Научная работа

На немецком техническом факультете Донецкого национального технического университета совместно с Магдебургским Отто фон Герике университетом, начиная с 2000 года ведутся научные исследования в области оптимизации режимов работы возобновляемых источников энергии. За основу взяты ветровые, солнечные и водородные электростанции. Создана рабочая группа из ученых Донецка и Магдебурга как для ведения совместных научных исследований, так и для подготовки специалистов в области возобновляемых источников энергии. В настоящее время при финансовой поддержке Дочернего предприятия с 100% иностранной инвестицией «Сименс Украина» и Немецкого общества международного сотрудничества (GIZ) в ДонНТУ создан научно-исследовательский центр возобновляемых источников энергии. Задачей центра является проведение научных исследований в области:

• исследование динамики совместной работы классических и возобновляемых источников энергии и оптимизации системы в целом,
• исследование динамических процессов при коротких замыканиях и расчёта устройств защиты,
• исследования компенсации реактивной мощности в интеллектуальных сетях при пуске ветрогенераторных установок,
• моделирования, анализа и планирования режимов работы сети,
• подготовки и переподготовки персонала для отрасли возобновляемой энергетики.

Таким образом, мир производства передачи и распределения энергии находится в стремительном изменении. При этом решаются задачи эффективного, надёжного и гарантированного энергоснабжения за счёт увеличивающегося использования децентрализованных и возобновляемых источников энергии. К ключевым вопросам энергетики будущего относятся: увеличение степени автоматизации на всех этапах производства, передачи и потребления с учётом использования возобновляемых источников энергии, гибкое и уважительное отношение к менеджменту сетевой нагрузки и технологического оборудования.

Тематика научных исследований в области SmartGrid

«Исследование интеллектуального регулирования в SmartGrid»
Научный руководитель: проф. Гребченко Н.В.
•    Исследование технологий выработки электроэнергии в составе SmartGrid с учётом их технических характеристик;
•    Анализ графиков нагрузки электрических систем (годовые, месячные, суточные и т. д.) и аккумулирования электроэнергии;
•    Исследования методов контроля и мониторинга распределительных электрических сетей, информационные технологии в электрических системах. Системы мониторинга переходных режимов (СМПР).Интегрированные автоматизированные системы с использованием навигационных систем GPS и Глонас. Программно-технические комплексы управления электроэнергетическими системами и системами SCADA;
•    Исследования автоматического деления сети и автоматического ввода резервного питания;
•    Оптимизация выработки, распределения и выбора мощности генерации в SmartGrid.

«Исследование систем моделирования и проектирования SmartGrid»
Научный руководитель: проф. д.т.н. Сивокобыленко В.Ф.
•    Исследование и разработка методов определения параметров генерирующих источников и потребителей в системах SmartGrid;
•    Использование и применение пакетов системы EL Cad для проектирования электрических систем и данных для расчёта стационарных и аварийных режимов;
•    Разработка математической модели электрической системы с ветро-, солнце- и водородными электроустановками;
•    Исследование режимов работы системы SmartGridна основе методов математического моделирования.

«Исследование интеллектуальных электрических сетей»
Научный руководитель: проф. Гребченко Н. В.
•    Исследование совместимости работы устройств релейной защиты и автоматики и современных устройств FACTS;
•    Исследование регулирования распределённой электрической системы SmartGrid;
•    Исследование физических моделей интеллектуальной энергосистемы;

«Исследование автономных систем электропитания возобновляемых источников энергии»
Научный руководитель: проф. Калашников В.И.
•    исследование систем преобразования напряжения фотоэлектрических модулей в переменное напряжение в автономной системе питания;
•    исследование режимов рекуперации энергии в сеть с повышенными требованиями к качеству напряжения;
•    разработка законов управления инвертором обеспечивающих минимум потерь энергии в системе.

«Исследование режимов работы систем силовой электроники в составе SmartGrid»
Научный руководитель: проф. Калашников В.И.
•    исследование режимов работы систем силовой электроники в составе SmartGridс точки зрения электромагнитной совместимости с сетью;
•    исследования систем управления статическими компенсаторами реактивной мощности в динамических режимах;
•    исследование способов управления статическими компенсаторами реактивной мощности с целью минимизации потерь в сети.

«Исследование режимов работы солнечных электростанций»
Научный руководитель: доц. Левшов А.В.
•    исследование режимов работы солнечной электростанции в составе островной энергосистемы (InselSmartGrid.);
•    исследование и разработка InselSmartGridс повышенными требованиями к надёжности и качеству энергоснабжения;
•    исследование энергоменеджмента островной сети;
•    проектирование солнечных электростанций для работы в объединённой и островной сети SmartGrid.

«Исследования аспектов регулирования энергетических систем»
Научный руководитель: проф. Старостин С.С.
•    синтез математических моделей объектов регулирования энергетических систем;
•    разработка имитационного моделирования энергетических систем;
•    разработка методов идентификации параметров состояния энергетических систем;
•    разработка методов стабилизации функционирования энергетических систем на основе фаззи- и нейтрорегуляторов.

«Исследование режимов работы ветровых электростанций в составе SmartGrid»
Научный руководитель: проф. д.т.н. Сивокобыленко В.Ф.
•    исследование повышения выработки ветростанции за счет применения генераторов с переменной частотой вращения;
•    исследование системы регулирования мощности и скорости вращения ветрогенератора на основе системы векторного регулирования момента и позиционного привода поворота лопасти;
•    исследование управления реактивной мощностью ветроустановки за счет применения ActiveLineModule;
•    исследование взаимодействие системы регулирования ветроустановки с глобальной системой SmartGrid.

«Исследование систем диагностики и обслуживания SmartGrid»
Научный руководитель: доц. Ткаченко С.Н.
•    исследование систем диагностики оборудования в SmartGrid;
•    разработка методов сервисного обслуживания SmartGrid;
•    исследование методов резервирования источников электроэнергии в SmartGrid;

«Исследование возобновляемых источников энергии: термальных электростанций, гидроэлектростанций, электростанций на базе переработки сопутствующих энергетических материалов»
Научный руководитель: доц. Ткаченко С.Н.
•    исследование геотермальных электростанций;
•    исследование малых гидроэлектростанций;
•    исследование биоэнергетических установок.

«Исследование режимов работы водородных электростанций в составе SmartGrid»
Научный руководитель: проф. Калашников В.И.
•    исследование основного режима работы ВКТЭ (нет питающей сети);
•    исследование резервного режима работы при перебоях в питающей сети;
•    исследование параллельного режима работы с сетью для перекрытия; пиковых нагрузок;
•    исследование параллельной работы двух и более водородных генераторных установок с целью оптимизации нагрузочных характеристик и повышения надёжности схемы питания.

«Защита и управление в сетях SmartGrid»
Научный руководитель: доц. Смирнова М.А.
•    исследование особенностей протекания процессов в сети с возобновляемыми источниками энергии;
•    исследование особенностей совместной работы солнечных, ветровых, водородных электростанций.
•    исследование систем защиты в SmartGrid;
•    исследование адаптивных систем защиты в SmartGrid;
•    исследование систем управления в SmartGrid.


Организация би-национальной аспирантуры

Накопленный опыт совместной работы ДонНТУ и Магдебургского университета Отто-фон-Герике позволил в рамках DAAD-проекта «Немецко-украинская аспирантура (DuPro)создать объединённый научный коллектив  по совместному руководству украинскими аспирантами с использованием немецкого опыта, достижений и технических возможностей Магдебургского университета. На всех этапах выполнения научных и экспериментальных исследований. Би-национальная аспирантура предполагает:
1)    обучение в очной или заочной аспирантуре ДонНТУ;
2)    свободное владение немецким или английским языком;
3)    срок обучения три года под руководством украинского и немецкого профессоров;
4)    защита диссертации производится совместной украинско-немецкой экзаменационной комиссией в соответствии с существующим порядком в Магдебургском университете и Донецком Национальном техническом университете. В состав научного коллектива по руководству би-национальной аспирантурой с немецкой стороны вошли проф. Франк Палис, проф. АхимКинли, проф. Кристиан Дитрих, проф. ЗбигниевСтычинский, а также доктор ШтефанЗоммер, доктор КристианХюбнер, а с украинской стороны доц. Левшов А.В., проф. Гребченко Н.В., проф. Сивокобыленко В.Ф., проф. Заболотный И.П., проф. Калашников В.И., проф. Старостин С.С., проф. Толочко О.И., проф. Ковалев А.П., доц. Ткаченко С.Н.

Главной целью би-национальной аспирантуры на её первом этапе является подготовка научно-педагогических кадров для электротехнического и немецкого технического факультета свободно владеющих немецким (английским) языком с опытом международного научного и педагогического сотрудничества, что должно послужить более глубокой интеграции украинской и немецкой научной школы.
То есть требуется объединение в единый научный коллектив учёных кафедр «Электрические станции», «Электрические сети и системы», «Электроснабжения промышленных предприятий и городов», «Системы программного управления и мехатроники», «Электропривод и автоматизация промышленных установок и технологических комплексов».