УДК 620 - Электронная библиотека | Электронная библиотека

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
«ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ ЯНКИ КУПАЛЫ»
ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
РЕСПУБЛИКАНСКОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ
«УЧЕБНО-НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЦЕНТР
«ТЕХНОЛАБ»
ОБЩЕСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ «БЕЛОРУССКИЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ СОЮЗ»
УНИТАРНОЕ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ
«ГРОДНЕНСКИЙ ДОМ НАУКИ И ТЕХНИКИ»
СОВРЕМЕННЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В
СИСТЕМЕ НАУЧНОГО И УЧЕБНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА:
ОПЫТ, ПРОБЛЕМЫ, ПЕРСПЕКТИВЫ
Материалы
III Международной научно-методической конференции
(Гродно, 14-15 мая 2015 г.)
Гродно
ГрГУ им. Я.Купалы
2015
УДК 37.01 :004
ББК 32.81
С 56
Редакционная коллегия
В.Г. Барсуков (гл.ред.), А.Е. Герман,
А.Е. Василевич, Н.В. Матецкий.
С56
Современные информационные технологии в системе научного и учебного эксперимента
опыт, проблемы, перспективы  материалы III Межд. науч.-метод. конф. (Гродно, 14-15 мая 2015 г.) /
ГрГУ им. Я.Купалы  редкол. В.Г. Барсуков (гл. ред.) и др..  Гродно  ГрГУ, 2015. с.
ISBN
Включены статьи, в которых рассматриваются опыт, проблемы, достижения и перспективы применения современных
информационных технологий в системе научного и учебного эксперимента, как высшей школы, так и учреждений, обеспечивающих
получение среднего образования. Адресуется работникам системы образования, методистам, преподавателям, студентам.
УДК 37.01 :004
ББК 32.81
УДК 620.92 (075.8)
В.А. Волчок
ИННОВАЦИОННОЕ РАЗВИТИЕ НЕТРАДИЦИОННЫХ И ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ
ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ НА ОСНОВЕ SMART GRIDS И MICRO GRID ТЕХНОЛОГИЙ
Описаны концепции инновационного преобразования электроэнергетики Smart Grids и малой распределенной
энергетики Micro Grids, обеспечивающее системное применение возобновляемых источников энергии.
Непрерывный рост стоимости энергетических ресурсов, основой которых являются ископаемые
углеводороды (нефть, газ, каменный уголь и др.), и возрастающая сложность их добычи являются
сдерживающими факторами для развития традиционной энергетической инфраструктуры. Переработка
углеводородных топливных ресурсов оказывает негативное влияние на окружающую среду. Поэтому
становится актуальным применение как в больших, так и в малых электрических сетях «интеллектуальных»
возобновляемых источников энергии (ВИЭ), способных оптимально использовать различные
распределенные источники энергии.
Согласно концепции национальной стратегии устойчивого социально-экономического развития
Республики Беларусь до 2030 года основной целью развития топливно-энергетического комплекса (ТЭК)
является повышение энергетической самостоятельности страны за счет вовлечения в энергобаланс ядерного
топлива, развития ветро-, гидро-, гелио- и геотермальной энергетики, причем акцент будет сделан на
развитие возобновляемых источников энергии [1].
В мире предложены две концепции преодоления энергетического голода – Smart Grids и Micro Grids.
Smart Grid – концепция «умной/интеллектуальной энергетики», которая рассматривается, прежде
всего, как концепция инновационного преобразования электроэнергетики на основе целостной системы
видения ее роли и места в современном и будущем обществе. Smart Grid - это интеллектуальные счетчики,
динамическое управление электросетями, регулирование спроса, повышение безопасности и экономия
расходов [2,3].
В соответствии с Европейской технологической платформой Smart Grid – это «электрические сети,
удовлетворяющие требованиям энергоэффективного и экономичного функционирования энергосистемы за
счет скоординированного управления и при помощи современных двусторонних коммуникаций между
элементами электрических сетей, электрическими станциями, аккумулирующими источниками и
потребителями» [4].
Министерство энергетики США позиционирует Smart Grid как «полностью автоматизированную
систему, обеспечивающую двусторонний поток электрической энергии и информации между
энергообъектами повсеместно. Smart Grid за счет применения новейших технологий, инструментов и
методов наполняет электроэнергетику знаниями, позволяющими резко повысить эффективность работы
отрасли.
