CC BY
16
Выводы
1. На северном побережье Кольского полуострова на периоды активной работы ВЭУ приходится около % годового времени и % — на периоды простоя.
2. В зимние месяцы (декабрь-февраль) 85-90 % рабочего времени ВЭУ приходится на периоды длительностью более 1 суток, в том числе 55-70 % — более 3 суток, а периоды простоя на 70-90 % складываются из периодов менее 1 суток, в том числе 60-65 % — менее полусуток.
3. В холодное время года, когда среднемесячные скорости ветра составляют 8-11 м/с, число чередований рабочих периодов и периодов простоя ВЭУ составляет в среднем 15 в месяц, а в летнее время при среднемесячных скоростях 4-5 м/с этот показатель достигает 30-40 в месяц.
Литература
1. Минин В. А., Степанов И. Р. Ветроэнергетический кадастр европейского Севера СССР // Известия Академии наук СССР. Энергетика и транспорт. 1983, № 1. С. 106-114.
2. Минин В. А., Дмитриев Г. С. Перспективы использования энергии ветра и малых ГЭС в удаленных районах Мурманской области. Апатиты: Изд. Кольского научного центра РАН, 2007. 97 с.
3. Минин В. А., Бежан А. В. Перспективы использования энергии ветра для теплоснабжения потребителей европейского Севера. Апатиты: Изд. Кольского научного центра РАН, 2009. 56 с.
Сведения об авторах Минин Валерий Андреевич
Заведующий лабораторией энергосбережения и возобновляемых источников энергии Центра физико-технических проблем энергетики Севера - филиала Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра «Кольский научный центр Российской академии наук», к.т.н. Россия, 184209, Мурманская область, г. Апатиты, Академгородок, д. 21А Эл.почта: minin@ien.kolasc.net.ru
РСН: 10.25702/КБС.2307-5252.2018.9.8.55-60 УДК 621.311 +551.594.221:551.506
А. В. Бурцев, Г. П. Фастий, В. В. Ярошевич
РАЗВИТИЕ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ГРОЗОВОЙ АКТИВНОСТИ НА КОЛЬСКОМ ПОЛУОСТРОВЕ
Аннотация
В статье описано проведение эксперимента по определению полярности грозового разряда посредством двух одинаковых грозопеленгаторов. Результаты проведенного эксперимента дают предпосылки к объединению рассмотренных в статье систем грозопеленгации для получения более точной картины грозовой активности.
Ключевые слова:
грозопеленгатор, сеть грозопеленгации, молния, распределение разрядов молнии, Кольский регион
A. V. Burtsev, G. P. Fastiy, V. V. Yaroshevich
DEVELOPMENT OF MONITORING THUNDERSTORM ACTIVITY ON THE KOLA PENINSULA
Abstract
The article describes an experiment to determine the polarity of lightning by means of two identical lightning directors. The results of the experiment give the prerequisites for combining the lightning detection systems considered in the article to obtain a more accurate picture of thunderstorm activity.
Keywords:
lightning detector, lightning detector network, lightning, lightning distribution, Kola Region Введение
Система мониторинга грозовой активности на базе ЦЭС КНЦ РАН функционирует с 2013 года. За это время накоплено большое количество данных, позволяющих построить приблизительные карты распределения разрядов молний по территории Мурманской области. Помимо системы мониторинга, установленной в ЦЭС КНЦ, существуют и другие системы, в том числе международные, частично обеспечивающие покрытие территории Кольского региона. Основной задачей каждой подобной системы является увеличение точности регистрации места удара молнии и ее параметров. Сравнение работы различных систем грозопеленгации в этом регионе более подробно рассмотрено в [1], где проводится сопоставление сети грозопеленгации Blitzortung [2], работающей по принципу Time-of-Arrival [3], и однопунктового грозопеленгатора Boltek StormTracker, принимающего радиоволны, возникающих вследствие разряда молнии, в диапазоне очень низких частот (ОНЧ) с помощью EH-антенны [4]. Пример сопоставления одного из дней приведен на рис. 1.
flA fl4
г^СЩ"i J у i ** , V Jw "Ч$\ 1 d^rtip jl V
*„.....*' * v 'о - 4 * ' I • i v Ж: ^ W • | • * •Л' ■m ^ У г '«X t г^^^в
а D
Рис. 1. Сопоставление распределения разрядов 09.08.2017: StormTracker — слева; Blitzortung — справа
Fig. 1. Comparison of the lightning discharges distribution as of 08/09/2017: StormTracker — left; Blitzortung — right
Для каждой рассмотренной системы регистрации грозовой активости можно отметить некоторые сильные и слабые стороны. Например, в отличие от сети BHtzortung, которая достаточно точно получает координаты разряда, но ограничена на территории Мурманской области ввиду малого числа регистраторов, грозопеленгатор StormTracker позволяет определять полярность и тип грозового разряда, но имеет ограниченный радиус действия. Объединение положительных сторон двух рассматриваемых систем даст более точное представление о грозовой активности в регионе. Для этого предлагается установить дополнительные грозопеленгаторы сети Blitzortung в некоторых городах Мурманской области для повышения точности определния координат грозовых разрядов, и дополнять полученные результаты данными о типе разряда и его полярности с регистраторов StormTracker. Для этого предложено провести эксперимент по определению полярности разрядов.
Проверка определения полярности разряда молнии
Для определения достоверности определения полярности разряда был проведен дополнительный эксперимент. Для этого был установлен идентичный детектор StormTracker в том же месте, что и ранее установленный. Оба детектора синхронизировались по времени. При таких условиях детекторы работали в течение нескольких месяцев. Исследование показало, что два идентичных детектора имеют различную чувствительность. Второй StormTracker определил значительно больше молнии, чем первый. Проверка событий показала, что были случаи, когда событие было обнаружено только одним детектором. Это мог быть как первый, так и второй детектор. Тем не менее, подавляющее большинство событий совпало во времени. На графиках молниевой активности, показанных на рис. 2, можно видеть сходство распределения событий во времени. Согласно представленным дням, исходные данные приведены в таблице 1.
О 3 S 9 12 15 1S 21 0 3 6 9 12 15 18 21
StormTracker - 1 Storm/tracker - 2
Рис.2. