«Комплексные исследования и разработка
энергосберегающих технологий компенсации реактивной мощности и
мощности искажений (КРМиМИ)»

В ходе 1 этапа государственного контракта были проведены следующие работы:
1. Произведен анализ режимов работы и потерь распределительных сетей с различными типами нагрузок;
2. Проведен поиск новых путей построения перспективных систем компенсации реактивной мощности и мощности искажений;
3. Проведена Декомпозиция численно-аналитических математических моделей анализа динамики нелинейных полупроводниковых преобразователей с корректорами коэффициента мощности, в частности:
- адаптирован к поставленной задаче общий подход к методам анализа динамики преобразователя импульсно-модуляционного типа;
- выбран и проанализирован метод анализа локальной устойчивости стационарных режимов преобразователей с импульсной модуляцией;
- разработана методика анализа динамики преобразователя при постоянстве питающего напряжения и управляющего воздействия с двухполярной реверсивной модуляцией;
- разработан метод анализа локальной устойчивости стационарных режимов преобразователя при постоянстве питающего напряжения и управляющего воздействия с двухполярной реверсивной модуляцией;
- построены методы анализа динамики преобразователя при постоянстве питающего напряжения и гармоническом управляющем воздействии;
- созданы методы анализа динамики преобразователя при гармоническом питающем напряжении и гармоническом управляющем воздействии;
- созданы имитационные модели преобразователя при гармоническом питающем напряжении и гармоническом управляющем воздействии КРМиМИ в САПР OrCAD и SWCAD(LTSpice);
4. Разработан эскизный проект перспективного компенсатора реактивной мощности и мощности искажений с емкостным накопителем энергии для низковольтных распределительных сетей 0,4 кВ.

В ходе 2 этапа государственного контракта были проведены следующие работы:
1. Проведено моделирование процессов компенсации реактивной мощности различного уровня и компенсации мощности искажений, вызываемых выпрямительной нагрузкой с индуктивным и емкостным характером, в частности:
- Исследованы динамические режимы функционирования импульсного преобразователя напряжения с двухполярной реверсивной модуляцией при гармоническом управляющем воздействии.
- Проведен анализ динамики одной фазы КРМиМИ с различной топологией системы управления в условиях изменения непрерывной части схемы замещения:
- Исследована нелинейная динамика однофазных компенсаторов.
- Произведен анализ динамических режимов в КРМиМИ и импульсного преобразователя напряжения повышающего типа.
2. Произведена верификация результатов моделирования путем сопоставления результатов моделирования нелинейных динамических режимов функционирования КРМиМИ, полученных различными методами анализа с использованием современных САПР
3. Выполнено приборное обследование технических средств транспорта, распределения и потребления энергетических ресурсов в сетях среднего и низкого напряжения по различным отраслям энергетического хозяйства Томской области:
- Проведено энергообследование предприятий аграрно-промышленного комплекса Томской области;
- Обследованы производственные предприятия г.Томска;
- Построены усредненные значения коэффициента мощности по различным отраслям промышленности и жилищно-коммунального хозяйства.

На 3 этапе результаты, полученные при моделировании преобразователя на предыдущих этапах, использованы в качестве параметров системы для автоматизированного проектирования КРМиМИ. Результаты автоматизированного проектирования отражены в виде схем и чертежей в технической документации на разработанный на этапе 3 лабораторный образец компенсатора. Кроме того, выполнены следующие научно-исследовательские работы и получены перечисленные ниже результаты.
1. Проведено автоматизированное проектирование компенсатора реактивной мощности и мощности искажений (КРМиМИ) с использованием полученных при моделировании результатов в качестве параметров системы.
2. Создана математическая модель корректора коэффициента мощности на основе инвертирующего преобразователя с дозирующим индуктивным накопителем энергии и проведен бифуркационный анализ динамических режимов функционирования.
3. Разработана комплект эскизной конструкторской документации на лабораторный макет КРМиМИ. Разработаны печатные платы КРМиМИ для спроектированного лабораторного образца низковольтного преобразователя с емкостным накопителем энергии. Приобретены комплектующие элементы и проведено изготовление печатных плат и корпусов изделия. Проработано конструктивное исполнение КРМиМИ.
4. Создан объект интеллектуальной собственности.
Патент на полезную модель № 92261 от 10.03.2010 г. Бюл. № 7. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОДНОФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ С КОРРЕКТОРОМ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ. Заявка № 2009140413/22 от 2.11.2009 г. Патентообладатель: ГОУ ВПО Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР). Авторы: Бородин Кирилл Валерьевич (RU), Михальченко Сергей Геннадьевич (RU).

На 4 этапе результаты, полученные при моделировании преобразователя на предыдущих этапах, использованы в качестве параметров системы для автоматизированного проектирования КРМиМИ. Результаты автоматизированного проектирования отражены в виде схем и чертежей в технической документации на разработанный лабораторный образец компенсатора. Кроме того, выполнены следующие научно-исследовательские работы и получены перечисленные ниже результаты.
1. Проведено программирование и отладка комплекса управляющих программ компенсатора реактивной мощности и мощности искажений (КРМиМИ).
2. Выполнен монтаж, отладка, доводка и испытания лабораторного образца КРМиМИ мощностью 10 кВА. Проведены испытания и составлен акт испытаний.
3. По результатам испытаний скорректирована конструкторская документация на лабораторный образец модуля компенсатора реактивной мощности и мощности искажений мощностью 10 кВА.

Проведена оптимизация параметров создаваемых технических средств энергосбережения с целью минимизации потерь энергии на этапах транспорта, распределения, потребления и электроэнергии.
Подготовлены рекомендации по внедрению энергосберегающих средств за счет внедрения технологии активной компенсации реактивной мощности и мощности искажений.

Разработка учебных программ, использующих созданные технологии энергоресурсосбережения и методического обеспечения.
Проведение технико-экономической оценки полученных результатов.