Одним из перспективных направлений дальнейших разработок методических вопросов исследования и обеспечения надежности энергетических систем является рассмотрение интегрированных энергетических систем. Это обусловлено необходимостью адекватного отображения их совместного функционирования. Ранее авторами были предложены нескольких методических подходов — «поузловой», «системный» и «оценочный» — для оценки балансовой надежности электроэнергетической системы при её совместной работе с газоснабжающей системой. При этом рассматривались газоснабжающие системы только высокого давления (упрощенный расчет). Целью данной работы являлось рассмотрение не только газоснабжающих систем высокого давления, но и учет влияния систем газоснабжения более низкого давления (уточненный расчет) на балансовую надежность электроэнергетической системы. Такой подход представляется более технологичным и соответствующим реальным условиям функционирования интегрированных энергетических систем. Исследования проводились на основе «поузлового» подхода, эталонный расчет которого является наиболее точным. Применялись методы теории вероятностей и математичекой статистики: частная теорема о повторении опытов (формула Бернулли), расчет законов распределения вероятностей, теоремы сложения и умножения вероятностей. Проведен сравнительный анализ эталонных расчетов балансовой надежности электроэнергетической системы при упрощенной и уточненных схемах соединения в газоснабжающей системе (рассматривалось два случая: высоконадежная система газоснабжения более низкого давления и малонадежная). Расчеты проводились на условном примере энергоснабжающей системы. Для оценки надежности покрытия нагрузки интегрированных систем необходимо учитывать технологические особенности рассматриваемых систем и структурную схему их соединений, а также точность получаемых результатов и сложность поиска и подготовки исходных данных для соответствующей модели исследования.

Описаны результаты работы над созданием нейронных сетей, вычисляющих технико-экономические показатели теплофикационной турбоустановки с паровой турбиной типа ПТ-60-130/13 при работе в широком диапазоне возможных режимов. В соответствии с поставленными задачами сформулированы рекомендации по подготовке обучающих выборок данных. Определены входные и выходные параметры конденсационного и теплофикационного режимов работы паровой турбины.
Представлены результаты исследований по определению наиболее оптимальной архитектуры нейронных сетей для вычисления энергетических характеристик паровых турбоустановок теплофикационного типа ПТ-60-130/13. Сведены в таблицу результаты вычислений среднеквадратичных ошибок вычислений нейронных сетей от результатов расчетов, выполненных с помощью верифицированной компьютерной модели турбоустановки типа ПТ-60-130/13.
Построены графики зависимости удельного расхода тепла на выработку электрической энергии от мощности турбоустановки типа ПТ-60-130/13 для конденсационного и теплофикационного режимов работы с помощью нейронных сетей. Сформулирован вывод о возможности использования нейронных сетей для разработки энергетических характеристик и нормативной документации по топливоиспользованию оборудования тепловых электрических станций.

Рассмотрены вопросы численного моделирования гидродинамики фонтанирующего топливного слоя в топке котла, работающего на твердом топливе. Твердотопливные котлы широко используются в энергетике РФ, и в прогнозируемые сроки доля угольной генерации также продолжит оставаться значимой, ввиду чего исследование эффективности теплотехнических и гидродинамических процессов, обеспечивающих реализацию чистых угольных технологий, является актуальной задачей на сегодня и в долгосрочной перспективе. Представлены основные этапы численного моделирования гидродинамики фонтанирующего слоя: постановка задачи с выбором граничных и исходных («начальных») условий, методы решения уравнений Навье-Стокса, неразрывности для потока воздуха, уравнения Ньютона и диффузии для частиц. В расчетах использована модель турбулентности k-omega, описываемая с помощью уравнений для переменных k (кинетическая энергия турбулентности) и omega (удельная скорость диссипации k). Проведен сравнительный анализ экологических преимуществ и недостатков существующих способов сжигания низкосортного угля в схемах с внутрицикловой газификацией (ВЦГ). Показаны преимущества и сложности перехода к конструкциям с ЦКС в фонтанирующем режиме. Выполнено численное моделирование холодного фонтанирующего слоя посредством инжекции частиц, представлен набор исходных настроек и граничных условий, выполнена проверка адекватности полученных результатов по гидродинамическим характеристикам изотермического процесса. Полученные результаты позволяют перейти к следующим этапам с неизотермическими моделями и с учетом теплообмена и реакций горения в фонтанирующем слое угля. Уточнение физической модели в дальнейшем с применением современных вычислительных методов исследования процессов горения позволит достичь более точных и надежных результатов и обеспечить их корректное масштабирование.

