Проанализирован парк электроагрегатов электростанций собственных нужд (ЭСН) газовых предприятий, обеспечивающих бесперебойное электроснабжение потребителей электроэнергии при добыче, транспортировке, хранении, распределении и переработке углеводородов. Приведена характеристика их технических параметров, рассмотрены условия эксплуатации и режимы работы. Описаны структурные схемы подключения ЭСН к общей энергосистеме, включая автономный и параллельный режимы, что позволяет учесть специфику их применения с учетом особенностей системы электроснабжения объекта и требований к обеспечению надежности.

Выполнена обработка и анализ статистических данных, характеризующих эксплуатационные параметры парка электроагрегатов ЭСН. Исходная информация включает распределение электроагрегатов по номинальной мощности, длительности эксплуатации и назначению (основные, резервные, аварийные). В выборку вошли газотурбинные, газопоршневые и дизельные электроагрегаты, что позволило рассмотреть различные типы электроагрегатов и провести сравнительный анализ по типу приводного двигателя, диапазону мощностей и условиям эксплуатации.

Анализ распределения электроагрегатов по количеству показал, что подавляющее большинство ЭСН оборудовано одним электроагрегатом, что приводит к снижению надежности электроснабжения за счет увеличения вероятности возникновения отказов. Рост вероятности возникновения отказов связан с тем, что значительная часть электроагрегатов эксплуатируется свыше 20 лет. Данная длительность эксплуатации подчеркивает необходимость своевременного технического обслуживания и модернизации.

Использованный подход обеспечивает основу для формирования рекомендаций по эффективной эксплуатации электрооборудования, оптимизации структуры парка электроагрегатов, планированию ремонтов и модернизации ЭСН на основании фактических показателей работы электроагрегатов ЭСН. Полученные результаты могут быть применены при разработке стратегий развития газовых предприятий для повышения показателей надежности и энергоэффективности электрооборудования, а также снижения эксплуатационных затрат.

Рассмотрен опыт стандартизации КНР в сфере электромагнитной совместимости в рамках Международной электротехнической комиссии (МЭК). Констатируется, что КНР и МЭК имеют длительную историю сотрудничества, однако активный рост влияния начался в начале 2000-х гг., когда Китай начинает возглавлять ряд комитетов и организовывать новые. Проведен анализ деятельности КНР в подкомитете 77А, в рамках которого КНР пока не доминирует по численности представителей и не имеет делегата в руководящем составе. Изложены ключевые стандарты, направленные на обеспечение электромагнитной безопасности и защиту от электромагнитного импульса ядерного взрыва. Описаны ведомства КНР, которые ответственны за имплементацию стандартов: Администрация стандартизации Китая, Национальный технический комитет по стандартизации ЭМС, Министерство промышленности и информационных технологий. Сопоставлены национальные стандарты КНР, основанные на стандарте 61000, и международные нормативы МЭК соответствующей серии. Отмечается, что значительная часть рассматриваемых стандартов МЭК серии 61000 не была имплементирована в КНР (1 – 3, 4 – 23, 4 – 24, 5 – 8, 5 – 9). Дан прогноз о дальнейшей направленности деятельности КНР в области сотрудничества с МЭК по вектору электромагнитной безопасности. Вероятно, что КНР продолжит наращивать свое влияние в организации и попытается войти в управление комитета 77А, чтобы направить процессы международной стандартизации в удобное и выгодное для себя направление. В этих условиях для РФ необходимо активизировать свое влияние в МЭК, чтобы не утратить возможность влиять на процессы в сфере стандартизации в одной из ведущих электротехнических организаций в мире.

Исследована сущность стратегического инновационного развития, выделено несколько основных подходов к объяснению данного феномена в деятельности предприятий — факторный, функциональный, системный, во взаимосвязи с эффективностью — каждый из выделенных подходов определяет «стратегической инновационное развитие» с различных позиций. Выделен наиболее актуальный по мнениям авторов комплексный подход, в соответствии с которым дана авторская трактовка сущности понятия «стратегическое инновационное развитие». Выделены основные особенности стратегического инновационного развития предприятий энергетической сферы, на основании которых определены три вида реализуемых стратегий — стратегия операционной эффективности, стратегия устойчивого развития и стратегия цифровой трансформации. Рассмотрены основные тенденции трубопроводной транспортировки углеводородов в мире, включая анализ динамики протяженности трубопроводов для транспортировки углеводородов в мировом масштабе, проведена оценка тенденций развития нефтепроводной инфраструктуры по регионам мира на основе анализа динамики протяженности проектируемых и находящихся на стадии строительства нефтепроводов, а также динамики объемов инвестиций в реализацию данных проектов. Определены особенности стратегического инновационного развития предприятий трубопроводного транспорта углеводородов на основе изучения опыта зарубежных компаний, рассмотрены компании Китая, США и Канады как наиболее развитые в сфере трубопроводного транспорта углеводородов стран мира. Выявлено, что в рамках реализации стратегии операционной эффективности операторы трубопроводного транспорта углеводородов реализуют проекты разработки и внедрения технологических и процессных инноваций, в рамках реализации стратегии устойчивого развития — проекты инновационных технологий по снижению негативных последствий изменения климата, в рамках стратегии цифровой трансформации — проекты внедрения новаторских цифровых технологий. По результатам проведенного исследования сделан вывод о том, что внедрение стратегического инновационного развития в деятельность операторов трубопроводного транспорта углеводородов ведет к повышению операционной эффективности, достижению целей устойчивого развития и повышения энергетической безопасности.

