Search

Актуальность. В настоящее время при повсеместном усложнении технологических процессов для повышения эффективности производственных процессов за счет внедрения нового оборудования происходят конфликты между функциональными возможностями различных технических средств и их способностью функционировать с заданным качеством, в заданной электромагнитной обстановке и не создавать недопустимых электромагнитных помех другим техническим средствам. В состав электротехнического комплекса для добычи нефти, под которым понимается совокупность наземного и погружного электрооборудования, скомпонованного для приема, трансформации, управления, преобразования электрической энергии в механическую и передачи её погружному насосу, входят различные электротехнические и электронные устройства: станция управления с преобразователем частоты, повышающий трансформатор, кабельная линия, погружной электродвигатель, внутрискважинный компенсатор реактивной мощности и другие устройства. Любое изменение компоновки электротехнических комплексов для добычи нефти или технических характеристик используемого оборудования требует тщательного исследования переходных процессов между режимами работы электрооборудования для предотвращения рисков ложного срабатывания устройств защиты электротехнического оборудования. Цель: анализ переходных процессов в электротехническом комплексе добывающей скважины с внутрискважинным компенсатором реактивной мощности при отключении источника питания с целью предупреждения рисков ложного срабатывания устройств защиты компенсатора. Объект: участок системы электроснабжения куста нефтедобывающих скважин, оснащенных установками электроцентробежных насосов с внутрискважинными компенсаторами реактивной мощности. Методы: использованы положения теоретических основ электротехники, теории электропривода, теория дифференциальных уравнений, численные методы. Результаты. Разработана математическая модель электротехнического комплекса установки электроприводного центробежного насоса с внутрискважинным компенсатором реактивной мощности, позволяющая исследовать переходные процессы в режиме пуска и остановки погружного асинхронного электродвигателя. Получены характеристики переходных процессов в элементах электротехнического комплекса установки электроприводного центробежного насоса при включении и отключении источника питания. Установлено, что максимальный бросок тока во внутрискважинном компенсаторе реактивной мощности составляет 2,56 раза при принятых в исследовании параметрах электротехнического комплекса добывающей скважины. Предложены мероприятия по снижению количества ложных срабатываний устройств защиты. The relevance. At the present time at routine complication of technological processes to increase efficiency of production processes due to introduction of new equipment the conflicts between functional capabilities of various technical means and their ability to function with specified quality, in specified electromagnetic environment and do not create inadmissible electromagnetic interference to other technical means occur. The electrical engineering complex for oil production includes a combination of ground and submersible electrical equipment assembled for receiving, transforming electrical energy, controlling its flow, converting electrical energy into mechanical energy and transmitting it to a submersible pump, including various electrical and electronic devices: a control station with a frequency converter, a step-up transformer, a cable line, a submersible electric motor, a downhole reactive power compensator and other devices. Any change in the layout of electrical systems for extracting oil or technical characteristics of the equipment used requires careful analysis of transient processes between the operating modes of electrical equipment in order to prevent the risks of false triggering of electrical equipment protection devices. The purpose: analysis of transient processes in the electrical system of the production well with the downhole reactive power compensator when the power supply is disconnected in order to prevent the risks of false operation of the compensator protection devices. The object: section of a power supply system for a cluster of oil producing wells equipped with electric centrifugal pump installations with downhole reactive power compensators. Methods: positions of theoretical bases of electrical engineering, theory of electric drive, theory of differential equations, numerical methods. Results. The authors developed the mathematical model of the electrical system of the submersible unit for oil production with a downhole reactive power compensator, which enables to investigate transient processes in start-up and shutdown mode of the submersible induction motor. Characteristics of transient processes are obtained in elements of electrical complex of submersible plant for oil production when power supply is switched on and disconnected. It is established that the maximum current surge in the downhole reactive power compensator is 2,56 times with the parameters of the electrical system of the production well accepted in the study. The inventive measures for reducing the number of false actuations of the protection devices are also disclosed.

