Положительный эффект распределения ветровых электростанций в электроэнергетической системе

Installed capacity of wind farms is growing rapidly in the electric power systems. The Russian Federation has adopted a set of legislative measures to increase wind farms (WF) installed capacity. The research focuseson assessing the impact of wind farms in electric power system (EPS). Inparticular, the wind farms distribution impact over electric power system nodes is considered in comparison with single high-capacitywind farm(Eysk). Based on the calculations of the daily unevenness factor, installed capacity utilization rate and grid heterogeneity,following conclusions are obtained:the high-capacity wind farm has a higher daily power fluctuation amplitude, up to a nominal capacity of 3.4 GW;installed capacity utilization rate of wind farms system will always be lower when compared to a high-capacity wind farm located in the same location with the best wind energy potential;wind farms distribution across EPS nodes increase their rigidity (the ability to maintain the node voltage as the load changes) and, as a result,their reliability. The graphical illustration of the sensitivity of a 64 node 110–500 kV power grid demonstrates the increase in the number of rigid nodesУстановленная мощность ветровых электростанций в составе электроэнергетических систем растет прогрессирующими темпами. В Российской Федерации принят комплекс законодательных мер, направленных на увеличение установленной мощности ветровых электростанций (ВЭС). Исследование посвящено оценке влияния ветровых электростанций на электроэнергетическую систему (ЭЭС). Рассмотрено воздействие распределения ВЭС по узлам энергосистемы в сравнении с одной ВЭС большой мощности (Ейск). На основании расчета суточного коэффициента неравномерности, коэффициента использования установленной мощности и неоднородности электрической сети сделаны следующие выводы: у ВЭС большой мощности суточная амплитуда колебаний мощности имеет бо́льшие значения, вплоть до номинальной мощности 3,4 ГВт; КИУМ системы ВЭС всегда будет ниже при сравнении с ВЭС большой мощности, размещенной в одном месте с наилучшим ветроэнергетическим потенциалом; распределение ВЭС по узлам ЭЭС повышает их жесткость (способность поддержания напряжения узла при изменении нагрузки) и, как следствие, надежность. Графическое изображение чувствительности 64-узловой схемы электрической сети 110-500 кВ демонстрирует увеличение количества жестких узлов

Алгоритм поддержки принятия управленческих решений при автономном управлении космическими аппаратами в атмосфере планеты

Anew algorithm for making autonomous decisions when controlling spacecraft carrying out descent in the atmosphereis developed, which allows to carry out stable control of the spacecraft relative to the nominalflight trajectories, which provide to reliably fulfill the targets of space missions. Analytical dependences are formed, with the help of which it is possibleto obtain high-precision calculations ofthe parameters of the movement of a spacecraft in the atmosphere and determine corrective programs for controlling the apparatus. This makes it feasibleto implement the movement of a spacecraft in the atmosphere along trajectories close to optimal, even underconditions of significant influence of disturbing factors on the dynamics of the flight of the vehicle. The authorsgive an estimate of the performance of the algorithm for making autonomous decisions on the example of parrying disturbing influences during the descent of a spacecraft in the atmospheres of Mars and Jupiter. It is shown that with complete qualitative agreement between the data calculated using the analytical dependences and the results of numerical integration, the computational errors do not exceed 3%. With the most unfavorable combinations of navigation errors and atmospheric density variations, the development of the corrective control programs developedin most cases ensures a qualitative coincidence of the disturbed and nominal trajectories. The developed algorithm for making autonomous decisions based on analytical dependencies can be effectively applied when a spacecraft moves in planetary atmospheres under various boundary conditions, constraints, design characteristics of the spacecraft and atmosphere modelsРазработан новый алгоритм принятия автономных решений при управлении космическими аппаратами, осуществляющими спуск в атмосфере, который позволяет осуществить устойчивое управление космическим аппаратом относительно номинальных траекторий полета, что обеспечивает возможность надежного выполнения целевых задач космических миссий. Сформированы аналитические зависимости, с помощью которых можно получить высокоточные расчеты параметров движения космического аппарата в атмосфере и определить корректирующие программы управления аппаратом. Это позволяет реализовать движение космического аппарата в атмосфере по траекториям, близким к оптимальным, даже в условиях значительных воздействий возмущающих факторов на динамику полета аппарата. Дана оценка работоспособности алгоритма принятия автономных решений на примере парирования возмущающих воздействий при спуске космического аппарата в атмосферах Марса и Юпитера. Показано, что при полном качественном совпадении данных, рассчитанных с использованием аналитических зависимостей и результатов численного интегрирования, вычислительные погрешности не превышают 3 %. При наиболее неблагоприятных сочетаниях навигационных ошибок и вариаций плотности атмосферы отработка составленных корректирующих программ управления в большинстве случаев обеспечивает качественное совпадение возмущенных и номинальных траекторий. Разработанный алгоритм принятия автономных решений на основе аналитических зависимостей может быть эффективно применен при движении космического аппарата в атмосферах планет при различных краевых условиях, ограничениях, проектных характеристиках аппарата и моделях атмосферы

