alternativeАльтернативная энергетика и экология (ISJAEE)Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)1608-8298Международный издательский дом научной периодики "Спейс10.15518/isjaee.2024.04.042-053alternative-2407Research ArticleI. ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГЕТИКА. 2. Ветроэнергетика..2-19-0-0 Оборудование малых и микрогидроэлектростанцийI. RENEWABLE ENERGY. 2. Wind energy. 2-19-0-0 Energy Conversion in Wind TurbinesМоделирование и расчет режима работы удаленной гибридной электростанции с асинхронными генераторамиModeling and calculation of the operating mode of a remote hybrid power plant with asynchronous generatorsОлейниковА. М.OleynikovA. M.

Александр Михайлович Олейников, гл. научный сотрудник, д-р тех. наук, профессор

ул. Ленина, 28; Севастополь

Образование: Третье высшее Военно-морское инженерное училище, 1963 г.

Область научных интересов: электромеханические системы, возобновляемая энергетика.

Индекс Хирша: 6

Alexander Mikhailovich Oleynikov, Chief Researcher, Doctor of Technical Sciences, Professor

st. Lenina, 28; Sevastopol

Education: Third Higher Naval Engineering School, 1963

Scientific interests area: electromechanical systems, renewable energy

Hirsch index: 6

КановЛ. Н.KanovL. N.

Лев Николаевич Канов, канд. техн. наук, доцент

кафедра «Судовое электрооборудование»

ул. Университетская, 33; Севастополь

Образование: Севастопольский приборостроительный институт, 1971 г.

Область научных интересов: электромеханические системы, возобновляемая энергетика

Индекс Хирша: 4

Lev Nikkolaevich Kanov, candidate of Technical Sciences, Associate Professor

Department of «Ship Electrical Equipment»

st. Universitetskaya, 33; Sevastopol

Education: Sevastopol Instrument-Making Institute, 1971

Scientific interests area: electromechanical Systems, Renewable Energy

Hirsch index: 4

Институт природно-технических системРоссияInstitute of Natural-Technical SystemsRussian FederationСевастопольский государственный университетРоссияSevastopol State UniversityRussian Federation202409062024044253Copyright © Международный издательский дом научной периодики "Спейс, 20242024Международный издательский дом научной периодики "СпейсМеждународный издательский дом научной периодики "Спейсhttps://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.isjaee.com/jour/article/view/2407

   Представлена возможность численного моделирования системы передачи электроэнергии через длинные кабели от группы удаленных волновых и ветровых электростанций с асинхронными генераторами и находящихся в индивидуальных погодных условиях. Построена математическая модель совокупности асинхронных генераторов, трансформаторов и береговой сети, показано, что для повышения точности расчетов кабельные трассы целесообразно представлять линиями с распределенными по длине параметрами. Описан алгоритм составления уравнений модели, приведены примеры расчета типичных режимов работы.

   The possibility of numerical modeling of a system for transmitting electricity through long cables from a group of remote wave and wind power plants with asynchronous generators and located in individual weather conditions is presented. A mathematical model of a set of asynchronous generators, transformers and an onshore network has been constructed, and it has been shown that in order to increase the accuracy of calculations, it is advisable to represent cable routes as lines with parameters distributed along their length. An algorithm for composing model equations is described, and examples of calculating typical operating modes are given.