Тензометрирование лопаток — один из наиболее распространенных методов определения напряженно-деформированного состояния нагруженных элементов турбомашин в различных секторах энергетики. Его применение основывается на использовании специальных измерительных датчиков — тензорезисторов, позволяющих определять частотные и прочностные характеристики на большей части тела лопатки. Тензометрирование с применением тензорезисторов нашло широкое применение в добывающих отраслях, в авиации, а также в стационарной энергетике в связи с простотой использования и высокой точностью измерения. В последнем случаем она применяется для определения характеристик напряженно-деформированного состояния различных нагруженных элементов турбомашин (валов, лопаток и пр.). Однако, перед использованием тензорезисторов необходимо произвести их тарировку, что сопряжено с использованием специально подобранных под эту задачу тарировочных систем.

В современном производстве тензорезисторов немаловажную роль играет определение gauge factor — параметра, позволяющего определять величину изменения сопротивления датчика от изменения его деформации. Его использование отменяет необходимость в проведении тарировки измерительных датчиков, что приводит к упрощению систем измерения и повышению точности получаемых результатов. Для качественного использования gauge factor в работе также необходимо знать факторы, влияющие на точность показаний оборудования.

Рассматривается возможность применения коэффициента Gauge factor для повышения точности тензометрирования нагруженных элементов турбомашин, определяются основные зависимости его величины от факторов окружающей среды и свойств используемых в тензорезисторе материалов. Представлена практическая реализация данного метода с использованием мостовой схемы Уитстона и ее теоретические основы.

При работе опреснительных установок различного принципа действия происходит негативное воздействие на окружающую среду, во-первых, за счет выбросов продуктов сгорания, образующихся в результате сжигания первичного топлива необходимого для энергообеспечения процесса обессоливания, во-вторых, за счет выбросов концентрата, представляющего собой раствор солей и минералов. Решение экологических проблем, связанных с работой опреснительных установок является актуальной задачей. Одним из вариантов ее решения является разработка энергоэффективных установок, в которых рассол упаривается до состояния сухого остатка, представляющего собой продукт коммерциализации. Поскольку при работе опреснительных установок термического типа возникает необходимость отвода теплоты для конденсации водяного пара и подвод тепловой энергии более высокого потенциала для осуществления процесса испарения, то перспективным является встраивание в тепловые схемы опреснителей данного типа трансформаторов теплоты. Разработана тепловая схема газоконтактной опреснительной установки, в которую интегрирован парокомпрессионный трансформатор теплоты (ТТ). Выполнено исследование влияния типа рабочего агента на показатели эффективности работы ТТ в составе опреснительной установки, проанализированы различные энергоносители ТТ. Наибольший коэффициент трансформации при наименьшем энергопотреблении компрессора достигается при работе установки на рабочем агенте R600а. Рассчитаны основные показатели работы ТТ для различных температур барботажа и осушки паровоздушной смеси. Определено распределение потока рабочего агента между конденсаторами ТТ. Установлено, что наиболее эффективный режим работы установки наблюдается при высоте теплоподъема 15°С, разработанное техническое решение для ТТ на изобутане эффективно при солености морской воды, поступающей в установку, не превышающей 20 г/л.

Представлен анализ влияния характеристик эжекторов и их количества на вакуум в конденсаторе паровой турбины. Проведен анализ результатов промышленных испытаний 12 эжекторных групп различных ПТУ. На основании проведенного анализа введена новая величина — показатель качества эжекторной группы K_эг , которая зависит от объемной и массовой производительности эжекторной группы, а также величины присосов воздуха в вакуумную систему конденсационной установки.  Выявлена линейная взаимосвязь между показателем качества эжекторной группы K_эг  и относительным приростом давления в конденсаторе δP. Установлено, что при значении K_эг ≈ 2,8 и более давление в конденсаторе не зависит от количества включенных эжекторов. Рассчитаны коэффициенты уравнения аппроксимирующей прямой зависимости показателя качества эжекторной группы K_эг  от относительного прироста давления в конденсаторе δP. Рассчитан показатель качества эжекторной группы K_эг  для 33 различных эжекторных групп действующих ПТУ с заводскими характеристиками в условиях нормативных и трехкратно превышающих нормативные присосов воздуха. Установлено, что при нормативных присосах воздуха около 94% эжекторных групп имеют значение K_эг  более 2,8, что говорит о высоком запасе их производительности. Показано, что в условиях присосов воздуха, превышающих нормативные в три раза, около 78% всех рассматриваемых ПТУ оказываются в области с K_эг  ниже 2,8. Предложен способ оценки технического состояния эжектора без экспериментального определения его характеристики на сухом воздухе.