Актуальность. Построение проблемно-ориентированного инструмента прогнозирования электропотребления малых северных поселений приобретает первостепенное значение для реализации планов развития регионов Арктической зоны и Крайнего Севера. В настоящее время используется большое количество методов прогнозирования электропотребления, включая экспертные, статистические, методы искусственного интеллекта, гибридные и другие. Как правило, отмечается отсутствие универсального метода, одинаково эффективного (по критерию «время счета - точность счета») для основных типов задач прогнозирования потребления электрической энергии. Отмеченное обстоятельство требует проведения исследований в направлении создания вычислительного комплекса: идентификация вычислительных свойств модели электропотребления - построение адекватного метода извлечения информации. Цель: разработка подхода на основе ретроспективного регрессионного анализа, позволяющего производить адаптивное краткосрочное прогнозирование потребления электроэнергии регионально обособленных электротехнических комплексов. Методы. Подход получения краткосрочного прогноза потребления электроэнергии региональных обособленных электротехнических комплексов базируется на ретроспективном регрессионном анализе. Прогнозная модель, опирающаяся на отклики регионально обособленных электротехнических комплексов, представлена в виде линейной регрессии с внутренним набором функций, образующих ортогональный и ортонормированный базис. При этом получаемая предварительная информация от объекта - отклики регионально обособленных электротехнических комплексов, записывается в виде системы линейных алгебраических уравнений, представленных в матричном виде. Нахождение коэффициентов при базисных функциях проводится с учетом метода наименьших квадратов, а само решение полученных уравнений - на основании метода Качмажа. Проверка работоспособности разработанного подхода проводилась с помощью анализа регрессионных остатков прогнозирования. Результаты. С помощью адаптивного краткосрочного прогнозирования потребления электроэнергии автономными энергосистемами малых северных поселений на основе методов ретроспективного регрессионного анализа был получен краткосрочный прогноз на интервал упреждения 30 минут. Выводы. Предложен подход адаптивного краткосрочного прогнозирования потребления электроэнергии автономными энергосистемами малых северных поселений на основе методов регрессионного анализа. Продемонстрировано существенное преимущество разработанного подхода, связанное с тем, что при создании процедуры адаптивного краткосрочного прогнозирования энергопотребления на основе ретроспективного регрессионного анализа производится рациональное совмещение процессов идентификации коэффициентов при базисных функциях и перестраиваемости математической модели нестационарного дискретного стохастического процесса на каждом шаге. Проведен анализ регрессионных остатков прогнозирования откликов региональных обособленных электротехнических комплексов, и подтверждена работоспособность разработанного алгоритма прогнозирования электроэнергии, а также адекватность принятых положений при формировании априорной информации при реализации подхода к краткосрочному прогнозированию стохастического процесса на основе ретроспективного регрессионного анализа. The relevance. Construction of a problem-oriented tool for forecasting electricity consumption in small northern settlements is of paramount importance for the implementation of development plans for Arctic and Far North regions. At present, a large number of electricity consumption forecasting methods are used, including expert, statistical, artificial intelligence methods, hybrid methods, and others. As a rule, there is no universal method, equally effective (by the criterion «counting time - counting accuracy») for the main types of problems of electricity consumption forecasting. The noted circumstance requires research in the direction of creating a computational complex: identification of computational properties of electricity consumption model - construction of an adequate method of information extraction. The purpose: development of an approach based on a retrospective regression analysis, which allows making adaptive short-term forecasting of electricity consumption of regional isolated electrical complexes. Methods. The approach to obtain short-term forecasts of electricity consumption of regional isolated electrical complexes is based on a retrospective regression analysis. The predictive model based on the feedback from regionally isolated electrical complexes responses is presented in the form of a linear regression with an internal set of functions forming an orthogonal and orthonormalized basis. At the same time the preliminary information received from the object - feedback from regionally isolated electrical complexes, is written in the form of a system of linear algebraic equations presented in matrix form. Finding of coefficients at basis functions is carried out taking into account the method of least squares, and the solution of the received equations - on the basis of Kaczmarz method. Verification of performance of the developed approach was carried out by means of the analysis of regression residuals of forecasting Results. With the help of adaptive short-term forecasting of electric power consumption by autonomous power systems of small northern settlements based on the methods of retrospective regression analysis the short-term forecast for the prediction interval of 30 minutes was obtained. Conclusions. An approach is proposed to consider short-term forecasting of electricity consumption by autonomous energy systems in small northern settlements based on regression analysis methods. The paper demonstrates significant advantage of the developed approach related to the fact that when building a procedure for adaptive short-term prediction of energy consumption based on retrospective regression analysis the rationalization combination of identifying coefficients at basis functions and rebuilding the mathematical model of a non-stationary discrete stochastic process at each step occurs. The analysis of regression residuals of feedback from regionally isolated electrical complexes forecasting was carried out and the performance of the developed algorithm of electricity forecasting and the adequacy of the accepted provisions in forming a priori information when implementing the approach to short-term forecasting of a stochastic process based on retrospective regression analysis was confirmed.

