1. ELARTU — Інституційний репозитарій ТНТУ імені Івана Пулюя
  2. Роботи студентів
  3. Магістр
  4. 151 — автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології
Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/43356
Назва: Розробка та дослідження автоматизованої системи керування вітровою електростанцією
Інші назви: Automated control system development and study for a wind power plant
Автори: Кравчук, Михайло Олегович
Лехняк, Віктор Павлович
Kravchuk, Mykhailo
Lekhniak, Viktor
Приналежність: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, кафедра комп'ютерно-інтегрованих технологій
Бібліографічний опис: Кравчук М.О., Лехняк В.П. Розробка та дослідження автоматизованої системи керування вітровою електростанцією : кваліфікаційна робота магістра за спеціальністю „151 — автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології“ / М.О. Кравчук, В.П. Лехняк. — Тернопіль : ТНТУ, 2023. — 78 с.
Дата публікації: 27-гру-2023
Дата внесення: 3-січ-2024
Видавництво: Тернопіль, ТНТУ
Країна (код): UA
Місце видання, проведення: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
Науковий керівник: Тотосько, Олег Васильович
Totosko, Oleh
Члени комітету: Дмитрів, Олена Романівна
Dmytriv, Olena
УДК: 004.5
Теми: 151
автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології
контролер
автоматичний контроль
електростанція
моделювання
вітер
controller
power plant
wind
automatic control
simulation
Кількість сторінок: 78
Короткий огляд (реферат): Кравчук М.О., Лехняк В.П. Розробка та дослідження автоматизованої системи керування вітровою електростанцією: кваліфікаційна робота магістра за спеціальністю «151 — Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології» М.О. Кравчук – Тернопіль: ТНТУ, 2023. – 78 с. У роботі було розроблено автоматизовану систему керування вітровою електростанцією на базі SCADA системи. Для досягнення поставленої мети було проаналізовано всі аспекти роботи вітрової станції. Описано всі параметри роботи системи керування, розглянуто всі сучасні інновації, які використовуються для оптимізації процесу роботи вітрової станції. Для системи було розроблено алгоритм роботи, описано всі режими як стаціонарні так і аварійні. Результати роботи дозволять інженерам більш якісно обирати обладнання та алгоритми роботи для побудови ефективних вітрових електростанцій. Kravchuk M., Lekhniak V. Automated control system development and study for a wind power plant: magister thesis "151 — Automation and computer-integrated technologies" Kravchuk Mykhailo - Ternopil: TNTU, 2023. - 73 p. The work developed an automated wind power plant control system based on the SCADA system. To achieve the goal, all aspects of the wind station's operation were analyzed. All operating parameters of the control system are described, all modern innovations used to optimize the wind station operation process are considered. An operation algorithm was developed for the system, all modes, both stationary and emergency, were described. The results of the work will allow engineers to better choose equipment and work algorithms for building efficient wind power plants.
Опис: Роботу виконано на кафедрі ком’пютерно-інтегрованих технологій Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя Міністерства освіти і науки України Захист відбудеться 27 грудня 2023 р. о 09 .00 годині на засіданні екзаменаційної комісії № 20 у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул.Руська, 56, навчальний корпус №1, ауд. 403
Зміст: ВСТУП 10 1. АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА 12 1.1. Системи SCADA у роботі вітрових електростанцій 12 1.2. Характеристики системи SCADA вітряної електростанції 17 2. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 19 2.1. Керування вітрогенераторною системою за допомогою SCADA 19 2.2. Основні завдання системи керування вітрогенератором 21 2.3.Функціональність системи SCADA вітрової електростанції. 22 2.4. Структура SCADA для вітряної електростанції. 25 3 КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА 27 3.1 Конфігурація мережі даних для системи SCADA 27 3.2. Прилади системи SCADA. 32 3.3. Стандарти вітряних електростанцій, підключених до мережі. 36 3.4. Система керування WPP. 39 3.5. Управління вітровими турбінами. 40 3.6. Сталий контроль. 41 3.7. Управління та керування вітряними електростанціями. 46 4. НАУКОВО-ДОСЛІДНА ЧАСТИНА 48 4.1 Аналіз роботи контролера зовнішнього контуру 48 4.2. Робота WTG зі змінною потужністю. 52 4.2. Робота WTG із постійною потужністю. 53 5. СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА 57 5.1 Моніторинг стану вітрових електростанцій 57 6 БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ, ОХОРОНА ПРАЦІ 64 6.1 Організація охорони праці при експлуатації системи 64 6.2 Розрахунок заземлення 66 6.3. Розрахунок стійкості об’єкта до вибуху газо-повітряної суміші 69 ОСНОВНІ ВИСНОВКИ КВАЛІФІКАЦІЙНОЇ РОБОТИ 71 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 72
URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/43356
Власник авторського права: © Кравчук М.О., Лехняк В.П., 2023
Перелік літератури: 1. Sayed K., Gabbar H.A. Building energy management systems. BEMS. In: Energy conservation in residential, commercial, and industrial facilities, 2018. p 15–81.