Изложены научные подходы к формированию цифровых технологий оценки экономической эффективности и управления рисками энергетического производства на примере малых АЭС на основных стадиях их жизненного цикла (ЖЦ). На основании индексного метода определены показатели эффективности основного технологического оборудования. Показано, что расчет индекса позволяет математически корректно решать задачу оценки эффективности и управления рисками на основных стадиях жизненного цикла станций. Для оценки эффективности принимаемых мер обеспечения безопасности энергетического производства предлагаются методы ее предиктивного анализа и управления этой сферой современного производства. Производственная система эксплуатации сложных технических систем рассматривается в совокупности трех составляющих: основного технологического оборудования, ресурсов и человеческого капитала. Представлена развернутая совокупность факторов влияния на надежность производственной деятельности персонала. В качестве этих факторов приняты опыт, культура безопасности, компетентность и психофизиологическая адаптация. Для оценки рисков используются типовые подходы их расчетов. Это обеспечило высокую достоверность полученных результатов. Использование аппарата нечетких множеств, представленное в статье, позволяет математически корректно решить задачу оптимизации функции полезности и определить возможности и вероятность реализации рисков. Ущерб от реализации рисков представляется в принятых в энергетике составе и параметрах. Комплексный анализ рисков энергетического производства представленный в статье позволяет наиболее полно применить общепринятые методики функционально-стоимостного анализа сложных технических систем на основных стадиях их жизненного цикла. Предлагаемые технологии формируют научную и методическую основу нейросетевого программирования, машинного обучения и предиктивного анализа создания и эксплуатации малых атомных электростанций с использованием элементов искусственного интеллекта.

В настоящее время энергетические компании уделяют особое внимание определению оптимальных мест расположения и размеров установок распределённой генерации (РГ) и шунтирующих конденсаторов (ШК) в радиальных распределительных сетях. В данном исследовании применяется метод переконфигурации сети (RM) для определения оптимальных мест расположения одной установки РГ и одного ШК. Кроме того, используется метод фактора чувствительности потерь (LSF) для выбора подходящих мест расположения нескольких установок РГ и ШК в распределительной сети. Для определения оптимальных размеров установок РГ и ШК используются Алгоритм стаи серых волков (GWO) и Алгоритм оптимизации муравьиных львов (ALO). Основной целью исследования является минимизация потерь активной мощности в распределительной сети, улучшение профилей напряжения и повышение индекса устойчивости напряжения путём определения оптимальных мест расположения и размеров установок РГ/ШК с учётом ограничений равенства и неравенства. Для оценки предложенных алгоритмов использовалась модель 33-шинной радиальной распределительной системы стандарта IEEE (IEEE 33 Bus System). Согласно результатам моделирования и анализа различных сценариев, интеграция установок РГ и ШК значительно снижает потери мощности и улучшает профили напряжения на всех шинах сети.

Рассмотрены возможности совершенствования систем диагностики турбинного оборудования путём повышения эргономики их интерфейсов за счёт декомпозиции бизнес-процессов и последующего их сопоставления со сценариями взаимодействия, реализованными в системе. Проектирование и разработка современной системы диагностики турбинного оборудования представляет из себя комплексную задачу на стыке информационных технологий и теплоэнергетики. Эффективная работа такой системы может помочь предприятию сэкономить значительный объём финансовых и временных ресурсов за счёт автоматизации сложных вычислений, упорядочивания информации и снижения количества рутинных операций. С другой стороны, сбои в работе системы диагностики создают риски, ведущие к существенным потерям. Как правило, при разработке подобных систем качеству данных и надёжности расчётных алгоритмов уделяется большое внимание. Однако надёжность и эффективность процесса диагностики зависит не только от работы алгоритмов и приборов, но и от действий пользователя системы — оператора, осуществляющего диагностику. Если интерфейс системы диагностики не будет учитывать особенности восприятия информации человеком, то пользователь такой системы не сможет корректно выполнить диагностику, или, по крайней мере, столкнётся с существенными трудностями. Несмотря на это, проблема удобства интерфейса для пользователей освещается в профессиональной литературе не столь подробно. Предложенный подход к проектированию интерфейсов позволит системно проанализировать их удобство в контексте производственных задач. В целях апробации описанного подхода, выполнен анализ удобства использования диагностической системы УрФУ «Контроль состояния оборудования», обозначены пути оптимизации человеко-машинного взаимодействия, а также предложены корректировки интерфейса.