Одной из основных проблем построения энергоэффективных и нересурсоемких систем децентрализованного электроснабжения Арктической зоны и районов Крайнего Севера является прогнозирование потребления электрической энергии малыми северными поселениями. Среди существующих методов, дающих приемлемый по точности результат, можно выделить подходы на базе эконометрического метода ARIMA. Рассмотрен метод на основе разложения Вольда и корреляционных функций стохастического процесса, построена адаптивная модель разностного уравнения, позволяющая прогнозировать процесс энергопотребления активной мощности автономных систем малого поселения на интервале 0-4 часа, за счет сведения стохастического процесса к стационарному Марковскому процессу с короткой памятью. Цель: построение методики краткосрочного прогноза потребления электрической энергии автономными энергосистемами малых северных поселений с учетом специфики энергопотребления в условиях Арктической зоны и Крайнего Севера на основании стохастического ряда данных об электрической энергии, потребленной поселением за предшествующий период. Методы: подход к получению краткосрочного прогноза потребления электроэнергии автономными энергосистемами малых северных поселений, который базируется на эконометрическом методе ARIMA. При этом конструируется разностное уравнение для детерминированной и случайной компонент имеющегося стохастического ряда энергопотребления; используются декомпозиция Вольда и корреляционные функций процесса энергопотребления. Для адаптации модели исследуемый стохастический процесс сводится к Марковскому процессу с короткой памятью. Для этого необходимо использовать разностный оператор, который уменьшает относительный вклад детерминированной составляющей процесса потребления. Результаты. На основе декомпозиции Вольда и корреляционных функций удалось получить модель, дающую краткосрочный прогноз энергопотребления активной мощности на интервал упреждения до 4 часов. Выводы. На основе декомпозиции Вольда и корреляционных функций стохастического процесса авторам работы удалось получить адаптивную модель разностного уравнения, позволяющую прогнозировать процесс энергопотребления активной мощности автономных систем малого поселения с интервалом упреждения в 4 часа. Стационарность случайного процесса производилась с помощью введения разностного оператора первого порядка, позволяющего уменьшить относительный вклад детерминированной составляющей стохастического ряда. Авторам удалось свести процесс к стационарному Марковскому процессу с короткой памятью. Коэффициенты разложения разностного уравнения оценивались с помощью решения нелинейного уравнения, заключающегося в поиске глобального максимума функции правдоподобия. Построенные 90 % вероятностные границы позволяют говорить об удовлетворительной подстройке адаптивных параметров разностного уравнения для прогнозирования системы. Результат моделирования прогноза с упреждением в 4 часа показывает хорошее согласие с экспериментом. One of the main problems in building energy-efficient and non-resource-intensive decentralized power supply systems in the Arctic zone and regions of the Far North is forecasting the consumption of electrical energy by small northern settlements. Among the existing methods that give an acceptable result in terms of accuracy, one can single out approaches based on the ARIMA econometric method. A method based on the Wold decomposition and correlation functions of the stochastic process is considered, an adaptive model of the difference equation is constructed, which makes it possible to predict energy consumption of the active power of autonomous systems of a small settlement in the interval of 0-4 hours, by reducing the stochastic process to a stationary Markov process with short memory. The purpose of the work is to build a methodology for short-term forecasting of electric energy consumption by autonomous energy systems of small northern settlements, taking into account the specifics of energy consumption in the conditions of the Arctic zone and the Far North, based on a stochastic series of data on electric energy consumed by the settlement over the previous period. Methods: approach to obtaining a short-term forecast of electricity consumption by autonomous energy systems of small northern settlements based on the ARIMA econometric method. In this case, a difference equation is constructed for the deterministic and random components of the available stochastic series of energy consumption; Wold decomposition and correlation functions of the energy consumption are used. To adapt the model, the studied stochastic process is reduced to a Markov process with a short memory. To do this, it is necessary to use a difference operator, which reduces the relative contribution of consumption deterministic component. Results. Based on Wold decomposition and correlation functions, it was possible to obtain a model that gives a short-term forecast of active power consumption for a lead time of 4 hours. Conclusions. Based on the Wold decomposition and the correlation functions of the stochastic process, the authors of the work managed to obtain an adaptive model of the difference equation, which makes it possible to predict active power consumption of autonomous systems of a small settlement with a lead time of 4 hours. The stationarity of the random process was carried out by introducing a difference operator of the first order, which makes it possible to reduce the relative contribution of the deterministic component of the stochastic series. The authors managed to reduce the process to a stationary Markov process with a short memory. The expansion coefficients of the difference equation were estimated by solving a nonlinear equation, which consists in finding the global maximum of the likelihood function. The constructed 90 % probabilistic boundaries allow us to talk about a satisfactory adjustment of the adaptive parameters of the difference equation for predicting the system. The result of forecast modeling with four-hour lead time shows good agreement with experiment.