асинхронный генератортрансформаторкабельная линияматематическое моделированиенапряжениетокактивная и реактивная мощностьэнергосистемаasynchronous generatortransformercable linemathematical modelingvoltagecurrentactive and reactive powerpower systemReferencesЯхно О. М. Ветроэнергетика: конструирование и расчет ВЭУ / О. М. Яхно, Т. Г. Таурит, Н. Т. Грабарь // НТУ «Житомирский гос. ун-т. – 2003. – 25 с.Yakhno O. M. Wind power: design and calculation of wind turbines / O. M. Yakhno, T. G. Taurit, N. T. Grabar // NTU «Zhytomyr State University». Univ. – 2003. – 25 p.Конеченков А. Е. Мировой ветроэнергетический рынок // Зелена енергетика. – 2004. – № 2 (14). – С.26.Konechenkov A. E. World wind energy market // Green energy. – 2004. – No. 2 (14). – P. 26.Неисчерпаемая энергия. Кн. 1. Ветроэлектрические генераторы / В. С. Кривцов, А. М. Олейников, А. И. Яковлев. – Учебник. – Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т «Харьк. авиац. ин-т», Севастополь: Севаст. нац. техн. ун-т, 2003. – 400 с.Inexhaustible energy. Book 1. Wind-electric generators / V. S. Krivtsov, A. M. Oleynikov, A. I. Yakovlev. – Textbook. – Kharkov: Nat. aerospace University «Kharkov Aviation Institute», Sevastopol: Sevast. national tech. univ., 2003. – 400 p.Олейников А. М., Канов Л. Н. Оптимизация режимов автономной ветроэлектростанции. Вестник МЭИ2022. – № 3. С. 63 – 70. DOI: 10.24160/1993-6982-2022-3-63-70.Oleynikov A. M., Kanov L. N. Optimization of modes of an autonomous wind power plant. Bulletin of MEI2022. – No. 3. P. 63-70. DOI: 10.24160/1993-6982-2022-3-63-70.Олейников А. М., Канов Л. Н. Исследование режимов работы многомашинной ветроустановки с механической редукцией. – Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). – Научно-технический центр «ТАТА»: Международный издательский центр научной периодики «Spase». – 2019. – № 10-12. – С. 12-22. DOI: 10.15518/isjaee.2019.10-12.012-022.Oleynikov A. M., Kanov L. N. Study of operating modes of a multi-machine wind turbine with mechanical reduction. – International scientific journal «Alternative Energy and Ecology» (ISJAEE). – Scientific and Technical Center «TATA»: International Publishing Center for Scientific Periodicals «Spase». – 2019. – No. 10-12. – P. 12-22. DOI: 10.15518/isjaee.2019.10-12.012-022.Олейников А. М., Канов Л. Н. Математическое моделирование комплексной ветроволновой электростанции с электролизом морской воды. – Известия ВУЗов. Электромеханика. 2022. – Т .65. – № 3. – С. 78-86. ISSN 0136-3360.Oleynikov A. M., Kanov L. N. Mathematical modeling of a complex wind-wave power plant with electrolysis of sea water. – News of universities. Electromechanics. 2022. – Vol. 65. – No. 3. – P. 78-86. ISSN 0136-3360.Ястребов П. П. Еще раз о векторных диаграммах и схеме замещения трансформатора. – Известия ВУЗов. Электромеханика. 1985. – № 5. – С. 118-119.Yastrebov P. P. Once again about vector diagrams and the equivalent circuit of a transformer. – News of Universities. Electromechanics. 1985. – No. 5. – P. 118-119.Каганов З. Г. Электрические цепи с распределенными параметрами и цепные схемы. – М.: изд-во «Энергоатомиздат», 1990. – 248 с.Kaganov Z. G. Electric circuits with distributed parameters and circuit diagrams. – M.: publishing house «Energoatomizdat», 1990. – 248 p.Рыжов Ю. Г. Дальние электропередачи сверхвысокого напряжения. – М.: Издательский дом МЭИ, 2007. – 488 с.Ryzhov Yu. G. Long-distance power transmission of ultra-high voltage. – M.: MPEI Publishing House, 2007. – 488 p.