Общую функционально-технологическую идеологию концепции Smart Grid институт инженеров
электротехники и электроники (ІЕЕЕ- Institute of Electrical and Electronics Engineers) определяет как
концепцию
полностью
интегрированной,
саморегулирующейся
и
самовосстанавливающейся
электроэнергетической системы, имеющей сетевую топологию и включающей в себя все генерирующие
источники, магистральные и распределительные сети и все виды потребителей электрической энергии,
управляемые единой сетью автоматизированных устройств в режиме реального времени.
Анализ зарубежного опыта позволяет сформулировать некоторые из основных исходных положений,
принятых при разработке и развитии концепции Smart Grid за рубежом:
- концепция Smart Grid предполагает системное преобразование электроэнергетики (энергосистемы) и
затрагивает все ее основные элементы: генерацию, передачу и распределение (включая и коммунальную
сферу), сбыт и диспетчеризацию;
- энергетическая система рассматривается в будущем как подобная сети Интернет инфраструктура,
предназначенная для поддержки энергетических, информационных, экономических и финансовых
взаимоотношений между всеми субъектами энергетического рынка и другими заинтересованными
сторонами;
- разработка концепции комплексно охватывает все основные направления развития: от исследований
до практического применения и тиражирования и должна вестись на научном, нормативно-правовом,
технологическом, техническом, организационном, управленческом и информационном уровнях.
Micro Grid – концепция малой распределенной энергетики, локальных энергетических систем, которые
могут работать как совместно с централизованной энергосистемой района, так и автономно.
Инфраструктура малой распределенной энергетики наиболее приспособлена к разнообразным типам
источников энергии, причем отдельной чертой этого направления является использование возобновляемых
источников энергии.
Залогом успеха в широком применении технологий Micro Grid лежит модульный принцип, основанный
на решениях по использованию отдельных, сочетаемых между собой, конструктивных элементах единой
энергетической системы. Основными элементами таких решений можно назвать [5]:
- установки на базе традиционного топлива – дизельные генераторные установки (ДГУ), бензиновые
генераторные установки (БГУ), газотурбинные установки (ГТУ), парогазовые установки (ПГУ); малые
гидроэлектростанции (МГЭС);
- установки на базе возобновляемых источников энергии - ветроэнергетические установки (ВЭУ),
установки, работающие на биотопливе, геотермальные генераторные установки, приливные генераторные
установки, фотоэлектрические и солнечные коллекторы (СК), топливные элементы (источники) водородной
энергетики, оборудование для переработки местных топливных ресурсов, тепловые насосы и системы
рекуперации (повторного использования) тепловой энергии, накопители энергии в виде различных
носителей;
- источники бесперебойного питания и силовая автоматика;
- гибридные системы;
- системы автоматизации управления энергетической инфраструктурой.
Суть концепции развития распределенной энергетики заключается в следующем:
- в реализации многофункциональности, многотопливности, модульного построения автономных
систем энергоснабжения, в использовании ВИЭ, местных энергоресурсов и сбросового тепла;
- в разработке и реализации типовых проектных решений и единого обобщенного универсального
унифицированного типового проекта, который отвечал бы современным техническим требованиям,
предъявляемым к многофункциональным энерготехнологическим комплексам (МЭК) в автономных
системах энергоснабжения (АСЭС);
- в согласованности характеристик энергетических модулей как традиционных, так и возобновляемых
источников энергии.
Таким образом, совместное использование двух концепций Smart Grids и Micro Grids позволяет
добиться не только широкого применения возобновляемых источников энергии, но и синергетического
подхода, обеспечивающего возрастание эффективности деятельности энергетических систем в целом. В
результате обеспечивается интеграция и слияние отдельных частей в единую систему, за счет т. н.
системного эффекта (эмерджентности), предполагающего возникновение у системы новых свойств в
результате взаимодействия составляющих систему многофункциональных энерготехнологических
комплексов.
Список литературы
1. Концепция национальной стратегии устойчивого социально-экономического развития Республики Беларусь до
2030 года // Минск: ГНУ НИЭИ. 2014. – 91 с.