Актуальность исследования обусловлена острой необходимостью в теоретическом обосновании и практической разработке селективных методов диагностирования сложных внутренних повреждений мощных высоковольтных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, являющихся одним из главных элементов ответственных механизмов всех технологических процессов в топливно-энергетическом комплексе. Как правило, спецификой работы высоковольтных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором в топливно-энергетическом комплексе как на стадии добычи и транспортировки георесурсов, так и на стадии их переработки являются тяжелые условия пуска, особенно это выражено для ответственных механизмов тепловых электростанций (питательные насосы, мельницы, дробилки, дымососы, дутьевые вентиляторы и т. д.). Отказы асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором на тепловых электростанциях приводят либо к отключению энергоблока, либо как минимум к снижению уровня выработки электроэнергии. При этом, несмотря на тяжелейшие и, как правило, необратимые последствия от такого повреждения - дефекты в короткозамкнутой обмотке ротора асинхронных двигателей - защит от данного повреждения не существует, и выявляется оно только в период капитального ремонта. Обрыв стержня ротора, вызывающий несимметрию роторных цепей, в начальной стадии носит скрытый характер и является толчком для развития более опасных аварийных режимов. Отсутствие апробированных технических средств диагностики данного вида повреждения, прежде всего, связано с недостаточной формализацией математического описания процессов в асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором при возникновении дефектов в обмотке ротора. Объект: высоковольтные асинхронные электродвигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором. Цель: разработать математическую модель асинхронной машины с несимметрией роторных цепей, адекватно отображающую физические процессы в машине при возникновении повреждений в обмотке ротора. Методы и средства. Для достижения поставленной цели применялись теоретические методы исследований. К ним относятся: теория электрических машин, численные методы. Имитационное моделирование производилось в среде MatLab, а математическая обработка данных - в пакете MathCad. Результаты. Разработана n-фазная имитационная модель асинхронного двигателя, позволяющая исследовать обрыв стержня в беличьей клетке. Предложены аналитические выражения, которые описывают процессы в двигателе при неподвижном роторе. Relevance of the study is caused by an urgent need in theoretical justification and practical development of selective methods of diagnosing complex internal damages of powerful high-voltage squirrel-cage induction motors, which are one of the main elements of responsible mechanisms of all technological processes in fuel and energy complex. As a rule, specificity of work of high-voltage squirrel-cage motors in fuel and energy complex, both at a stage of extraction and transportation of georesources, and at a stage of their processing, are heavy conditions of start-up, especially it is expressed for critical mechanisms of thermal power plants (feed pumps, mills, crushers, smoke exhausters, blowers, etc.). Failures of squirrel-cage induction motors of critical mechanisms at thermal power plants lead to either shutdown of a power unit or at least to reduction of a level of electric power generation. At the same time, despite the gravest and, as a rule, irreversible consequences, there are no protections against such damage as defects in short-circuited winding of squirrel-cage induction motor rotor and such damage is detected only during overhaul. Broken-rotor-bar in the initial stage is latent and is a trigger for the development of more dangerous emergency modes. Lack of tested technical means for diagnostics of this type of damage is first of all related to insufficient formalization of mathematical description of processes in squirrel-cage induction motor when defects in rotor winding occur. Object: high voltage squirrel-cage induction AC motors. The aim of the research is to perform modeling of induction machine with electrical asymmetry rotor, adequately reflecting physical processes in the machine when damage occurs in the rotor cage. Methods. Theoretical research methods were used to solve the problem. They include: the theory of electrical machines, numerical methods. Simulation modeling was performed in MatLab environment, and mathematical data processing in MathCad package. Results. An n-phase simulation model of an induction motor has been developed, which allows us to investigate the broken rotor bar in a squirrel-cage. Proposed analytical expressions, which describe the motor operation when the rotor is stationary.