Методический подход к решению проблемы автономного парирования нештатных ситуаций при управлении космическим аппаратом

As part of the main trends in the development of world space activities–expanding the composition of near-Earth orbital constellations of spacecraft, intensifying the study of planets and bodies of thesolar sys-tem, increasing the requirements for the quality and reliability of space expeditions - the problem of developing and improving the methodology of optimal control, system analysis, decision support to design highly efficient spacecraft control systems is brought to the fore. These studies includethe formation of methodological approaches to the study of the optimal control of spacecraft during their movement in the atmospheres of planets, the autonomous control of a spacecraft under conditions ofuncertain flight situations, etc. The problematic issues of designing deep space expeditions include the organization of effective control of the spacecraft with its considerable distance from ground stations. At the same time, an uncontested condition for the successful implementation of flight programs is the development and application of autonomous spacecraft control systems based onthe use of highly efficient technologies for collecting and processing measurement information. This determines the need to improve the methods and algorithms of autonomous decision-making on the spacecraft control. The authorsdevelop a new methodological approach to the structural construction of autonomous spacecraft control systems based on the created technologies for identifying flight situations: processing measurements; forming logical decision rules; forecasting flight trajectories and on-board equipment operability. Aformal statement of the problem of autonomous decision-making on spacecraft controlis provided.В рамках основных тенденции развития мировой космической деятельности - расширение состава околоземных орбитальных группировок космических аппаратов, активизация исследования планет и тел Солнечной системы, повышение требований к качеству и надежности осуществления космических экспедиций - на первый план выдвигается проблема развития и усовершенствования методики оптимального управления, системного анализа, поддержки принятия решений в целях проектирования высокоэффективных систем управления космических аппаратов. К этим исследованиям относится формирование методических подходов к изучению оптимального управления аппаратами при их движении в атмосферах планет, автономному управлению космическим аппаратом в условиях неопределенности полетных ситуаций и др. Проблемным вопросом проектирования экспедиций дальнего космоса является организация эффективного управления космическим аппаратом при значительной его удаленности от наземных станций. При этом безальтернативное условие успешного осуществления программ полета - это разработка и применение автономных систем управления космического аппарата, основанных на использовании высокоэффективных технологий сбора и обработки измерительной информации, что предопределяет необходимость совершенствования методов и алгоритмов автономного принятия решений по управлению космическим аппаратом. Разработан новый методический подход к структурному построению автономных систем управления космического аппарата, основанный на созданных технологиях идентификации полетных ситуаций: обработка проводимых измерений; формирование логических решающих правил; прогнозирование траекторий полета и работоспособности бортовой аппаратуры. Приведена формальная постановка задачи автономного принятия решений по управлению космическим аппаратом

Движение твердой гантели с маховиком в центральном гравитационном поле

he article introduces theoretical studies of space flight ofthe dumbbell. A description of the general qualitative picture of the possi-bility of implementing the non-reactive principle of motion of an extended body in a central gravitational field is presented. In strict accordance with the laws of classical mechanics, a non-reactive principle of displacementof the mass center of an extended body in a central gravitational field is shown, based on the internal redistribution of the total kinetic moment of the body between the kinetic moments of the mass center of the body and relative to the mass center of the body. The dynamics of the Beletsky – Hirwitz gravity plane has been studied. The issues of practical implementa-tion of the non-reactive principle of motion are considered, including from the point of view of quantum physics. It is shown that the principle of mo-tion based on the use of the spin of low-energy elementary particles is more efficient than a photon rocket. In particular, the use of the graviton spinfor the motion of bodies is a billion times more efficient than the use ofthe graviton for jet motion and makes it possible to achieve body accelera-tion of more than 6,600 m/s2 without overload. The results obtained can be used in experiments to search for elementary particles with low energy, to explain cosmic phenomena and to develop transport objects based on new physical principlesИзложены теоретические исследования механики космического полета протяженного твердого тела типа гантель. Представлено описание общей качественной картины возможности реализации нереактивного принципа движения протяженного тела в центральном гравитационном поле. В строгом соответствии законам классической механики показан нереактивный принцип перемещения центра масс протяженного тела в центральном гравитационном поле, основанный на внутреннем перераспределении полного кинетического момента тела между кинетическими моментами центра масс тела и относительно центра масс тела. Изучена динамика гравилета Белецкого - Гирвица. Рассмотрены вопросы практической реализации нереактивного принципа движения, в том числе с точки зрения квантовой физики. Показано, что принцип движения, основанный на использовании спина низкоэнергетических элементарных частиц, эффективнее фотонной ракеты. В частности, применение спина гравитона для движения тел в миллиард раз эффективнее применения гравитона для реактивного движения и позволяет достигнуть ускорения телом более 6600 м/с2 без перегрузки. Полученные результаты могут быть использованы в экспериментах для поиска элементарных частиц с низкой энергией, объяснения космических феноменов и разработки транспортных объектов на новых физических принципах