2. Основные положения концепции интеллектуальной энергосистемы с активно-адаптивной сетью // Москва: ОАО
«ФСК ЕЭС». 2012.- 51 с.
3. Левченко С. А. Интеллектуальные энергетические сети – эффективная технология сбережения энергии.
Концепция «Smart Grid» в контексте устойчивого развития Белорусской энергосистемы // Энергетическая стратегия. –
2012. – № 2. – С. 46 – 49.
4. Комплексное обеспечение синхронизации времени и частоты средств связи и автоматизации ТЭК - базовое
условие для внедрения энергосберегающей технологии "Smart Grid" [Электронный ресурс]. – 2012 . – Режим доступа:
www.pta-expo.ru/ukraine/ukraine_tec/2012/p_Wircom.pdf. – Дата доступа: 07.05.2015.
5. Есяков, С.Я.. Использование МЭК в составе автономных систем энергоснабжения – основа энергообеспечения
потребителей удаленных регионов Российской Федерации / С.Я. Есяков, А.А. Либет, И.Я. Редько, Р.Х. Артиков, Н.И.
Бугаенко // Материалы IV Сибирского энергетического форума. Красноярск. [Электронный ресурс]. – 2013 . – Режим
доступа: http://www.biorosinfo.ru/kalendar%20meropriyatiy/2013/Krasnoyarsk-november/Redko.pdf. – Дата доступа:
09.04.2015.
Describes the concept of innovation transformation of electricity Smart Grids and small distributed energy Micro Grids,
providing a systematic use of renewable energy sources.
Волчок Валерий Александрович, доцент, кандидат технических наук, доцент кафедры электротехники и
электроники, ГрГУ им. Я. Купалы, Гродно, Беларусь, [email protected].
СОДЕРЖАНИЕ
ПЛЕНАРНЫЕ ДОКЛАДЫ……………………………………….........
Василевич А.Е., Матецкий Н.В. Современный лабораторный и
демонстрационный эксперимент – новые возможности для
изучения физики………………………………………………………
Герман А.Е. Информационные технологии в практикоориентированном обучении будущих инженеров…………………...
Секция  Концептуально-методические основы использования
современных информационных технологий в системе научного и
учебного эксперимента………………………………..........................
Авласевич Н.Т., Долоб Н.И. Эффективное использование
MATHCAD для решения задач по физике ………………………….
Васильев С.В., Жаркий Н.В., Иванов А.Ю. Моделирование
дифракции электромагнитных волн на сложных структурах………
Василюк Г.Т. Квантово-химические расчеты колебательных
спектров диарилэтена………………………………………………….
Волчок В.А. Инновационное развитие нетрадиционных и
возобновляемых источников энергии на основе SMART GRIDS И
MICRO GRID технологий……………………………………………..
Гаврилова И.Л. Системно-комплексный подход в изучении
вопросов стандартизации и управления качеством в электронике...
Гаврилова И.Л., Карачарская М.Л. Управляемая самостоятельная
работа студентов как способ развития познавательной активности.
Глебович В.И. Игровые технологии на уроках физики как средство
активизации познавательной активности учащихся………………...
Губаревич И.К. Методика закрепления знаний базовых дисциплин
разделов физики………………………………………………………..
Заерко Д.В., Ковтун-Кужель В.А., Самородов А.П., Хацук Д.В.
Программно-аппаратный комплекс АТ-3200 для автоматизации
измерений направленных свойств антенн……………………………
Кривец Д.С., Лобан Д.Р., Василюк Г.Т. Оценивание
компетентности лабораторий…………………………………………
Новик А.И. Использование сервисов WEB 2.0. в образовательном
процессе колледжа……………………………………………………..
Рудикова Л.В. Об архитектурной реализации системы
визуализации и обработки результатов спектрального анализа……
Снежицкая С.П., Снежицкий П.В. Современные информационные
технологии в индивидуализации двигательных режимов детей 12 –
17 лет, проживающих в сельской местности………………………
Stupakevich V., Chizhik A., Stupakevich A. METHOD OF MAGNETOOPTICAL IMAGING OF THE DOMAIN STRUCTURE IN
MAGNETIC MICROWIRES…………………………………………...
