, Россия
Резюме: ЦЕЛЬ. Определить особенности использования трудовых ресурсов в зависимости от применяемых технологий в энергетическом секторе на современном этапе во взаимосвязи с общими тенденциями формировании занятости работников в экономике регионов. МЕТОДЫ. При проведении исследования использовались системный и функциональный подходы, аналитический и расчетно-конструктивный методы. На основе информации Росстата, Всемирного банка (World Bank), Международного агентства по возобновляемой энергетике (IRENA), годовой отчетности региональных энергокомпаний, научных трудов отечественных и зарубежных ученых проведен логический и статистический анализ данных по функционированию трудовых ресурсов в энергетическом секторе. РЕЗУЛЬТАТЫ. Представлена оценка объема трудовых ресурсов, обеспечивающих функционирование энергетического сектора, в структуре занятости населения регионов Сибири. Приведены данные сравнительного анализа затрат труда при использовании технологий возобновляемой и традиционной энергетики. Рассмотрена деятельность корпоративной энергетической структуры, которая состоит из подразделений, занимающихся производством электрической и тепловой энергии, транспортировкой теплоносителя потребителям, сбытом тепловой энергии, горячей воды и пара потребителям, инжинирингом, ремонтом. На примере данной корпорации установлена зависимость между созданием прямых и косвенных рабочих мест. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Инвестирование и рост энергетического сектора необходимо планировать с учетом влияния используемых технологий на уровень занятости работников, а также соотношения количества прямых и косвенных рабочих мест, создаваемых при реализации новых проектов.
Ключевые слова: энергетическая политика; традиционная энергетика; возобновляемая энергетика; тепло- и электрогенерация; отраслевая занятость; прямые и косвенные рабочие места.
Для цитирования: Чиркова И.Г., Бережной К.М. Анализ занятости в энергетическом секторе экономики региона // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №2 (54). С. 134-141.
ANALYSIS OF EMPLOYMENT IN THE ENERGY SECTOR REGIONAL ECONOMIES
I.G. Chirkova1, K.M. Berezhnoy2
1Novosibirsk state technical University, Novosibirsk, Russia.
2Novosibirsk branch LLC «Siberian Generating Company», Novosibirsk, Russia
Abstract: THE PURPOSE. To determine the features of the use of labor resources depending on the technologies used in the energy sector at the present stage in connection with the general trends in the formation of employment of workers in the economy of the regions. METHODS. The study used system and functional approaches, analytical and computational-constructive methods. Based on information from Rosstat, the World Bank, the International Renewable Energy Agency (IRENA), annual reports of regional energy companies, scientific papers of domestic and foreign scientists, a logical and statistical analysis of data on the functioning of labor resources in the energy sector was carried out. RESULTS. The estimation of the volume of labor resources ensuring the functioning of the energy sector in the structure of employment of the population of the regions of Siberia is presented. The data of a comparative analysis of labor costs when using renewable and traditional energy technologies are presented. The activity of a corporate energy structure consisting of divisions engaged in the generation of electric and heat energy, transportation of heat carrier to consumers, sale of heat energy, hot water and steam to consumers, engineering, repair is considered. Using the example of this corporation, the relationship between the creation of direct and indirect jobs has been established. CONCLUSION. Investments and growth of the energy sector should be planned taking into account the impact of the technologies used on the level of employment of employees, as well as the ratio of the number of direct and indirect jobs created during the implementation of new projects.
Keywords: energy policy; traditional energy; renewable energy system; heat and power generation; sectoral employment; direct and indirect jobs.
For citation: I.G. Chirkova, K.M. Berezhnoy. Analysis of employment in the energy sector regional economies. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14; 2(54): 134-141.