Технико-экономические аспекты развития зеленой энергетики в государствах Арабского Востока

The effectiveness of solar and wind power plants has been analyzed,as well as the prospects for the development of green energy in the countries of the Middle East region. The development of green energy contributes,on the one hand, to saving fossil fuels extracted from the earth there by extending their use, and on the other hand, the alternative high-tech complexes working on solar and wind energy could also be widely applied. Comparative characteristics of solar and wind energy are given, as well as anassessment of the effec-tiveness of its use in the states of Middle East is carried out. It was concluded that it is necessary to develop and create energy-technological complexes based on the synthesis of solar panels and wind generators, and electric energy storage systems. Project proposals for the energy-technological complex of the countries of Middle East based on solar and wind installations are posed.Проанализированы эффективность применения солнечных и ветряных энергоустановок и перспективы зеленой энергетики в странах Арабского Востока. Развитие зеленой энергетики способствует, с одной стороны, экономии добываемых в земле углеводородных топлив и тем самым продлению сроков их использования, а с другой - применению альтернативных высокотехнологичных комплексов с использованием энергии Солнца и ветра. Приведены сравнительные характеристики применения солнечной и ветряной энергетики, проведена оценка эффективности ее применения в государствах Арабского Востока. Сделан вывод о необходимости разработки и создания энерготехнологических комплексов на базе синтеза солнечных батарей и ветряных генераторов, систем аккумулирования электрической энергии. Представлены проектные предложения по энерготехнологическому комплексу стран Арабского Востока на базе солнечных и ветряных установок

Концепция орбитального обслуживания для разработки космической системы следующего поколения и ее ключевые технологии

Over the last years many companies and national agencies in different countries have been involved in development of various technical aspects of on-orbit-servicing (OOS). US and Russian OOS experiences are described. The problem of OOS in general is considered as a bit wider. It is shown that OOS relates to development of the nextgeneration space infrastructure and the solution of the problem of OOS, to a great extent, predetermines the characteristics of the next-generation space systems. Two equally important directions are stressed for OOS activities: first, making satellites serviceable, and the second, creating directly servicing systems. Implementation of each direction includes a wide range of developments. In the first case, we have to consider a capability of docking with the serviced satellite, a guaranteed access to the satellite components, block-modular structure of the serviced satellite, standardization of hardware and connectors, etc. Implementation of the second direction varies from the development of servicing methods and servicing systems to satellite orbits and constellation optimization. The existing and perspective key technologies for serviceable and servicing satellite are presented. It is shown, that the economic benefit of OOS must be justified by more thoroughly from an end-to-end perspective taking into account the features of the future space infrastructure. Servicing allows extending operational lifetime of satellites and thus reducing lifecycle cost, or moreover enable for en-tirely new systems and mission. These effects could be achieved not only through refuelling or repairing of the satellites, but also through satellite orbit correction. OOS creates a prospect of establishing a commercial servicing and debris removal network lending form the same technology base, which constitutes, however, separate technological problems, which are closely connected with OOS.За последние годы многие компании и национальные агентства в разных странах были вовлечены в разработку различных технических аспектов орбитального обслуживания. Описан опыт орбитального обслуживания в США и России. Рассматривается проблема орбитального обслуживания в целом. Показано, что орбитальное обслуживание относится к развитию космической инфраструктуры следующего поколения и решение проблемы орбитального обслуживания в значительной степени предопределяет характеристики космических систем следующего поколения. Для реализации орбитального обслуживания выделяются два одинаково важных направления: 1) обеспечение работоспособности спутников; 2) создание систем непосредственного обслуживания. Реализация каждого направления включает в себя широкий спектр разработок. В первом случае нужно учитывать возможность стыковки с обслуживаемым спутником, гарантированный доступ к компонентам спутника, блочно-модульную структуру обслуживаемого спутника, стандартизацию аппаратного обеспечения и разъемов и т. д. Реализация второго направления варьируется от разработки методов обслуживания и систем обслуживания до спутниковых орбит и оптимизации группировки. Представлены существующие и перспективные ключевые технологии для исправного обслуживающего спутника. Показано, что экономическая выгода орбитального обслуживания должна тщательно обосновываться с глобальной точки зрения с учетом особенностей будущей космической инфраструктуры. Обслуживание позволяет продлить срок службы спутников, снизив таким образом стоимость жизненного цикла, более того - создавать совершенно новые системы и миссии. Эти эффекты могут быть достигнуты не только посредством дозаправки или ремонта спутников, но и за счет коррекции их орбит. Предлагаемое орбитальное обслуживание создает перспективу создания коммерческой сети обслуживания и удаления мусора, сформированной на той же технологической базе, что, однако, представляет собой отдельные технологические проблемы, которые тесно связаны с орбитальным обслуживанием