Рассмотрена схема внутреннего теплоснабжения жилых зданий с независимым присоединением системы отопления к наружным теплосетям и подключением подогревателя системы ГВС по параллельной одноступенчатой схеме, обеспечивающая надежность теплоподачи и необходимую комфортность в помещениях за счет несвязанного регулирования отпуска теплоты на отопление, вентиляцию и ГВС при колебаниях водоразбора. Построена и исследована математическая модель, описывающая нестационарные режимы работы подогревателей системы ГВС в условиях реализации данной схемы. Проведены расчеты с использованием указанной модели, включающие численное моделирование на ЭВМ с применением метода Монте-Карло. Установлено, что в этом случае снижением среднего коэффициента теплопередачи подогревателя системы ГВС вследствие колебаний расхода сетевой воды вслед за суточным изменением водопотребления на ГВС можно пренебречь, поскольку это уменьшение лежит в пределах обычной погрешности инженерного расчета, несмотря на то, что данный коэффициент зависит от расхода нелинейным образом, и его рост за период повышенного водоразбора на ГВС не полностью компенсирует снижение во время сокращения водопотребления. Одновременно доказано, что при характерном числе единиц переноса теплоты в подогревателе системы ГВС, отнесенном к нагреваемому потоку, общее количество передаваемой теплоты может снижаться достаточно заметно, на величину от 10 до 12 процентов, однако при рациональном выборе типоразмера подогревателя такое снижение оказывается в пределах, допускаемых применяемыми коэффициентами запаса при определении поверхности теплообмена.

Рассматривается важное направление в области солнечной энергетики, фокусируясь на применении гидропривода в солнечных трекерах большой мощности. В контексте актуальности экологических проблем и стремления к энергоэффективности исследуется роль солнечных трекеров в повышении производительности солнечных электростанций. Представляется анализ современных тенденций в области гидропривода, выделяя перспективы его применения. Выполнен анализ направлений совершенствования приводов солнечного трекера. Гидравлический привод трекера рассмотрен как объект регулирования. Определены возмущающие нагрузки различного вида, действующие в процессе изменения положения трекера. Выявлена основная нагрузка, действующая на привод трекера — позиционная, вызванная газодинамическим воздействием набегающего на плоскость трекера ветрового потока или неоднозначностью поведения снежно-ледяного покрова. Определено, что инерционная нагрузка при повороте трекера большой мощности оказывает существенное влияние на силы трения в узлах крепления механизмов шарнирных опор. Рассмотрены варианты реализации новых схемных решений гидропривода трекера. Используя информацию с датчиков перемещения штоков гидродвигателей привода положения трекера, датчика положения солнца, управляющий электронный модуль осуществляет позиционирование платформы солнечного трекера за счет подачи управляющих сигналов на электрогидрораспределители привода. Гидромеханические регуляторы насоса осуществляют подстройку характеристик системы под случайное изменение внешних нагрузок на трекер. Разработана математическая модель гидропривода трекера базовой схемы. Цифровая модель привода трекера предназначена для оптимизации работы гидропривода, учитывает различные факторы, такие как инерция, вязкое демпфирование, гидравлические потери, нелинейности системы, тепловые потери, эластичность элементов и воздействие внешних факторов. Полученные результаты подчеркивают эффективность и точность системы управления, делая гидропривод важным элементом в развитии чистой и эффективной энергетики.

