Оптимальне керування режимом роботи комбінованої електроенергетичної системи з відновлюваними джерелами енергії

Were developed an optimal system of automatical control for mode of hybrid electric power supply system with renewable energy sources, that let increase the maximal active power generation level in the case when were maintaining the normal admissible level of voltage deviation in the point of connection of renewable electric power sources and power consumers into the grid. It is shown that this task of automatical control is most acceptable to interpret as the matter of multicriterial optimisation. Where proposed an structural circuit of optimal system of automatical control and algorithm of calculation vector of the control, which based on the solution of the problem of multicriterial optimization using the method of approximation to the utopia point in the criteria space. Basing on the developed the structural circuit and the algorithm of definition vector of the control was created the computer imitational model which is let to analyze the modes of hybrid power system with renewable energy sources. Using the model was definite the effect from the application of the developed algorithm of automatic control of electric power generation plants. An analysis of computer imitational modeling results show that application of developed optimal automatic control system, in diverse from basic model, is let to increase the level of generation of active electric power into  distribution grid in case of maintaining the normal admissible levels of voltage deviation. In case of application of the developed automatic control system for hybrid power system with renewable power sources were gained the increase of power generation to the distribution grid on 8,13 % more than in case of exploitation of based model. In this conditions the results of statistical analysis of values of voltages stable deviation in the connection point for electrical power consumers is shown that the electricity quality indicator for the case of developed automatic control system is appropriate with GOST 13109-97.Разработано оптимальную систему автоматического управления режимами комбинированной электроэнергетической системы с возобновляемыми источниками энергии, которая позволяет обеспечить максимальный уровень генерации активной мощности при условии соблюдения нормально допустимых значений установившегося отклонения напряжения в точке присоединения возобновляемых источников электроэнергии и электропотребителей к электрической сети. Показано, что данную задачу автоматического управления наиболее целесообразно интерпретировать как задачу многокритериальной оптимизации. Предложено структурную схему оптимальной системы автоматического управления и алгоритм расчета вектора управления, в основу которого положены решения задачи многокритериальной оптимизации методом приближения к утопической точке в пространстве критериев. На основании разработанных структурной схемы системы автоматического управления и алгоритма определения вектора управления создана компьютерная имитационная модель, которая позволяет проводить анализ режима работы комбинированной электроэнергетической системы с возобновляемыми источниками энергии. С помощью данной модели был определен эффект от применения разработанного алгоритма автоматического управления установками генерации электрической мощности. Анализ результатов компьютерного имитационного моделирования показал, что применение разработанной оптимальной системы управления, в отличии от базовой модели, позволяет повысить уровень генерации активной мощности в районную электрическую сеть при условии соблюдения нормально допустимых значений установившегося отклонения напряжения. Так, при использовании разработанной системы автоматического управления комбинированной электроэнергетической системой с возобновляемыми источниками энергии достигнуто увеличение генерации активной мощности в сеть на 8,13 %, в сравнении со случаем базовой модели. При этом результаты статистической обработки значений установившегося отклонения напряжения в точке присоединения электропотребителей показали, что данный показатель качества электроэнергии для случая разработанной системы автоматического управления удовлетворяет требования ГОСТ 13109-97.Розроблено оптимальну систему автоматичного керування режимом комбінованої електроенергетичної системи з відновлюваними джерелами енергії, яка дозволяє забезпечити максимальний рівень генерації активної потужності за умови дотримання нормально допустимих значень усталеного відхилення напруги в точці приєднання відновлюваних джерел електроенергії та електроспоживачів до електричної мережі. Показано, що дану задачу автоматичного керування найдоцільніше інтерпретувати як задачу багатокритеріальної оптимізації. Запропоновано структурну схему оптимальної системи автоматичного керування та алгоритм розрахунку вектора керування, в основу якого покладено розв’язки задачі багатокритеріальної оптимізації методом наближення до утопічної точки в просторі критеріїв. На основі розроблених структурної схеми системи автоматичного керування та алгоритму визначення вектору керування створено комп’ютерну імітаційну модель, яка дозволяє проводити аналіз режиму роботи комбінованої електроенергетичної системи з відновлюваними джерелами енергії. За допомогою даної моделі було визначено ефект від застосування розробленого алгоритму автоматичного керування установками генерації електричної потужності. Аналіз результатів комп’ютерного імітаційного моделювання засвідчив, що застосування розробленої оптимальної системи керування, на відміну від базової моделі, дозволяє підвищити рівень генерації активної потужності в районну електричну мережу за умови дотримання нормально допустимих значень усталеного відхилення напруги. Так, при використанні розробленої системи автоматичного керування комбінованою електроенергетичною системою з відновлюваними джерелами енергії досягнуто збільшення генерації активної потужності в мережу на 8,13 %, порівняно з випадком базової моделі. При цьому результати статистичної обробки значень усталеного відхилення напруги в точці приєднання електроспоживачів засвідчили, що даний показник якості електроенергії для випадку розробленої системи автоматичного керування задовольняє вимогам ГОСТ 13109-97