Электрические системы. Электрические сети / В. А. Веников, А. А. Глазунов, Л. А. Жуков и др. М.: Изд-во «Высшая школа», 1998. – 511 с.Electrical systems. Electrical networks / V. A. Venikov, A. A. Glazunov, L. A. Zhukov, etc. M.: Publishing House «Higher School», 1998. – 511 p.Олейников А. М., Канов Л. Н. Математическое моделирование передачи электроэнергии от удаленных ветроэлектростанций // Тезисы докладов Международной научно-практической конференции «Системы контроля окружающей среды». – Севастополь, 08-11 ноября 2023 г. – Севастополь: ИП Куликов. – 2023. – С. 31.Oleynikov A. M., Kanov L. N. Mathematical modeling of electricity transmission from remote wind power plants // Abstracts of the International Scientific and Practical Conference «Environmental Control Systems». – Sevastopol, November 08-11, 2023. – Sevastopol: IP Kulikov. – 2023. – P. 31.Олейников А. М., Канов Л. Н. Особенности математического моделирования передачи электроэнергии от ветроэлектростанций в оффшорных зонах // Тезисы докладов Международной научно-практической конференции «Системы контроля окружающей среды». – Севастополь, 08-11 ноября 2022 г. – Севастополь: ИП Куликов. – 2022. – С. 43.Oleynikov A. M., Kanov L. N. Features of mathematical modeling of electricity transmission from wind power plants in offshore zones // Abstracts of the International Scientific and Practical Conference «Environmental Control Systems». – Sevastopol, November 08-11, 2022. – Sevastopol: IP Kulikov. – 2022. – P. 43.Ливенцов В. С., Костинский С. С., Троицкий А. И. Исследование влияния величины питающего напряжения и длины линии на абсолютную погрешность расчета совокупных потерь активной мощности в системе электроснабжения // Известия ВУЗов. Электромеханика. – 2023. – Т. 66. – № 3. – С. 55-64. doi: 10.17213/0136-3360-2023-3-55-64.Liventsov V. S., Kostinsky S. S., Troitsky A. I. Study of the influence of the supply voltage and line length on the absolute error in calculating the total losses of active power in the power supply system // Izvestia of Universities. Electromechanics. – 2023. – T. 66. – No. 3. – P. 55-64. doi: 10.17213/0136-3360-2023-3-55-64.Шлык Ю. К., Логунов А. В. Установившийся режим работы кабельной линии с локальной неоднородностью // Промышленная энергетика. – 2022. – № 7. – С. 2-9. DOI: 10.34831/EP.2022.40.77.001.Shlyk Yu. K., Logunov A. V. Steady-state operating mode of a cable line with local heterogeneity // Industrial Energy. – 2022. – No. 7. – P. 2-9. DOI: 10.34831/EP.2022.40.77.001.Краснодубец Л. А., Канов Л. Н. Особенности преобразования энергии в ветроэлектрических установках // Тезисы докладов Международной научно-практической конференции «Системы контроля окружающей среды». – Севастополь, 08-11 ноября 2023 г. – Севастополь: ИП Куликов. – 2023. – С. 25.Krasnodubets L. A., Kanov L. N. Features of energy conversion in wind-electric installations // Abstracts of the International Scientific and Practical Conference «Environmental Control Systems». – Sevastopol, November 08-11, 2023. – Sevastopol: IP Kulikov. – 2023. – P. 25.Сазыкин В. Г., Багметов А. А. Графоаналитический метод оптимизации секционирования магистральных сетей среднего напряжения // Известия ВУЗов. Электромеханика. – 2023. – Т. 66. – № 3. – С. 65-77. doi: 10.17213/0136-3360-2023-3-65-77.Sazykin V. G., Bagmetov A. A. Graph-analytical method for optimizing the sectioning of medium-voltage backbone networks // Izvestiya VUZov. Electromechanics. – 2023. – Vol. 66. – No. 3. – P. 65-77. doi: 10.17213/0136-3360-2023-3-65-77.