Актуальность. Определение основных электрических параметров нефтепогружных кабелей связано с необходимостью создания точных математических моделей станции управления системами - нефтепогружной кабель - погружной электродвигатель, в которых необходимо учитывать волновые процессы в протяженной кабельной линии, возникающие в связи с формой импульсов, генерируемых преобразователями частоты, входящими в состав современных пультов управления. Электрические параметры, такие как линейная емкость и индуктивность, не стандартизированы в технической литературе и не указываются в технических характеристиках производителями кабелей. Однако, очевидно, что создание систем управления и идентификация режимов работы ПЭД требует решения систем дифференциальных уравнений, включающих в качестве параметров заданные характеристики. Кроме того, современные концепции частотного регулирования электродвигателей, в частности погружных, указывают на то, что при работе преобразователей частоты на базе IGBTтранзисторов в сигнале питания ПЭД возникают высокочастотные перенапряжения, приводящие к появлению частичных разрядов в обмотках статора моторов. Этот факт будет усугубляться развитием более cильных полей с увеличением длины кабеля и, соответственно, большим влиянием волновых процессов на форму сигнала, подаваемого на ПЭД. Цель исследования заключается в разработке методики определения погонных электротехнических параметров нефтепогружного кабеля любых конструкций и используемых материалов. Методы: методы решения дифференциальных уравнений, полевых задач, численное конечно-элементное моделирование. Результаты. Разработана методика определения погонных ёмкостей и погонных индуктивностей жил и брони нефтепогружного кабеля, основанная на решении дифференциальных уравнений для эталонной «справочной» модели и численном моделировании идентичной конструкции в COMSOL Multiphysics® Version 5.5a. Указано, что конечно-элементное моделирование в COMSOL Multiphysics® Version 5.5a корректно и с достаточной точностью (ошибка менее 5 %) совпадает с результатами решения уравнений, приведённых в справочной литературе. Определены погонные значения ёмкостей и индуктивностей для наиболее распространённых конструкций нефтепогружных кабелей. The relevance. Determination of the main electrical parameters of oil submersible cables is associated with the need to create accurate mathematical models of the systems control station - oil submersible cable - submersible motor, in which it is necessary to take into account wave processes in a long cable line arising in connection with the shape pulses generated by frequency converters included in the set of modern control stations. Electrical parameters such as linear capacities and inductances are not standardized in the technical literature and are not indicated in the technical specifications by cable manufacturers. However, it is obvious that the creation of control systems and identification of the SEM operation modes requires the solution of systems of differential equations, which include the specified characteristics as parameters. In addition, modern concepts of frequency control of electric motors, in particular submersible, indicate that during operation of frequency converters based on IGBT transistors, high-frequency overvoltages arise in the SEM supply signal, leading to the appearance of partial discharges in the stator windings of the motors. This fact will be aggravated by the development of deeper fields, with a longer cable length and, accordingly, a greater influence of wave processes on the shape of the signal supplied to the SEM. The main aim of the research consists in development of a method for determining the linear electrical parameters of the submersible cable of any designs and materials used. Methods: methods for solving differential equations, field problems, numerical finite element modeling, and a physical experiment. Results. A method was developed for determining the linear capacities and inductances of conductors and armor of an oil-submersible cable, based on solving differential equations for a «reference» model, numerical modeling of an identical design in COMSOL Multiphysics® Version 5.5a, comparison of the obtained values with experimental data. It is indicated that the finite element modeling in COMSOL Multiphysics® Version 5.5a is correct and with sufficient accuracy (error less than 5 %) coincides with the results of solving the equations given in the reference literature. The linear values of capacities and inductances have been determined for the most common designs of oil-submersible cables.