2. Sayed K., Gabbar H.A. SCADA and smart energy grid control automation. In: Smart energy grid engineering, 2017.p. 481–514.
3. Ahmed M.A., Eltamaly A.M.. Wireless network architecture for cyber physical wind energy system. IEEE, 2020. р. 40180–40197.
4. Eltamaly A.M., Al-Saud M.S., Abo-Khalil A.G. Dynamic control of a DFIG wind power generation system to mitigate unbalanced grid voltage. IEEE Access, 2020. р. 39091–39103.
5. Tautz-Weinert J., Watson S. Using SCADA data for wind turbine condition monitoring—a review. IET Renew Power Gener 11, 2017. р. 382–394.
6. Sciacca S.C., Block W.R. Advanced SCADA concepts. IEEE Comput Appl Power 8, 1995. р. 23–28.
7. Chan E-K., Ebenhoh H. The implementation and evolution of a SCADA system for a large distribution network. IEEE Trans Power Syst 7, 1992. р. 320–326.
8. Leonardi A., Mathioudakis K., Wiesmaier A., Zeiger F. Towards the smart grid: substation automation architecture and technologies. In: Advances in electrical engineering, 2014. 13 p.
9. Hansen A.D., Sørensen P., Iov F. et al. Centralised power control of wind farm with doubly fed induction generators. Renew Energy 31.7, 2006. р. 935–951.
10. Xie Y., Liu C., Wu Q. Optimized dispatch of wind farms with power control capability for power system restoration. J Mod Power Syst Clean Energy 5, 2017. р. 908–916.
11. Abo-Khalil A.G., Alghamdi A., Tlili I. Current controller design for DFIG-based wind turbines using state feedback control. IET Renew Power Generat 13, 2019. р. 1938–1948.
12. Singh N., Kliokys E., Feldmann H., Kiissel R. Power system modelling and analysis in a mixed energy management and distribution management system. IEEE Trans Power Syst 13, 1988. р. 1938–1948.
13. Noske S., Falkowski D., Swat K., Boboli T. UPGRID project: the management and control of LV network. In: 24th international conference & exhibition on electricity distribution CIRED., 12–15 June 2017, p. 1520–1522.
14. Etherden N., Johansson A.K., Ysberg U., Kvamme K., Pampliega D., Dryden C. Enhanced LV supervision by combining data from meters, secondary substation measurements and medium voltage supervisory control and data acquisition. In: 24th international conference & exhibition on electricity distribution. CIRED., 12–15 June 2017, p. 1089–1093.
15. Sayed K., Gabbar H.A. Supervisory control of a resilient DC microgrid for commercial buildings. Int J Process Syst Eng 4, 2017. р. 99–118.
16. Eltamaly AM, Mohamed YS, El-Sayed A-HM, Elghaffar ANA. Analyzing of wind distributed generation configuration in active distribution network. In: 2019 8th international conference on modeling simulation and applied optimization. ICMSAO. . IEEE, 2019. p. 1–5.
17. Dhiman H.S., Deb D., Muresan V., Balas V.E. Wake management in wind farms: an adaptive control approach. Energies 12, 2019. р. 1247.
18. Ahmed M.A., Pan J-K., Song M., Kim Y-C. Communication network architectures based on ethernet passive optical network for offshore wind power farms. Appl Sci 6, 2016. р. 81.
19. Stancu D.C., Federenciuc D., Golovanov N., Stanescu D. New functionalities of smart grid-enabled networks. In: 24th international conference & exhibition on electricity distribution CIRED., Open Access Proc J 2017, p. 1903–1906.
20. Huang M., Wei Z., Sun G., Zang H. Hybrid state estimation for distribution systems with AMI and SCADA measurements. IEEE Access 7, 2019. р. 120350–120359.
