Надіслати статтю
вул. Інститутська 11, м. Хмельницький, 29016
visnyk.khnu@khmnu.edu.ua
(0382) 67-51-08

ХОЛОДИЛЬНІ МАШИНИ В СИСТЕМІ УЗГОДЖЕНОГО УПРАВЛІННЯ ЕЛЕКТРОСПОЖИВАННЯМ КОМПЛЕКСУ ПІДПРИЄМСТВО – ПРОМИСЛОВИЙ ХОЛОДИЛЬНИК

REFRIGERATION MACHINES IN THE SYSTEM OF CONSISTENT MANAGEMENT OF ELECTRIC ENERGY CONSUMPTION OF THE COMPLEX ENTERPRISE-INDUSTRIAL REFRIGERATOR

 Сторінки: 200-212. Номер: №5, 2022 (313)   
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2022-313-5-200-212
Автори:
ХОРОЛЬСЬКИЙ Валентин
Донецький національний університет економіки і торгівлі імені Михайла Туган-Барановського
ORCID ID: 0000-0003-4040-3229
e-mail: khorolv@ukr.net
КОРЕНЕЦЬ Юрій
Донецький національний університет економіки і торгівлі імені Михайла Туган-Барановського
ORCID ID: 0000-0002-5873-7908
e-mail: korenets@donnuet.edu.ua
ОМЕЛЬЧЕНКО Олександр
Донецький національний університет економіки і торгівлі імені Михайла Туган-Барановського
ORCID ID: 0000-0003-0704-5909
e-mail: omelchenko@donnuet.edu.ua
ГОНЧАРЕНКО Володимир
Донецький національний університет економіки і торгівлі імені Михайла Туган-Барановського
e-mail: Vladimir.Goncharenko94@gmail.com
KHOROLSKY Valentyn, KORENETS Yurii,
OMELCHENKO Oleksandr, HONCHARENKO Volodymyr
Donetsk National Economy and Trade named after Mikhail Tugan-Baranovsky

Анотація мовою оригіналу

Запропоновано стратегію узгодженого управління електроспоживанням промислового холодильника підприємства харчового комплексу з виробництва продуктів харчування. Розроблено структуру інтегрованої інтелектуальної системи управління електроспоживанням підприємства-холодильника, в якій вбудовані системи автоматизованого контролю обліку електрики та управління траєкторією холодозабезпечення холодильних камер. У системі використано ситуаційний центр, промисловий Інтернет-речей (IIoT), цифрову платформу «ЇЖА» з програмним забезпеченням (заморожування виробленої харчової продукції). По команді АСУЕ-АСУ верхній півень промислового холодильника та його програмне забезпечення відпрацьовує задані параметри портфеля замовлення активної та реактивної потужностей підприємств харчового комплексу. Розроблено алгоритм управління промисловим холодильником у періоди обмежень потужності енергосистеми. Доведено, що зменшення питомих енерговитрат на виробництво однієї тонни заморожуваного продукту харчування в період обмежень потужності енергосистеми та віялових відключень можливо лише за рахунок оптимізації технологічних та енергетичних параметрів холодильних машин. Наведено технології зменшення енерговитрат управлінням реактивною та активною потужностями синхронних двигунів поршневих компресорів та частотного керування асинхронних двигунів гвинтових компресорів та асинхронних двигунів конденсаторів-випарників. Виконано моделювання геометрії внутрішньо-камерного завантаження холодильних камер промислового холодильника. Розроблено нові підходи до вибору установок адаптивних регуляторів збудників синхронних двигунів, узгоджених в реальному масштабі часу з енергетичними режимами роботи холодильних машин та геометрією завантаження холодильних камер. Доведено можливість підвищення ефективності управління режимами електроспоживання підприємств харчової промисловості за рахунок узгодженого автоматизованого управління технологічними процесами охолоджування та заморожування м’ясної продукції, птиці, риби, молочних продуктів, фруктів тощо та застосування автоматизованих систем управління електроспоживанням шляхом побудови експертних та людино-машинних систем прийняття рішень. Розроблені системи дозволять забезпечити вимоги енергогенеруючих компаній щодо активних й реактивних навантажень, знизити витрати у електромережах та підтримати напругу у вузлах електроприймачів в межах встановлених норм.
Ключові слова: траєкторія електроспоживання, енерговитрати, моделі, промислові холодильники, холодильні камери, синхронні двигуни, збудники, адаптація, інтелектуальні системи.