Сазыкин В. Г., Багметов А. А. Графоаналитический метод определения оптимального места расположения пункта сетевого секционирования // Известия ВУЗов. Электромеханика. – 2022. – Т. 65. – № 4. – С. 86-96. doi: 10.17213/0136-3360-2022-4-86-96.Sazykin V. G., Bagmetov A. A. Graphic-analytical method for determining the optimal location of a network partitioning point // News of universities. Electromechanics. – 2022. – Vol. 65. – No. 4. – P. 86-96. doi: 10.17213/0136-3360-2022-4-86-96.Теоретические основы электротехники : В 3-х т. Учебн. для ВУЗов. Т. 2. 4-е изд./ К. С. Демирчян, Л. Р. Нейман, Н. В. Коровкин, В. Л. Чечурин. – СПб.: Питер, 2003. – 576 с.Theoretical foundations of electrical engineering: In 3 volumes. Textbook. for universities. Vol. 2. 4<sup>th</sup> ed. / K. S. Demirchyan, L. R. Neiman, N. V. Korovkin, V. L. Chechurin. – St. Petersburg: Peter, 2003. – 576 p.Цаплин Л. Н. Потери мощности и энергии в линиях и трансформаторах // Синергия наук. – 2017. – № 16. – С. 362-309.Tsaplin L. N. Power and energy losses in lines and transformers // Synergy of Sciences. – 2017. – No. 16. – P. 362-309.Способ определения комплексного значения совокупных потерь полной мощности в системах электроснабжения / В. С. Ливенцов, С. С. Крстинский, А. И. Троицкий, Н. С. Савельев // Известия ВУЗов. Электромеханика. – 2022. – Т. 65. – № 4. – С. 97-107. doi: 10.17213/0136-3360-2022-4-97-107.Method for determining the complex value of total power losses in power supply systems / V. S. Liventsov, S. S. Krstinsky, A. I. Troitsky, N. S. Savelyev // Izvestia of Universities. Electromechanics. – 2022. – Vol. 65. – No. 4. – P. 97-107. doi:10.17213/0136-3360-2022-4-97-107.Борисов Г. А., Кукин В. Д. Оптимизация конфигурации распределительных электрических сетей // Электричество. – 2012. – № 4. – С. 14-18.Borisov G. A., Kukin V. D. Optimization of the configuration of electrical distribution networks // Electricity. – 2012. – No. 4. – P. 14-18.Вольдек А. И., Попов В. Ф. Электрические машины. Введение в электромеханику. Машины постоянного тока и трансформаторы: Учебник. для ВУЗов. СПб.: Питер, 2008. –320 с.Voldek A. I., Popov V. F. Electrical machines. Introduction to electrical mechanics. DC machines and transformers : Textbook. for universities. St. Petersburg: Peter, 2008. – 320 p.Герасименко А. А., Федин В. Т. Передача и распределение электроэнергии : учебное пособие. 3-е изд., перераб. М.: КНОРУС, 2012. – 648 с.Gerasimenko A. A., Fedin V. T. Transmission and distribution of electrical energy : textbook. 3<sup>rd/sup> ed., revised. M.: KNORUS, 2012. – 648 p.Бык Ф. Л., Илюшин П. В., Мышкина Л. С. Особенности и перспективы развития распределенной энергетики в России // Известия ВУЗов. Электромеханика. 2021. Т. 64. – № 6. – С. 78-87. DOI: 10.17213/0136-3360-2021-6-78-87.Byk F. L., Ilyushin P. V., Myshkina L. S. Features and prospects for the development of distributed energy in Russia // News of Universities. Electromechanics. 2021. Vol. 64. – No. 6. – P. 78-87. DOI: 10.17213/0136-3360-2021-6-78-87.Лебедев И. С., Савёлов Н. С. Новые результаты исследования алгоритмов анализа изменяющихся электрических цепей // Известия ВУЗов. Электромеханика. – 2020. – Т. 63. – № 6. – С. 29-36. DOI: 10.17213/0136-3360-2020-6-29-36.Lebedev I. S., Savelov N. S. New results of research into algorithms for analyzing changing electrical circuits // News of Universities. Electrical mechanics. – 2020. – Vol. 63. – No. 6. – P. 29-36. DOI:10.17213/0136-3360-2020-6-29-36.Амосов А. А., Дубинский Ю. А., Копчёнова Н. В. Вычислительные методы : учебное пособие. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Издат. дом МЭИ, 2008. – 672 с.Amosov A. A., Dubinsky Yu. A., Kopchenova N. V. Computational methods: textbook. 3<sup>rd</sup> ed., revised and additional M.: Publishing house. MPEI House, 2008. – 672 p.Молодцов В. С., Молодцов М. В. Оптимальное распределение заданной суммы узловых напряжений в электрических сетях энергосистем // Известия ВУЗов. Электромеханика. – 2017. – Т. 60. – № 6. – С. 29-36. DOI: 10.17213/0136-3360-2020-6-29-36.Molodtsov V. S., Molodtsov M. V. Optimal distribution of a given sum of nodal voltages in electrical networks of power systems // News of Universities. Electromechanics. – 2017. – Vol. 60. – No. 6. – P. 29-36. DOI: 10.17213/0136-3360-2020-6-29-36.Справочник по проектированию электрических сетей / Под ред. А. А. Файбисовича. – М.: Изд-во НС ЭНАС. – 2005. – 320 с.Handbook for designing electrical networks / Ed. A. A. Faibisovich. – M.: Publishing house NS ENAS. – 2005. – 320 p.Ермаков В. Ф., Горобец А. В., Нехаев С. В., Юндин К. М. Многофункциональная интеллектуальная микропроцессорная система сбора информации о сети при несинусоидальной и несимметричной нагрузке // Известия ВУЗов. Электромеханика. – 2017. – Т. 60. – № 6. – С. 97-101. DOI: 10.17213/0136-3360-2017-6-97-101.Ermakov V. F., Gorobets A. V., Nekhaev S. V., Yundin K. M. Multifunctional intelligent microprocessor system for collecting information about the network under non-sinusoidal and asymmetrical loads // Izvestia VUZov. Electromechanics. – 2017. – Vol. 60. – No. 6. – P. 97-101. DOI: 10.17213/0136-3360-2017-6-97-101.Ермаков В. Ф. Качество электроэнергии : Учебное пособие. – М.: Изд-во «Вузовская книга», 2012. –192 с.Ermakov V. F. Quality of electricity : Textbook. – M.: Publishing house «Vuzovskaya kniga», 2012. – 192 p.Приборы и средства диагностики электрооборудования и измерений в системах электроснабжения : справочное пособие / Под ред. В. И. Григорьева // В. И. Григорьев, Э. А. Киреева, В. А. Миронов, А. Н. Чохонелидзе. – М.: Колос, 2006. – 272 с.Devices and means of diagnostics of electrical equipment and measurements in power supply systems: reference manual / Ed. V. I. Grigorieva // V. I. Grigoriev, E. A. Kireeva, V. A. Mironov, A. N. Chokhonelidze. – M.: Kolos, 2006. – 272 p.Неисчерпаемая энергия. Кн. 2. Ветроэнергетика / В. С. Кривцов, А. М. Олейников, А. И. Яковлев. – Учебник. – Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т «Харьк. авиац. ин-т», Севастополь: Севаст. нац. техн. ун-т, 2004. – 519 с.Inexhaustible energy. Book 2. Wind energy / V. S. Krivtsov, A. M. Oleynikov, A. I. Yakovlev. – Textbook. – Kharkov: Nat. aerospace University «Kharkov Aviation Institute», Sevastopol: Sevast. national tech. univ., 2004. – 519 p.Шевченко В. В., Кулиш Я. Р. Анализ возможности использования разных типов генераторов для ветроэнергетических установок с учетом диапазона мощности // Вестник НТУ «ХПИ». – 2013. – № 65. – С. 107-117.Shevchenko V. V., Kulish Ya. R. Analysis of the possibility of using different types of generators for wind power plants, taking into account the power range // Bulletin of NTU «KhPI». – 2013. – No. 65. – P. 107-117.Тыхевич О. О. Анализ совместной работы ветротурбины и асинхронизированного синхронного генератора ветроэнергетической установки // Автономная энергетика аэрокосмических летательных аппаратов. – 2003. – № 2(37). – С. 70-75.Tykhevich O. O. Analysis of the joint operation of a wind turbine and an asynchronized synchronous generator of a wind power plant // Autonomous energy of aerospace aircraft. – 2003. – No. 2(37). – pp. 70-75.Теория, технология и режимы работы асинхронных двигателей с двухслойным ротором : монография / В. С. Могильников, А. М. Олейников; под общ. ред. Олейникова А. М. – 2-е изд. перераб. и доп. – Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2008 г. – 350 с.Theory, technology and operating modes of asynchronous motors with a two-layer rotor : monograph / V. S. Mogilnikov, A. M. Oleinikov; under. total ed. Oleynikova A. M. – 2<sup>nd</sup> ed. reworked and additional. – Sevastopol: SevNTU Publishing House, 2008 – 350 p.Бояр-Созонович С. П. Специальные применения асинхронных генераторов / С. П. Бояр-Созонович // Электротехника. – 1992. – № 6/7. – С. 2-4.Boyar-Sozonovich S. P. Special applications of asynchronous generators / S. P. Boyar-Sozonovich // Electrical engineering. – 1992. – No. 6/7. – P. 2-4.Пиковский А. В. Режимы работы асинхронизированного синхронного генератора в составе ВЭУ / А. В. Пиковский, М. В. Титова, Г. В. Плотникова // Энергетическое строительство. – 1991. – № 3. – С. 17-21.Pikovsky A. V. Operating modes of an asynchronized synchronous generator as part of a wind turbine / A. V. Pikovsky, M. V. Titova, G. V. Plotnikova // Energy construction. – 1991. – No. 3. – P. 17-21.Копылов И. П. Математическое моделирование электрических машин : Учеб. для вузов. – 3-е изд. перераб. и доп. / И. П. Копылов. – М.: Высш. шк., 2001. – 327с.Kopylov I. P. Mathematical modeling of electrical machines : Textbook. for universities. – 3<sup>rd</sup> ed. reworked and additional / I. P. Kopylov. – M.: Higher school, 2001. – 327 p.Фильц Р. В. Математические основы теории электромеханических преобразователей / Р. В. Фильц // Киев: Наукова думка, 1979. – 208 с.Filts R. V. Mathematical foundations of the theory of electromechanical converters / R. V. Filts // Kyiv: Naukova Dumka, 1979. – 208 p.Иванов-Смоленский А. В. Электромагнитные силы и преобразование энергии в электрических машинах / А. В. Иванов-Смоленский // М.: Высшая школа, 1989. – 312 с.Ivanov-Smolensky. Electromagnetic forces and energy conversion in electrical machines / A. V. Ivanov-Smolensky // M.: Higher School, 1989. – 312 p.Неисчерпаемая энергия. Кн. 3. Альтернативная энергетика / В. С. Кривцов, А. М. Олейников, А. И. Яковлев. – Учебник. – Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т «Харьк. авиац. ин-т», Севастополь: Севаст. нац. техн. ун-т, 2006.– 643 с.Inexhaustible energy. – Book 3. Alternative energy / V. S. Krivtsov, A. M. Oleynikov, A. I. Yakovlev. – Textbook. – Kharkov: Nat. aerospace University «Kharkov Aviation Institute», Sevastopol: Sevast. national tech. univ., 2006. – 643 p.Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. – М.: Изд-во «Юрайт», 2012. – 701 с.Bessonov L. A. Theoretical foundations of electrical engineering. Electrical circuits. – M.: Publishing house «Urayt», 2012. – 701 p.Савёлов Н. С. Формирование уравнений состояния при изменениях в электрических цепях // Известия ВУЗов. Электромеханика. 1987. – № 12. – С. 13-18.Savelov N. S. Formation of equations of state during changes in electrical circuits // Izvestiya VUZov. Electromechanics. 1987. – No. 12. – P. 13-18.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.