21. Zhao H., Ma L., Yan X., Zhao Y. Historical multi-station SCADA data compression of distribution management system based on tensor tucker decomposition. IEEE Access 7, 2019. р. 124390–124396.
22. Khaled U., Eltamaly A.M., Beroual A. Optimal power flow using particle swarm optimization of renewable hybrid distributed generation. Energies 10.7, 2017. р. 1013.
23. Vera YEG., Dufo-López R., Bernal-Agustín J.L. Energy management in microgrids with renewable energy sources: a literature review. Ap.l Sci 9, 2019 р. 3854.
24. Ahmed M.A., Kang Y.C., Kim Y-C. 2015. Modeling and simulation of ICT network architecture for cyber-physical wind energy system. In: IEEE international conference on smart energy grid engineering. SEGE. , Oshawa, Canada, 2015. р. 32-46
25. Goraj M., Epassa Y., Midence R., Meadows D. Designing and deploying ethernet networks for offshore wind power ap.lications—a case study. In: 10th IET international conference on developments in power system protection. DPSP 2010. . Managing the change, 2010. p. 84.
26. Li P., Song Y., Li D., Cai W., Zhang K.. Control and monitoring for grid-friendly wind turbines: research overview and suggested ap.roach. IEEE Trans Power Electron 30, 2015. р. 1979– 1986.
27. Yang J.M., Cheng K.W.E., Wu J., Dong P., Wang B. The study of the energy management system based-on fuzzy control for distributed hybrid wind-solar power system. In: Proceedings of first international conference on power electronics systems and ap.lications, 2004. p. 113–117.
28. Eltamaly A.M., Farh HM. Smart maximum power extraction for wind energy systems. In: 2015 IEEE international conference on smart energy grid engineering. SEGE. . IEEE, 2015.p. 1–6
29. Abo-Khalil AG, Alghamdi AS, Eltamaly AM, Al-Saud MS, Praveen RP, Sayed K. Design of state feedback current controller for fast synchronization of DFIG in wind power generation systems. Energies 12.12, 2019. 2427.
30. Abo-Khalil AG, Alyami S, Sayed K, Alhejji A. Dynamic modeling of wind turbines based on estimated wind speed under turbulent conditions. Energies 12.10, 2019. р. 117-126.
31. Sayed K., Abdel-Salam M. Dynamic performance of wind turbine conversion system using PMSG-based wind simulator. Electri Eng J 99, 2017. р. 431–439.
32. Sayed K., Gabbar H. Smart distribution system Volt/VAR control using the intelligence of smart transformer. In: Proceedings of the 4th IEEE international conference on smart energy grid engineering SEGE, 2016. p. 52–56
33. Abdel-Salam M., Ahmed A., Ziedan H., Sayed K., Amery M., Swify M. A solar-wind hybrid power system for irrigation in Toshka area. In: IEEE Jordan conference on ap.lied electrical engineering and computing technologies AEECT, Amman, Jordan, 2011. p. 38–43.
34. Sayed K., Kassem A.M., Aboelhassan I., Aly A.M., Abo-Khalil A.G. Role of supercapacitor energy storage in DC microgrid. In: 1ST international conference on electronic engineering Iceem 2019, Egypt, 7–8 December 2019. р. 23-32.
35. Sayed K., Kassem A.M., Aboelhassan I., Aly A.M. Energy management and control strategy of DC microgrid including multiple energy storage systems. In: 21st international Middle East power systems conference. MEPCON. Tanta University, Egypt, 2019. р. 38-43.
36. Praveen R.P., Therattil J., Jose J., Abo-Khalil A., Alghamdi A., Bindu G.R., Sayed K. Hybrid control of a multi area multi machine power system with FACTS devices using non-linear modelling. IET Generat Trans Distrib 14.10, 2020. р. 1993–2003.
37. Sayed K., Abo-Khalil A.G., Alghamdi A.S. Optimum resilient operation and control DC microgrid based electric vehicles charging station powered by renewable energy sources. Energies 12, 2019. р. 4240.
38. Wang K-S, Sharma V.S,. Zhang Z-Y. SCADA data based condition monitoring of wind turbines. Adv Manuf 2, 2014. р. 61–69.