Розширена анотація англійською  мовою

The strategy of the coordinated management of electric consumption of the industrial refrigerator of the enterprise of a food complex on production of foodstuff is offered. The structure of the integrated intelligent power management system of the refrigerator enterprise has been developed, in which the systems of automated control of electricity metering and control of the refrigeration trajectory of refrigeration chambers are built-in. The system uses a situation center, industrial Internet of Things (IIoT), digital platform “FOOD” with software (freezing of food products). According to the ASUE-ACS command, the upper level of the industrial refrigerator and its software fulfill the set parameters of the portfolio of orders for active and reactive capacities of the food complex enterprises. An algorithm for controlling an industrial refrigerator during periods of power system power limitations has been developed. It is proved that the reduction of specific energy consumption for the production of one ton of frozen food during the period of power system power limitations and fan outages is possible only by optimizing the technological and energy parameters of refrigeration machines. Technologies for reducing energy consumption by controlling the reactive and active power of synchronous motors of reciprocating compressors and frequency control of asynchronous motors of screw compressors and asynchronous motors of evaporating condensers are presented. Simulation of the geometry of the in-chamber loading of the refrigerating chambers of an industrial refrigerator is performed. New approaches to the choice of adaptive regulators of synchronous motor exciters have been developed, which are coordinated in real time with the energy modes of operation of refrigeration machines and the geometry of refrigeration chamber loading. The possibility of improving the efficiency of power management regimes of food industry enterprises through coordinated automated control of cooling and freezing of meat products, poultry, fish, dairy products, fruits and the use of automated power management systems by building expert and human-machine decision making systems. The developed systems will allow to meet the requirements of energy generating companies for active and reactive loads, reduce costs in the power grid and maintain the voltage in the nodes of electrical receivers within the established norms.
Key words: power consumption trajectory, energy consumption, models, industrial refrigerators, cold rooms, synchronous motors, exciters, adaptation, intelligent systems.