Процессы конденсации нашли широкое распространение в различных отраслях промышленного производства и, в частности, в электроэнергетике, где по данным экспертов отвод теплоты в термодинамических циклах паротурбинных установок (ПТУ), работающих в составе комбинированных парогазовых установок (ПГУ) и автономно, в XXI веке будет осуществляться, в основном, в воздухохлаждаемых конденсаторах (ВК). Вместе с тем, использование ВК в составе паротурбинных установок, эксплуатируемых в климатических условиях, характерных для Российской Федерации (РФ), обусловливает актуальность задач, решение которых направлено на обеспечение их безопасной эксплуатации при отрицательных температурах наружного воздуха. Одной из таких задач является обеспечение продолжительной безопасной эксплуатации ВК, при которой образование льда на внутренней поверхности теплообменных труб сведено к минимуму. Для проведения исследования использовался научно-учебный экспериментальный стенд «Паротурбинный воздухоохлаждаемый конденсатор». В статье представлена совмещенная принципиальная и измерительная схема научно-учебного стенда, а также дано краткое описание конструкции ВК. Определены режимы проведения опытов, а также разработаны методики обработки опытных данных и анализа полученных результатов. В рамках исследования проведены опыты в 18 установившихся режимах работы научно-учебного стенда. При этом значения основных режимных параметров ВК варьировались в следующих пределах: температура охлаждающего воздуха на входе в ВК — от минус 11,5°C до минус 1,8°C; кратность охлаждения — от 176 до 790. Относительное массовое содержание воздуха в паре изменялось от 0,051% до 0,12%. Выполнен анализ полученных опытных данных, на основе которого установлена зависимость, позволяющая для различных отрицательных значений температур охлаждающего воздуха на входе в ВК определить наибольшее значение кратности охлаждения, при котором возможна его продолжительная безопасная эксплуатация. Приведен алгоритм использования полученной зависимости.

На специализированной испытательной установке — высоковольтном генераторе Маркса, позволяющей формировать искровой разряд длиной до 20 метров, моделируется процесс воздействия радиоизлучения молнии в СВЧ диапазоне на летательный аппарат (ЛА). Металлическая модель ЛА в масштабе 1:50 размещалась в искровом промежутке стержень – плоскость длиной 9 м. На высоковольтный электрод от генератора подавался положительный импульс напряжения (фронт 100 мкс, длительность 7500 мкс). Формируемый искровой разряд проходил через модель ЛА. Получено, что при прохождении канала искры через корпус модели возникают в том числе, электромагнитные импульсы СВЧ диапазона длительностью менее 500 пс и временем фронта менее 100 пс. Измерение возникающих СВЧ импульсов осуществлялось с помощью специальной радиотехнической аппаратуры субнаносекундного диапазона. Скоростная фотосъемка развития разряда, производимая синхронно с электромагнитными измерениями, показала, что импульсы СВЧ диапазона (до 10 ГГц) возникают на стадии развития лидера искрового разряда в части промежутка «высоковольтный электрод – изолированная модель». Такие импульсы могут рассматриваться как фактор, опасный для различных радиотехнических СВЧ систем ЛА при его поражении молнией. А также для иных, в том числе и энергетических объектов, в которых имеется аппаратура с микроэлектроникой. Такие СВЧ импульсы могут возникать также при близких разрядах молнии (например, в молниеприемник электрической подстанции), при возникновении мощной стримерной короны на аппаратах и проводах линий сверхвысокого напряжения), возникновении высоковольтного искрового разряда при срабатывании коммутационной аппаратуры (разъединители, разрядники). При этом возможны нарушения работы аппаратуры управления (например, релейная защита), в которой имеется микроэлектроника, а также различных средств связи, имеющихся на объектах электроэнергетики, работающих в диапазоне СВЧ (более 1 ГГц).

В современных условиях, когда паритетные международные финансово-денежные отношения из традиционных инструментов экономического взаимодействия превращаются в инструменты неоколониального политического давления и шантажа экономически сильных стран на более слабые, все острее понимается необходимость нового общемирового финансового порядка и денежного стандарта, независящего от воли какого-либо Центробанка, но обладающего столь же высоким доверием к его ценности, как современные фиатные валюты. Сегодня мировая экономика ощущает острейшую необходимость существования принципиально новых возможностей рыночного взаимодействия и денежного обмена. Такими инструментами стали криптовалюты — электронные децентрализованные деньги, эмитируемые отдельными частными лицами в специализированных открытых компьютерных сетях посредством трансформации электроэнергии в фиксируемые компьютерные коды. Процесс такой трансформации получил название майнинга, который использует в качестве компьютерного оборудования ASIC-майнеры для получения криптовалюты. Рассмотрено понятие криптовалют и особенности инвестиций в них. Дана характеристика текущего состояния и динамики развития крипторынка. Показаны возможности и методики прогнозирования развития криптовалютного рынка как с использованием классических методов экономического прогнозирования, так и с привлечением принципиально новой методики, основанной на текущей оценке психологического состояния участников крипторынка и их готовности к совершению определенных экономических действий. Дана оценка возможностей инвестирования в майнинг как технологию добычи криптовалют. Описаны необходимые характеристики специального оборудования для майнинга — ASIC-майнеров. Дана оценка перспектив развития криптоэкономики.