39. Kusiak A., Li W. The prediction and diagnosis of wind turbine faults. Renew Energy 36, 2011. р. 16–23.
40. Eltamaly A.M., Alolah A.I., Farh H.M., Arman H. Maximum power extraction from utility- interfaced wind turbines. New Develop Renew Energy , 2013. р. 159–192.
41. Zhang Z., Kusiak A. Monitoring wind turbine vibration based on SCADA data. J Sol Energy Eng 134, 2012. р. 021004.
42. Elnozahy A., Sayed K., Bahyeldin M. Artificial neural network based fault classification and location for transmission lines. In: 2019 IEEE conference on power electronics and renew- able energy. CPERE. , Aswan City, Egypt, 2019. p. 140–144.
43. Dempsey P.J., Sheng S. Investigation of data fusion ap.lied to health monitoring of wind turbine drivetrain components. Wind Energy 16.4, 2013 р. 479–489.
44. Eltamaly A.M., Khan A.A. Investigation of DC link capacitor failures in DFIG based wind energy conversion system. Trends Electri Eng 1.1, 2011. р. 12–21.
45. Wilkinson M., Darnell B., Harman K. Presented at EWEA 2013 annual comparison of methods for wind turbine condition monitoring with SCADA data. EWEA 2013 annual event, Vienna, 2013. p. 4–7.
46. Schlechtingen M., Ferreira Santos I. Comparative analysis of neural network and regres- sion based condition monitoring ap.roaches for wind turbine fault detection. Mech Syst Signal Process 25, 2011. р. 1849–1875.
47. Pandit R., Infield D.. SCADA—based wind turbine anomaly detection using Gaussian process models for wind turbine condition monitoring purposes. IET Renew Power Generat 12. 11. URL : https://doi.org/10.1049/iet-rpg.2018.0156/
48. Mokryani G., Siano P., Piccolo A., Cecati C. A novel fuzzy system for wind turbines reactive power control conference paper. In: Proceedings of IEEE international conference on fuzzy systems, Taipei, Taiwan, 27–30 June 2011. р. 236-244.
49. А.Г. Микитишин, М.М. Митник, П.Д. Стухляк, В.В. Пасічник Комп’ютерні мережі. Книга 1. [навчальний посібник] (Лист МОНУ №1/11-8052 від 28.05.12р.) - Львів, "Магнолія 2006", 2013. – 256 с.
50. А.Г. Микитишин, М.М. Митник, П.Д. Стухляк, В.В. Пасічник Комп’ютерні мережі. Книга 2. [навчальний посібник] (Лист МОНУ №1/11-11650 від 16.07.12р.) - Львів, "Магнолія 2006", 2014. – 312 с.
51. Микитишин А.Г., Митник, П.Д. Стухляк. Комплексна безпека інформаційних мережевих систем: навчальний посібник – Тернопіль: Вид-во ТНТУ імені Івана Пулюя, 2016. – 256 с.
52. Микитишин А.Г., Митник М.М., Стухляк П.Д. Телекомунікаційні системи та мережі : навчальний посібник для студентів спеціальності 151 «Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології» – Тернопіль: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2017 – 384 с.
53. Тотосько О.В. Введення в комп’ютерну графіку та дизайн : Навчальний посібник для студентів спеціальності 174 «Автоматизація, комп’ютерно-інтегровані технології та робототехніка» / Укладачі : О.В. Тотосько, П.Д. Стухляк, А.Г. Микитишин, В.В. Левицький, Р.З. Золотий – Тернопіль : ФОП Паляниця В.А., 2023 – 304 с. ISBN 978-617-7875-60-3
54. Пилипець М. І. Правила заповнення основних форм технологічних документів : навч.-метод. посіб. / Уклад. Пилипець М. І., Ткаченко І. Г., Левкович М. Г., Васильків В. В., Радик Д. Л. Тернопіль : ТДТУ, 2009. 108 с. https://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/42995.
Тип вмісту: Master Thesis
Розташовується у зібраннях:151 — автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології

Файли цього матеріалу:
Файл Опис РозмірФормат 
Mahisterska_robota_Kravchuk_M_ Lekhniak_V_2023.pdfКваліфікаційна робота магістра1,55 MBAdobe PDFПереглянути/відкрити
Avtorska_dovidka_Kravchuk_M_ Lekhniak_V_2023.pdfАвторська довідка598,73 kBAdobe PDFПереглянути/відкрити
Показати повний опис матеріалу Перегляд статистики


Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищені авторським правом, всі права збережені.

Інструменти адміністратора