РАЗРАБОТКА ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОСНОВ КОНЦЕПЦИИ ИННОВАЦИОННОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ XXI ВЕКА, ВКЛЮЧАЯ НОВОЕ ПОКОЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ, СЕТЕВОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ И ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

Сформировано целевое видение электроэнергетики будущего как цифровой энергоинформационной системы активного развития новой цивилизации. Исследованы перспективы и проблемы развития концепции цифровизации «Индустрии 4.0» и всех звеньев новой энергоинформационной цивилизации, включая экономику, экологию и энергетику, инструменты цифровизации, управляемые накопители энергии. Рассмотрены варианты комплексного развития новых технологий энерго- и жизнеобеспечения Smart Cities. Выполнено прогностическое моделирование устойчивого развития энергетического комплекса арктической зоны Российской Федерации. Разработана технологическая схема и выполнен детальный тепловой расчет основных узлов энергетической установки для совместного производства электроэнергии, тепла и холода, пригодной для полного обеспечения независимых потребителей этих видов энергии, например, крупных административно-хозяйственных или торгово-развлекательных центров. Помимо значительной экономии финансовых средств по сравнению с существующими раздельными вариантами удовлетворения этих нагрузок предложенная схема способна обеспечить снижение выбросов CO₂ в атмосферу на 20 - 30% без дополнительных затрат. Унифицированная методика сравнительного технико-экономического анализа альтернативных энергетических технологий доработана и приспособлена к сопоставлению и ранжированию энергетических технологий раздельного и совместного производства заданного количества электроэнергии, тепла и холода. С целью получения из золы угольных тепловых электростанций углеродного концентрата, пригодного в качестве котельного топлива и получения алюмосиликатного продукта с содержанием углерода меньше 5 мас. %, проведено исследование флотации с применением керосина, высокоэффективного модификатора - термогазойля и вспенивателя Т-66 на представительной пробе золошакового отвала Каширской ГРЭС, использующей уголь Кузнецкого бассейна. Извлечение углерода в углеродный концентрат составило 85 - 89%, содержание углерода в концентрате - 64,5 - 65,8%, содержание угдерода в алюмосиликатном продукте - 2,2 - 4,2%. Оба продукта удовлетворяют требованиям для использования в качестве топлива и производства цемента и бетонов. Проанализирована схема газотурбинной установки типа STIG (STeam Injection Gas turbine) с впрыском в камеру сгорания пара, сгенерированного за счет тепла выхлопных газов, с использованием твердого топлива и газификатора. Исследовано влияние предварительной сушки топлива перед подачей его в газификатор на КПД цикла и температуру продуктов газификации. Показано, что внутрицикловая сушка при влажности 20 - 40% позволяет избежать понижения температуры в газификаторе и повышает КПД цикла на 4%. Выполнен анализ особенностей различных нетрадиционных источников энергии как электротехнических устройств, предназначенных для решения задач распределенной энергетики и индивидуальных потребителей мощностью до 100 кВт. Сформулированы основные требования и проведен выбор полупроводниковых преобразовательных устройств для работы с нетрадиционными и возобновляемыми источниками энергии в составе гибридного энергетического комплекса. Разработаны прототипы стационарной и мобильной систем мониторинга и диагностики поршневых машин (АСД ПМ), тиражируемый образец АСД ПМ, шаблоны базы данных учета жизненного цикла поршневой машины с целью определения текущего состояния, износа и обслуживания.