"Дослідження використання новітніх пристроїв для забезпечення динамічної стійкості енергосистем"

Get Started. It's Free
or sign up with your email address
Rocket clouds
"Дослідження використання новітніх пристроїв для забезпечення динамічної стійкості енергосистем" by Mind Map: "Дослідження використання новітніх пристроїв для забезпечення динамічної стійкості енергосистем"

1. Мета дослідження

1.1. Розробка математичних моделей і відповідних розрахункових методів дослідження надпровідних тороїдальних магнітних систем та наукове обґрунтування застосування механічних утримуючих елементів всередині тороїдального об’єму для покращення параметрів надпровідних індуктивних накопичувачів електроенергетичного призначення

1.1.1. Предмет дослідження:

1.1.2. Магнітні поля та параметри надпровідних магнітних систем з механічними утримуючими елементами всередині тороїдального об’єму.

2. Об'єкт дослідження

2.1. Надпровідні магнітні системи з великою енергоємністю.

3. Порядок виконання

3.1. Розробити математичні моделі і відповідні розрахункові методи дослідження надпровідних тороїдальних магнітних систем різних конфігурацій, які дозволяють розміщувати елементи механічної утримуючої системи всередині тороїдального об’єму.

3.2. На основі аналітичних, чисельних та асимптотичних методів розрахунку дослідити магнітні поля, енергетичні та силові характеристики нових конфігурацій магнітних систем та порівняти їх параметри між собою та з існуючими системами з бандажем навколо котушок О- та D-подібних форм.

3.3. Проаналізувати вплив кількості котушок та розмірів їх перерізу на розподіл полів, значення силових, енергетичних та масогабаритних параметрів надпровідних тороїдальних систем в залежності від накопиченої енергії магнітного поля і властивостей надпровідного матеріалу.

3.4. Провести порівняння точності і ефективності використання аналітичних, чисельних та асимптотичних методів дослідження полів та характеристик надпровідних магнітних систем.

3.5. Визначити необхідну енергоємність та масогабаритні параметри індуктивних накопичувачів з утримуючою системою всередині тороїдального об’єму як елемента електроенергетичної системи для демпфування нерегулярної низькочастотної складової перетоку потужності в широкому діапазоні частот навантаження.

4. Аналіз проведення робіт

4.1. . Обґрунтовано необхідність розробки нових математичних моделей і відповідних розрахункових методів дослідження надпровідних тороїдальних магнітних систем електроенергетичного призначення, які дозволяють, на відміну від термоядерних установок з магнітним утриманням високотемпературної плазми, розміщувати елементи механічної утримуючої системи всередині тора.

4.1.1. . Встановлено, що для тороїдальних магнітних систем з обмеженою кількістю надпровідних котушок безрозмірні параметри (ті, що характеризують вплив конфігурації магнітної системи на максимальну величину магнітного поля, енергетичні і силові характеристики, і на масогабаритні параметри) лише наближено з певною похибкою є незалежними від загальної накопиченої енергії поля і властивостей надпровідної обмотки − допустимих максимальних значень індукції та густини струму. Дослідження впливу енергії магнітного поля на величину безрозмірних параметрів показало, що в широкому діапазоні енергоємності пристроїв, призначених для використання в електроенергетиці, зміна величини безрозмірних параметрів не перевищує 10 %, що свідчить про можливість використання з певною похибкою ідеалізованої моделі і при врахуванні кількості та реальних розмірів перерізу котушок

4.2. 2. На основі використання розробленої ідеалізованої математичної моделі надпровідної обмотки у вигляді тороїдальної струмової поверхні отримано аналітичні вирази для розподілу магнітних полів і сил, величини енергетичних та масогабаритних параметрів і встановлено, що найменші радіальні розміри та об’єм механічної утримуючої системи мають надпровідні тороїди з котушками рейстрекової форми, які за об’ємом надпровідника наближаються до теоретичного мінімуму систем з безмоментними D-подібними котушками.