Плазменный источник заряженных частиц для формирования совмещенных ионно-электронных пучков

One of the ways to increase the efficiency of the implementation of ion-plasma technologies of exposure to the surfaces of various materials is partial or full compensation of the positive charge of ions in the stream or on the treated surface, for which additional emitting systems are used that create compensating electron flows in the discharge space, accelerating gap or on the processed surface. It was previously shown that for the implementation of such a compensating effect, it is possible to use plasma sources of charged particles, capable of forming beams of both signs when the polarity of the accelerating voltage is changed. The main problem in this case is the difficulty in achieving simultaneously high emission efficiency of ions and electrons, since the conditions for their emission from plasma are significantly different. This article proposes a concept and a design developed on its basis for a prototype of a multi-discharge plasma electron-ion source for the joint or alternating formation of electron and ion beams. It is shown that the proposed design realizes the possibility of increasing the perveance by compensating for the space charge by particles of the opposite sign. A number of characteristics of the developed model of a plasma electron-ion source (current-voltage characteristics of the extraction of electrons and ions) are presented and its prospects for further development of an electron-ion source for industrial use on its basis are shown. Combined or alternating ion-electron beams formed in the presented source can be used to implement the technology of applying thin-film layers of metals, semiconductors, and dielectrics to maintain ionization processes and ensure stable discharge burning, compensation of both the space charge in the beam and the surface charge on the formed film.Одним из способов повышения эффективности реализации ионно-плазменных технологий воздействия на поверхности различных материалов является частичная или полная компенсация положительного заряда ионов в потоке или на обрабатываемой поверхности, для чего используются дополнительные эмитирующие системы, которые создают компенсирующие электронные потоки в разрядное пространство, ускоряющий промежуток или на обрабатываемую поверхность. Для реализации такого компенсирующего воздействия возможно применение плазменных источников заряженных частиц, способных при изменении полярности ускоряющего напряжения формировать пучки обоих знаков. Основная проблема при этом заключается в сложности достижения одновременно высокой эффективности эмиссии ионов и электронов, поскольку условия их эмиссии из плазмы существенно различаются. В данной статье предложена концепция и разработанная на ее основе конструкция макета мультиразрядного плазменного электронно-ионного источника для совместного или попеременного формирования электронных и ионных пучков. Показано, что в предложенной конструкции реализуется возможность повышения первеанса за счет компенсации объемного заряда частицами противоположного знака. Приведен ряд характеристик разработанного макета плазменного электронно-ионного источника (вольтамперные характеристики извлечения электронов и ионов) и показана его перспективность для дальнейшей разработки на его основе электронно-ионного источника для промышленного применения. Совмещенные или попеременные ионно-электронные пучки, формируемые в представленном источнике, могут быть использованы при реализации технологий нанесения тонкопленочных слоев металлов, полупроводников и диэлектриков для поддержания процессов ионизации и обеспечения устойчивого горения разряда, компенсации как объемного заряда в пучке, так и поверхностного на формируемой пленке

БИОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ ЦИКОРИЯ САЛАТНОГО (CICHORIUM INTYBUS L.) СОРТ КОНУС

Chicory is widely cultivated in many countries of the world due to high nutritional and pharmacological value. The possibility of chicory forcing in winter provides quick production of salad heads, which biochemical characteristics are not fully described. Concentration of sugars, water soluble compounds and antioxidants in roots, leaves and stumps of salad C.intybus Konus cv are studied. Element composition of roots and leaves is obtained using ICP-MS method. The highest amount of water soluble compounds and ascorbic acid was indicated in stumps, while the highest polyphenol concentration was demonstrated in leaves. Antioxidant activity of alcoholic extracts reached maximum in leaves and did not differ between roots and stumps. The ability of Konus variety to hyperaccumulate selenium was revealed for the first time: selenium concentration reached 2800 mcg/kg d.w. in roots and 3800 mcg/kg d.w. in leaves. Konus cv was characterized also by high accumulation of chromium, manganese, molybdenum and iron. Uneven distribution of elements between roots and leaves are demonstrated for all elements except Al, As and Si. Intensive root-leaves transport was revealed for Ca, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Mo, Ni, P, Pb, Se and Zn and decreased rootleaves flow for B, Cd, Co, Li, Sn, Sr, V and especially Na. One hundred g of fresh leaves provides 22% of the daily adequate consumption levels for Se, 91%- for Cr, 15%- for Mo, 14%- for Fe and 12 % for Mn. The results suppose high prospects of C.intybus Konus cv as a functional food, capable to optimize the human Se and Cr status.Цикорий широко распространен во многих странах мира благодаря высокой пищевой и фармакологической ценности. Возможность выгонки цикория зимой обеспечивает быстрое получение салатных кочанчиков, пищевая ценность которых оценена недостаточно. Изучено содержание сахаров, водорастворимых соединений и антиоксидантов в корнеплодах, листьях и кочерыге цикория салатного сорт Конус, а также впервые проведен полный элементный анализ листьев и корнеплодов c использованием метода ИСП-МС. Установлено, что наибольшее количество водорастворимых веществ и аскорбиновой кислоты накапливается в кочерыге, а полифенолов – в листьях. Антиоксидантная активность спиртовых экстрактов была максимальной в листьях и не различалась между корнеплодом и кочерыгой. Впервые показана гипераккумулирующая способность сорта Конус в отношении селена, благодаря чему концентрации микроэлемента в корнеплодах достигают 2800 мкг/кг с.м., а в листьях – 3800 мкг/кг с.м. Выявлено, что исследуемый сорт отличается также значительным накоплением хрома, марганца, молибдена и железа. Показано неравномерное распределение элементов между корнеплодами и листьями, за исключением Al, As и Si. Установлено существование интенсивного транспорта Ca, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Mo, Ni, P, Pb, Se и Zn из корнеплодов к листьям и замедленный отток к листьям: B, Cd, Co, Li, Sn, Sr, V и особенно Na. Потребление 100 г свежих листьев салатного цикория обеспечивает поступление в организм человека 22% суточной потребности в селене, 91% – в хроме, 15% – в молибдене, 14% – в железе и 12% – в марганце. Результаты предполагают перспективность производства салатного цикория сорт Конус в качестве функционального продукта, способного оптимизировать потребление человеком селена и хрома

BIOCHEMICAL CHARACTERISTIC AND ELEMENT COMPOSITION OF CICHORIUM INTYBUS, KONUS CULTIVAR

Chicory is widely cultivated in many countries of the world due to high nutritional and pharmacological value. The possibility of chicory forcing in winter provides quick production of salad heads, which biochemical characteristics are not fully described. Concentration of sugars, water soluble compounds and antioxidants in roots, leaves and stumps of salad C.intybus Konus cv are studied. Element composition of roots and leaves is obtained using ICP-MS method. The highest amount of water soluble compounds and ascorbic acid was indicated in stumps, while the highest polyphenol concentration was demonstrated in leaves. Antioxidant activity of alcoholic extracts reached maximum in leaves and did not differ between roots and stumps. The ability of Konus variety to hyperaccumulate selenium was revealed for the first time: selenium concentration reached 2800 mcg/kg d.w. in roots and 3800 mcg/kg d.w. in leaves. Konus cv was characterized also by high accumulation of chromium, manganese, molybdenum and iron. Uneven distribution of elements between roots and leaves are demonstrated for all elements except Al, As and Si. Intensive root-leaves transport was revealed for Ca, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Mo, Ni, P, Pb, Se and Zn and decreased rootleaves flow for B, Cd, Co, Li, Sn, Sr, V and especially Na. One hundred g of fresh leaves provides 22% of the daily adequate consumption levels for Se, 91%- for Cr, 15%- for Mo, 14%- for Fe and 12 % for Mn. The results suppose high prospects of C.intybus Konus cv as a functional food, capable to optimize the human Se and Cr status