Одной из основных проблем в процессе эксплуатации скважин, оборудованных установками электрических центробежных насосов, является определение технического состояния погружного электрооборудования и предотвращение его отказов. Среди различных подходов к решению данной задачи можно выделить метод определения технического состояния установки электроцентробежных насосов с использованием полной настраиваемой математической модели установки, включающей модель погружного электродвигателя. Рассмотрен подход к определению и восстановлению необходимых параметров для настройки модели погружного электродвигателя на основании данных, приведённых в протоколе испытаний погружного электродвигателя. Цель: разработка методики по восстановлению параметров схемы замещения для погружного электродвигателя на основании типовых данных, содержащихся в протоколе приёмо-сдаточных испытаний. Методы. Предложенный подход основан на совместном использовании настраиваемой динамической модели асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором и алгоритмом дифференциальной эволюции. Фактически решение задачи по определению параметров схемы замещения погружного электродвигателя сводится к решению задачи глобальной оптимизации, т. е. к задаче на поиск глобального (наилучшего) минимума функции. Результаты. Разработан подход для восстановления параметров схемы замещения погружного электродвигателя, который позволяет устанавливать приемлемые для практики значения параметров схемы замещения для погружного электродвигателя по результатам испытаний; проверена работоспособность разработанного подхода идентификации с применением методов глобальной оптимизации и математического моделирования погружных асинхронных электродвигателей; полученные оценки являются устойчивыми для всех параметров схемы замещения кроме параметра механической подсистемы. One of the main problems in operation of wells equipped with installations of electric centrifugal pumps is determining the technical condition of submersible electrical equipment and preventing its failures. Among the various approaches to solving this problem, one can single out a method for determining the technical state of an installation of electric centrifugal pumps using a complete customizable mathematical model of the installation, including a model of a submersible induction motor. This article discusses an approach to determining and restoring the necessary parameters for tuning a submersible induction motor model based on the data given in the submersible induction motor test report. The main aim of the research is to develop a methodology for restoring the parameters of the equivalent circuit for submersible induction motor on the basis of typical data contained in the acceptance test report. Methods. The proposed approach is based on the combined use of a tunable dynamic model of a squirrel-cage induction motor and a differential evolution algorithm. The actual solution to determine the parameters of submersible induction motor damage is reduced to solving the global optimization problem, i. e. to the problem of finding the global (best) minimum of a function. Results. The authors have developed an approach for restoring the parameters of the submersible induction motor equivalent circuit, which allows setting the values of the equivalent circuit parameters for the submersible induction motor, acceptable for practice, according to the test results; the performance of the developed identification approach was tested using global optimization methods and mathematical modeling of submersible induction motors; the obtained estimates are stable for all parameters of the equivalent circuit except for the parameter of the mechanical subsystem.