Трушкова О.Е., Трушков С.А. Современные информационные
технологии в образовании…………………………………………
Секция  Использование инновационных технологий в системе
лабораторного и демонстрационного эксперимента вуза…………..
Агишев И.Н., Казак А.А., Толстик А.Л. Лазерный комплекс с
перестраиваемыми спектральными характеристиками генерации…
Акулович Н.И., Василевич А.Е., Матецкий Н.В. Методическое
обеспечение компьютеризированного практикума по физике……..
Василевич А.Е., Матецкий Н.В., Попечиц В.И. Применение
информационных технологий при решении экспериментальных
задач по физике………………………………………………………...
Васильчук А.С. Корреляция пирсона. Оптимизация расчета…
Василевич А.Е., Заман В.А. Потенциостат/гальваностат с USB
интерфейсом……………………………………………………………
Василевич А.А., Василевич А.Е., Дягель Д.Ю. Использование WEB
камеры для демонстраций и экспериментальных работ по физике..
Волчок В.А., Даукша А.Ю. Модель виртуальной лаборатории
системотехники на базе matlab и simulink…………………………...
Гайда Л.С., Гузатов Д.В., Матук Е.В. Современная теоретическая
3
3
10
12
12
13
17
20
24
26
29
32
34
36
38
40
42
44
45
49
49
51
53
57
59
63
65
и экспериментальная спектроскопия в образовательном процессе..
Григуть В.В. Компонентная база беспроводного устройства
регистрации физических величин, применяемого в учебном
эксперименте…………………………………………………………...
Зайкова С.А. Симуляция цифровой системы передачи данных в
среде matlab…………………………………………………………….
Зданович А.Ф., Самородов А.П. Стенд для проверки блоков
питания……………………………………………………………….....
Закиев И.М., Ступакевич В.Ю. Интерферометрический метод
измерения параметров оптических разъемов………………………...
Заман В.А., Василевич А.Е. Реализация устройства регистрации
энергии одиночных сверхмощных СВЧ импульсов………………...
Зинчук В.В., Глуткин С.В., Балбатун О.А. Виртуальные
эксперименты в преподавании физиологии…………………
Комар В.Н. Использование информационных технологий при
подготовке студентов по техническим специальностям……………
Курстак В.Ю., Курстак И.А. Моделирование распространения
световых пучков в нелинейных средах в лабораторном практикуме
по нелинейной оптике…………………………………........................
Мельникова Е.А., Назаров С.А., Толстик А.Л. Твердотельный
nd:yag лазер с диодной накачкой в специальном физическом
практикуме……………………………………………………………...
Наумчик В.Н. Демонстрационный эксперимент в системе
формирования физического мышления………………………………
Примичева З.Н., Романчук Т.А. Метод проектов как способ
организации исследовательской деятельности студентов…………..
Пужель Н.А., Самородов А.П. Блок управления холодильной
установкой……………………………………………………………...
Самосюк А.А., Бражук А.И. Организация учебного iaas облака на
базе платформы opennebula…………………………………………...
Сенько А.Н. Использование сети Интернет для домашних заданий
при преподавании физики на подготовительном отделении для
иностранных граждан………………………………………………….
Ситкевич Т.А. Автоматизация учета информации об исследуемом
объекте………………………………………………………………….
Степура А.В., Самородов А.П. Контроллер управления чиллером
Тарковский В.В., Балыкин А.С., Стахейко П.Н. Малогабаритное
электроразрядное устройство для моделирования
электрогидравлических процессов……………………………………
Царикович Ж.В., Авласевич Н.Т. MATHCAD для решения задач по
курсу «Электротехника и Электроника»……………………………..
Секция  Демонстрационный и лабораторный эксперимент в
учебном процессе средней школы……………………….................
Ильянкова Н.А. Демонстрационный эксперимент по физике на
основе видеоматериалов………………………………………………
Жигало С.П. Технология проведения эксперимента на уроках
физики…………………………………………………………………..
Шаплыко М.С. Выполнение компьютерных лабораторных работ
на уроках физики………………………………………………………
Харазян О.Г. Методические подходы к организации реальных и
виртуальных фронтальных опытов по физике……………………….
68
71
73
75
77
80
84
86
88
90
92
95
97
99
101
105
107
109
111
114
114
116
123
126