4.2.1. За допомогою розроблених алгоритмів і програм розрахунку на основі асимптотичних методів визначено, що індукція магнітного поля нерівномірно розподілена по перерізу і в області розташованій ближче до осі тора має набагато менші значення порівняно з допустимим для вибраного матеріалу надпровідника. Тому доцільно обмотку використовувати з декількох частин, причому густина струму надпровідника зовнішньої частина може бути збільшена, що приведе до зменшення загального об’єму і маси надпровідника та покращить масогабаритні показники індуктивного накопичувача. 8. Досліджено, що окрім визначених раніше напрямків можливого використання індуктивних накопичувачів в електроенергетиці, ефективним є його використання як елемента електроенергетичної системи для демпфування нерегулярної низькочастотної складової перетоку потужності не тільки для окремих домінантних частот, але й в широкому діапазоні частот навантаження. Показано, що в результаті застосування надпровідного накопичувача некомпенсованими залишаються лише коливання потужності з характерним періодом, що відповідає обраному часу згладжування і частотою, яка не є небезпечною для виникнення аварійних режимів. Отримані на підставі знайдених енергоємностей

4.2.1.1. накопичувачів основні конструктивні показники надпровідної магнітної системи з утримуючими елементами всередині тороїдального об’єму показали технічну можливість застосування запропонованих конфігурацій систем. 9. Результати досліджень і розробок нових конфігурацій надпровідних тороїдальних магнітних систем з утримуючими елементами всередині тороїдального об’єму з великою енергоємністю передано і прийнято для технічного використання у Національному науковому центрі «Харківський фізико-технічний інститут», за визначенням якого нове застосування надпровідних індуктивних накопичувачів дасть поштовх для розвитку цілої низки сучасних енергетичних пристроїв, розробки нової технології в галузі електроенергетики – це складає наукову і практичну спрямованість подальших досліджень.

4.3. 3. Доведено, що загальне співвідношення між безрозмірними параметрами теореми віріалу, пов’язаними з об’ємами матеріалів утримуючої системи, що зазнають механічних напруг розтягу і стиску, виявляється справедливим не тільки для тороїдальних магнітних систем з бандажем, а поширюється і на магнітні конфігурації з елементами утримуючої системи всередині тороїдального об’єму.

4.3.1. . Встановлено, що для тороїдальних магнітних систем з обмеженою кількістю надпровідних котушок безрозмірні параметри (ті, що характеризують вплив конфігурації магнітної системи на максимальну величину магнітного поля, енергетичні і силові характеристики, і на масогабаритні параметри) лише наближено з певною похибкою є незалежними від загальної накопиченої енергії поля і властивостей надпровідної обмотки − допустимих максимальних значень індукції та густини струму. Дослідження впливу енергії магнітного поля на величину безрозмірних параметрів показало, що в широкому діапазоні енергоємності пристроїв, призначених для використання в електроенергетиці, зміна величини безрозмірних параметрів не перевищує 10 %, що свідчить про можливість використання з певною похибкою ідеалізованої моделі і при врахуванні кількості та реальних розмірів перерізу котушок

5. Статті і корисна інформація

5.1. http://www.ela.kpi.ua/bitstream/123456789/24184/1/PUMb_2018_Proceedings_p255-257.pdf

5.1.1. http://pgp-journal.kiev.ua/archive/2018/4/4_2018.pdf#page=86

5.2. http://dspace.pdaa.edu.ua:8080/bitstream/123456789/3984/1/Класифікація%20видів%20енергії%20в%20процесі%20виробництва%20продукції%20рослинництва.pdf

5.3. http://www.ela.kpi.ua/bitstream/123456789/25606/1/Todurov_magistr.pdf

5.4. http://journals.khnu.km.ua/vestnik/pdf/ekon/pdfbase/2019/VKNU-ES-2019-N1.pdf#page=174

6. Використані джерела

6.1. Google

6.1.1. Вікіпедія

6.1.1.1. Яндекс

6.2. Google Академія

7. Висновки по виконаній роботі

7.1. 9. Результати досліджень і розробок нових конфігурацій надпровідних тороїдальних магнітних систем з утримуючими елементами всередині тороїдального об’єму з великою енергоємністю передано і прийнято для технічного використання у Національному науковому центрі «Харківський фізико-технічний інститут», за визначенням якого нове застосування надпровідних індуктивних накопичувачів дасть поштовх для розвитку цілої низки сучасних енергетичних пристроїв, розробки нової технології в галузі електроенергетики – це складає наукову і практичну спрямованість подальших досліджень.