Произведен анализ передачи электрической энергии по распределительным электрическим сетям филиала ПАО «Россети Волги» — «Самарским распределительным сетям» за период 2018 – 2022 гг. Рассмотрена структура компании, дана характеристика основных элементов исследуемых электрических сетей, произведена оценка баланса по передаче электрической энергии в сети и из сетей компании. На основе опубликованной в открытой печати информации по уровню аварийности в электрических сетях компании произведена оценка количества аварийных ситуаций, возникших за исследуемый период, оценка продолжительности перерывов электроснабжения потребителей, а также величины недоотпуска электрической энергии, обусловленного этими перерывами. Рассмотрено влияние сезонной составляющей на количество аварийных ситуаций за исследуемый период. На основе данных за 2022 г. произведены анализ основных причин повреждаемости элементов электрических сетей и классификация отказов, рассмотрены их основные характеристики за этот период. Установлено процентное соотношение количества отказов по наиболее характерным причинам к общему количеству отключений за исследуемый период, а также произведена классификация количества аварийных отключений по степени недоотпуска электрической энергии. При выполнении исследования использованы общенаучные методы, численные методы анализа, методы теории электрических цепей. Для визуализации полученных результатов анализа использовались технологии графического редактора MATLAB. Полученные результаты могут представлять интерес для руководителей электросетевых компаний, а также научных работников и инженеров, занимающихся исследованиями в области надежности электроснабжения.

Рассматривается важность международного сотрудничества в контексте обеспечения энергетической безопасности Японии. Разбирается понятие энергетической безопасности и ее важность для суверенитета государства. Анализируется роль международных энергетических отношений в современном мире и выделяются стратегические партнерства, которые Япония развивает для обеспечения устойчивого доступа к ресурсам. Особое внимание уделяется дипломатическим усилиям Японии, направленным на диверсификацию источников энергии, обеспечение технологического обмена и содействие развитию энергетически эффективных решений. Япония исторически рассматривала международное взаимодействие как один из способов решения своих энергетических проблем. Страна является членом многих международных организаций, активно участвует в международных конференциях и инициативах. Япония не только стабильный импортер ресурсов, но и экспортер различных энергетических технологий. Японские электроэнергетические компании работают по всему миру. Каждая из электроэнергетических компаний Японии имеет индивидуальные соглашения с зарубежными компаниями с целью обмена широким спектром информации, такой как производство электроэнергии, распределение и контроль качества. В связи с тем, что Япония не имеет значимой сырьевой базы для развития промышленности и удовлетворения потребностей в энергетике, основным инструментом решения ресурсных проблем страны является выстраивание активных долгосрочных взаимоотношений со странами, богатыми ресурсами. Проведенные исследования показывают, что обеспечение стабильных поставок энергетических ресурсов является краеугольным камнем экономической дипломатии Японии на протяжении многих десятилетий. Подчеркивается важность глобального сотрудничества в области энергетики для обеспечения устойчивого раз- вития и обеспечения национальной энергетической безопасности в условиях современных вызовов и изменений в мировой энергетической парадигме.

Виктор Иванович, Вы являетесь лектором дисциплины «Нагнетатели и тепловые двигатели (НиТД)» в НИУ «МЭИ» на факультете, который сейчас называется «Институт Энергоэффективности и Водородных Технологий (ИЭВТ)» (бывший Промышленно-теплоэнергетический факультет ПТЭФ1). Расскажите, пожалуйста, об этой дисциплине.