This research addresses the growing challenges posed by the increasing power demands of modern Space Rocket Complexes (SRCs), particularly in relation to integrating various types of electrical consumers. As SRC systems become more complex, ensuring electromagnetic compatibility and maintaining electric power quality are now critical and economically significant issues. The main objective of the study is to develop an algorithm for the optimal selection of power supply system (PSS) structures for SRCs, with a strong focus on electric power quality management. Several PSS configurations were analyzed and compared, each evaluated for reliability, control efficiency, and adaptability to operational conditions. A systematic algorithm and corresponding block diagram were created to guide the selection process, integrating power quality parameters into early design decisions. The methodology was tested using the Cyclone-4 launch complex as a case study. Within this framework, a prototype electric power quality control system was designed and partially implemented. Experimental testing validated the effectiveness of the proposed approach, confirming that early integration of power quality considerations significantly enhances system reliability and economic performance. Key findings emphasize the importance of incorporating power quality criteria into SRC infrastructure planning to ensure stable operation under complex and variable conditions. This study ultimately contributes to the development of more robust and efficient power systems for future space missions. It offers a structured and practical approach for selecting and managing power supply systems in high-demand aerospace environments, emphasizing the value of proactive quality control and comprehensive system design.
PL
Praca poświęcona jest rozwiązaniu problemów i zwiększeniu całkowitej mocy konsumpcyjnej projek towanych kompleksów rakiet kosmicznych (SRC). Wraz ze wzrostem liczby różnorodnych odbiorników energii elektrycznej pojawia się problem kompatybilności elektromagnetycznej oraz jakości energii, co wpływa negatywnie na ekonomikę projektów. Niewystarczająca jakość energii prowadzi do zakłóceń pracy urządzeń oraz zwiększenia strat. W pracy rozważono i opisano różne struktury systemów zasilania kom pleksów rakiet kosmicznych, wskazując ich zalety i wady. Przeprowadzono analizę możliwych zdarzeń wpływających na jakość energii w SRC oraz podano główne wskaźniki norm jakości, takie jak wahania napięcia, harmoniczne czy migotanie napięcia. Opracowano schemat blokowy algorytmu i nową strukturę systemu zasilania SRC, uwzględniającą zapewnienie wysokiej jakości energii. Szczegółowo opisano algo rytm doboru struktury systemów zasilania, kładąc nacisk na praktyczną implementację. Zwrócono uwagę na czynniki i osobliwości działania systemów zasilania SRC, w tym zmienność obciążenia, wymagania środowiskowe oraz konieczność pracy w trybie awaryjnym. Opracowany algorytm został zastosowany do systemu zasilania kompleksu rakietowego „Cyklon-4”. Na jego podstawie stworzono system kontroli jakości energii elektrycznej umożliwiający monitorowanie parametrów w czasie rzeczywistym i szybką reakcję na odchylenia od norm. W ramach pracy przeprowadzono prace eksperymentalne, a wyniki badań potwierdziły skuteczność zaproponowanego rozwiązania. Głównym celem było wdrożenie algorytmu wy boru nowej struktury systemów zasilania SRC z uwzględnieniem jakości energii elektrycznej, co pozwala na zwiększenie niezawodności, efektywności oraz bezpieczeństwa projektowanych kompleksów.
This research presents the development of a multifactorial static multiplicative model for analysing power quality in underground mining power systems. The objective is to synthesize a generalized indicator of power quality by integrating key parameters such as voltage dips and sags, frequency deviations, harmonic distortion, and other critical indicators that influence the energy efficiency and reliability of the electrical network. The proposed model structure was developed using the synthesis method, with its parameters identified through a maladaptive approach based on the least squares method. To validate the model's accuracy, mathematical statistics techniques were employed. As a result, mathematical relationships were derived to evaluate a generalized power quality index using data on voltage drop, frequency deviation, and harmonic distortion. The model, characterized as static and multiplicative, requires full-spectrum quality data for parameter identification via a non-adaptive approach. Comparative accuracy analysis between a single-factor model and the proposed three-factor model revealed a correlation coefficient of 0.951 for the former and 0.923 for the latter. While the multifactor model demonstrates a 2.94% reduction in statistical accuracy, both models qualify as having "very high" reliability according to the Chaddock scale. This confirms the practical applicability of the multifactor approach in real-world mining energy systems. The scientific novelty lies in the improved multifactor model structure that synthesizes multiple quality indicators into a unified framework. Its practical value is evident in applications for managing power flow within industrial microgrids in underground mines, particularly those integrating local power generation sources.
PL
Niniejsze badania przedstawiają opracowanie wieloczynnikowego statycznego modelu multiplikatywnego do analizy jakości energii elektrycznej w podziemnych systemach energetycznych górnictwa. Celem jest synteza uogólnionego wskaźnika jakości energii elektrycznej poprzez integrację kluczowych parametrów, takich jak spadki i zapady napięcia, odchylenia częstotliwości, zniekształcenia harmoniczne i inne krytyczne wskaźniki wpływające na efektywność energetyczną i niezawodność sieci elektrycznej. Proponowaną strukturę modelu opracowano z wykorzystaniem metody syntezy, a jej parametry zidentyfikowano za pomocą podejścia maladaptacyjnego opartego na metodzie najmniejszych kwadratów. Aby zweryfikować dokładność modelu, wykorzystano techniki statystyki matematycznej. W rezultacie wyprowadzono zależności matematyczne do oceny uogólnionego wskaźnika jakości energii elektrycznej, wykorzystując dane dotyczące spadku napięcia, odchylenia częstotliwości i zniekształceń harmonicznych. Model, scharakteryzowany jako statyczny i multiplikatywny, wymaga pełnego spektrum danych jakościowych do identyfikacji parametrów za pomocą podejścia nieadaptacyjnego. Porównawcza analiza dokładności między modelem jednoczynnikowym a proponowanym modelem trójczynnikowym wykazała współczynnik korelacji wynoszący 0,951 dla pierwszego i 0,923 dla drugiego. Chociaż model wieloczynnikowy wykazuje spadek dokładności statystycznej o 2,94%, oba modele charakteryzują się „bardzo wysoką” niezawodnością według skali Chaddocka. Potwierdza to praktyczną przydatność podejścia wieloczynnikowego w rzeczywistych systemach energetycznych górnictwa. Nowość naukowa tkwi w ulepszonej strukturze modelu wieloczynnikowego, która syntetyzuje wiele wskaźników jakości w ujednolicone ramy. Jego praktyczna wartość jest widoczna w zastosowaniach do zarządzania przepływem energii w przemysłowych mikrosieciach w kopalniach podziemnych, zwłaszcza tych integrujących lokalne źródła energii.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.