Актуальность. Доля электроэнергии, вырабатываемой установками на основе возобновляемой энергии, постоянно растет, в связи с чем потребность в развитии систем питания и автоматического управления электрическими машинами, лежащими в основе ветро- и гидрогенераторов, не теряет актуальности. В составе таких генераторных установок переменного тока применяют синхронные электрические машины, асинхронные машины с фазным и короткозамкнутым ротором. Преобразователи частоты, устанавливаемые в статорные и роторные цепи асинхронных машин переменного тока, позволяют управлять процессами их возбуждения, однако для начала генерации требуется использовать дополнительные внешние источники питания. Благодаря остаточному намагничиванию в магнитопроводе можно обеспечить процесс гарантированного самовозбуждения асинхронной машины c короткозамкнутым ротором с помощью подключения батарей конденсаторов к ее статорным обмоткам без применения дополнительного внешнего источника питания. Предложенный способ нестационарного конденсаторного возбуждения позволяет обеспечить адаптацию генераторной установки к изменению режимов работы в условиях децентрализованного электроснабжения. Цель: исследовать предложенную систему стабилизации напряжения асинхронной машины с короткозамкнутым ротором с варьируемым конденсаторным возбуждением в составе источника возобновляемой энергии. Методы: теоретические - теория дифференциальных уравнений, методы численного решения обыкновенных дифференциальных уравнений, теория электропривода, теория электрических машин, численные методы аппроксимации данных, и экспериментальные - проведение испытаний асинхронной электрической машины с нестационарным конденсаторным возбуждением на разработанном испытательном стенде с целью получения нагрузочных характеристик и осциллограмм напряжений на обмотках статора асинхронных машин с короткозамкнутым ротором в различных режимах работы, методы исследования. Результаты. Разработана и изготовлена оригинальная экспериментальная установка с узлом, имитирующим работу турбины. Электромеханический преобразователь энергии выполнен в виде асинхронной машины с короткозамкнутым ротором с нестационарным конденсаторным возбуждением. Блок управления установкой выполнен в виде интегрированного с силовым блоком гальванически развязанного модуля во влагостойком исполнении с применением беспроводного интерфейса связи Bluetooth. Описан и протестирован способ коммутации батарей конденсаторов с применением тиристоров в качестве управляемого ключа с двухсторонней проводимостью. Анализ полученных нагрузочных характеристик показывает принципиальную возможность обеспечить гарантированную выработку электроэнергии со стабилизацией напряжения в допустимых пределах изменения мощности нагрузки. Примененная в составе экспериментальной установки система автоматической коммутации конденсаторов с варьируемой в зависимости от потребляемой мощности емкостью позволила обеспечить приемлемое время динамической реакции на возмущающее воздействие при нестационарной нагрузке. The relevance. The share of electricity generated by installations based on renewable energy is constantly growing, and therefore the need for the development of power supply systems and automatic control of electrical machines underlying wind and hydro generators is still relevant. As part of such alternating current generator sets, synchronous electric machines, induction generator with phase and squirrel-cage rotor are used. Frequency converters installed in the stator and rotor circuits of induction generators make it possible to control their excitation, however, to start generation, additional external power sources must be used. Due to the residual magnetization in the magnetic circuit, it is possible to ensure the process of guaranteed self-excitation of the induction generator by connecting the capacitor banks to the electrical circuit of its stator without using an additional external power source. The proposed method of non-stationary capacitor excitation makes it possible to ensure the adaptation of the generator set to the change in operating modes under conditions of decentralized power supply. The main aim of the research is to study the proposed voltage stabilization system of squirrel-cage induction generator with a short-circuit rotor with variable capacitor excitation as part of a renewable energy source. Methods. To achieve the goal of the study, theoretical and experimental research methods were used. Theoretical research methods include the theory of differential equations, methods for the numerical solution of ordinary differential equations, the theory of electric drives, the theory of electrical machines, numerical methods for approximating data. The basis of experimental research is testing an induction generator with non-stationary capacitor excitation on a developed test bench in order to obtain load characteristics and oscillograms of voltages on the stator windings self-excitation of squirrel-cage induction generator rotor in different operating modes. Results. An original experimental setup with a unit imitating the operation of a turbine, an electromechanical energy converter in the form of squirrel-cage induction generator with non-stationary capacitor excitation has been developed and manufactured. The control system is made in the form of a galvanically isolated module integrated with the power unit in a moisture-resistant design using a wireless Bluetooth communication interface. A method for switching capacitor banks using thyristors as a controlled switch with two-way conduction is described and tested. The analysis of the obtained load characteristics shows the fundamental possibility of ensuring a guaranteed generation of electricity with voltage stabilization within the limits of load power variation. The system of automatic switching of capacitors with a capacitance varying depending on the power consumption applied as part of the experimental setup made it possible to provide an acceptable time for dynamic response to a disturbing effect under nonstationary load.