Література

  1. Хорольський В. П. Теорія та практика інноваційно-інтелектуального розвитку регіону з техногенними територіями : монографія / В. П. Хорольський, К. Д. Хорольский, К. Г. Рябикина ; за заг. ред. В.П. Хорольського, О.Б. Чернеги. – Кривий Ріг : Видавець ФО-П Чернявський Д. О., 2019. – 484 с.
  2. Хмельнюк М. Г. Енергетичний менеджмент і аудит / М. Г. Хмельнюк, О. Ю. Яковлева, О. В. Остапенко. – Херсон : ФОП Грінь Д. С., 2017. – 224 с.
  3. Хмельнюк М. Г. Холодильні установки та сфери їх використання : підручник / М. Г. Хмельнюк, О. С. Подмазко, І. О. Подмазко. – Херсон : ФОП Грінь Д. С., 2014. – 484 с.
  4. Хорольський В.П. Теоретичні основи багаторівневого автоматизованого керування холодозабезпеченням промислових холодильників / В.П. Хорольський, Ю.М. Коренець, В.А. Гончаренко, Д.В. Яровий, І.В. Расчехмаров // Обладнання та технології харчових виробництв. – Кривий Ріг : ДонНУЕТ, 2021. Вип. 2 (43). – С. 122–130.
  5. Енергетична стратегія України на період до 2035 року «Безпека, енергоефективність, конкурентоспроможність» : схвалена розпорядженням Кабінету Міністрів України від 18 серпня 2017 р. № 605 р.
  6. Правила роздрібного ринку електричної енергії : затверджені постановою НКРЕКП від 14 березня 2018 р. № 312.
  7. Теплохолодотехніка : навч. посіб. / С. М. Василенко, В.І. Павелко, А. В. Форсюк та ін. ; за заг. ред. С. М. Василенко – К. : Ліра-К, 2019. – 258 с.
  8. Холодильні установки : підручник / І. Г. Чумак, В. П. Чепурненко, С. Ю. Лар’яновський та ін.; За ред. І. Г. Чумака. – Одеса : Рефпринтінфо, 2006. – 550 с.
  9. Курылев Е. С. Холодильные установки / Е. С. Курылев, В. В. Оносовский, Ю. Д. Румянцев. – СПб : Политехника, 2002. – 576 с.
  10. Чернявський А. Практичний посібник з енергетичного аудиту промислових підприємств. Консультування підприємств щодо енергоефективності / Чернявський А. – Київ, 2020. – 148 с.
  11. Системи енергоменеджменту та їх математичне забезпечення : навч. посібник / Г. Г. Півняк, С. І. Випанасенко, О. І. Хованська та ін. – Д. : Національний гірничий університет, 2013. – 214 с.
  12. Соловей О. І. Основи енергоефективного використання електричної енергії в системах електроспоживання промислових  підприємств : навч. посібник / О. І. Соловей, В. П. Ройзен, П. Г. Плешков. – Черкаси : видавець Чабаненко Ю., 2015. – 316 с.
  13. Григорьев И. В. Локальные задачи измерений и вычислений при использовании SCADA – OASyS / И. В. Григорьев, И. А. Шишков // Промышленные АСУ и контроллеры. – 2001. – № 8. – С. 37–
  14. Ханаев В. В. Потребители – регуляторы: возможности и перспективы применения / В. В. Ханаев // Научно-технические ведомости СПбГПУ. – 2008. – № 1. – С. 59–64.
  15. ПУЕ (Правила Улаштування Електроустановок) : затверджені Наказом Міністерства енергетики та вугільної промисловості України від 21.07.2017 № 476. Київ, 2017.
  16. Леньшин В. Н. Производственные исполнительные системы (MES) – путь к эффективному предприятию / Леньшин В. Н., Куминов В. В., Фролов Е. Б., Будник P. A. // САПР и графика. – 2003. – № 26. – С . 42–43.
  17. Kharlamov A. A. Attention mechanism usage to form framework structures on a semantic net. Neurocomputers and Attention. Manchester; New York: Manchester University Press. 1991. Vol. 11. P. 747–756.
  18. Шубладзе А. М. Синтез оптимальных линейных регуляторов / А. М. Шубладзе // Автоматика и телемеханика. – 1984. – № 12. – С. 22–23.
  19. Литвинова Е. В. Сравнительная оценка способов замораживания мясного сырья с различным характером автолиза / Литвинова Е. В., Артамонова М. П., Бухтеева Ю. М. // Health, Food & Biotechnology. – 2020. – № 2. Том 2. – С. 103–115.

References

  1. Khorolskyi V. P. Teoriia ta praktyka innovatsiino-intelektualnoho rozvytku rehionu z tekhnohennymy terytoriiamy : monohrafiia / V. P. Khorolskyi, K. D. Khorolskyi, K. H. Riabykyna ; za zah. red. V.P. Khorolskoho, O.B. Chernehy. – Kryvyi Rih : Vydavets FO-P Cherniavskyi D. O., 2019. – 484 s.
  2. Khmelniuk M. H. Enerhetychnyi menedzhment i audyt / M. H. Khmelniuk, O. Yu. Yakovleva, O. V. Ostapenko. – Kherson : FOP Hrin D. S., 2017. – 224 s.
  3. Khmelniuk M. H. Kholodylni ustanovky ta sfery yikh vykorystannia : Pidruchnyk / M. H. Khmelniuk, O. S. Podmazko, I. O. Podmazko. – Kherson : FOP Hrin D. S., 2014. – 484 s.
  4. Khorolskyi V.P. Teoretychni osnovy bahatorivnevoho avtomatyzovanoho keruvannia kholodozabezpechenniam promyslovykh kholodylnykiv / V.P. Khorolskyi, Yu.M. Korenets, V.A. Honcharenko, D.V. Yarovyi, I.V. Raschekhmarov // Obladnannia ta tekhnolohii kharchovykh vyrobnytstv. – Kryvyi Rih : DonNUET, 2021. Vyp. 2 (43). – S. 122–130.
  5. Enerhetychna stratehiia Ukrainy na period do 2035 roku «Bezpeka, enerhoefektyvnist, konkurentospromozhnist» : skhvalena rozporiadzhenniam Kabinetu Ministriv Ukrainy vid 18 serpnia 2017 r. № 605 r.
  6. Pravyla rozdribnoho rynku elektrychnoi enerhii : zatverdzheni postanovoiu NKREKP vid 14 bereznia 2018 r. № 312.
  7. Teplokholodotekhnika : navch. posib. / S. M. Vasylenko, V.I. Pavelko, A. V. Forsiuk ta in. ; za zah. red. S. M. Vasylenko – K. : Lira-K, 2019. – 258 s.
  8. Kholodylni ustanovky : Pidruchnyk / I. H. Chumak, V. P. Chepurnenko, S. Yu. Larianovskyi ta in.; Za red. I. H. Chumaka. – Odesa : Refpryntinfo, 2006. – 550 s.
  9. Kurыlev E. S. Kholodylnыe ustanovky / E. S. Kurыlev, V. Onosovskyi, Yu. D. Rumiantsev. – SPb : Polytekhnyka, 2002. – 576 s.
  10. Cherniavskyi A. Praktychnyi posibnyk z enerhetychnoho audytu promyslovykh pidpryiemstv. Konsultuvannia pidpryiemstv shchodo enerhoefektyvnosti / Cherniavskyi A. – Kyiv, 2020. – 148 s.
  11. Systemy enerhomenedzhmentu ta yikh matematychne zabezpechennia : navch. posibnyk / H. H. Pivniak, S. I. Vypanasenko, O. I. Khovanska ta in. – D. : Natsionalnyi hirnychyi universytet, 2013. – 214 s.
  12. Solovei O. I. Osnovy enerhoefektyvnoho vykorystannia elektrychnoi enerhii v systemakh elektrospozhyvannia promyslovykh  pidpryiemstv : navch. posibnyk / O. I. Solovei, V. P. Roizen, P. H. Pleshkov. – Cherkasy : vydavets Chabanenko Yu., 2015. – 316 s.
  13. Grigorev I. V. Lokalnye zadachi izmerenij i vychislenij pri ispolzovanii SCADA – OASyS / I. V. Grigorev, I. A. Shishkov // Promyshlennye ASU i kontrollery. – 2001. – № 8. – S. 37–41.
  14. Hanaev V. V. Potrebiteli – regulyatory: vozmozhnosti i perspektivy primeneniya / V. V. Hanaev // Nauchno-tehnicheskie vedomosti SPbGPU. – 2008. – № 1. – S. 59–64.
  15. PUE (Pravyla Ulashtuvannia Elektroustanovok) : zatverdzheni Nakazom Ministerstva enerhetyky ta vuhilnoi promyslovosti Ukrainy vid 21.07.2017 № 476. Kyiv, 2017.
  16. Lenshin V. N. Proizvodstvennye ispolnitelnye sistemy (MES) – put k effektivnomu predpriyatiyu / Lenshin V. N., Kuminov V. V., Frolov E. B., Budnik P. A. // SAPR i grafika. – 2003. – № 26. – S . 42–43.
  17. Kharlamov A. A. Attention mechanism usage to form framework structures on a semantic net. Neurocomputers and Attention. Manchester; New York: Manchester University Press. 1991. Vol. 11. P. 747–756.
  18. Shubladze A. M. Sintez optimalnyh linejnyh regulyatorov / A. M. Shubladze // Avtomatika i telemehanika. – 1984. – № 12. – S. 22–23.
  19. Litvinova E. V. Sravnitelnaya ocenka sposobov zamorazhivaniya myasnogo syrya s razlichnym harakterom avtoliza / Litvinova E. V., Artamonova M. P., Buhteeva Yu. M. // Health, Food & Biotechnology. – 2020. – № 2. Tom 2. – S. 103–115.

 

Post Author: Горященко Сергій

Translate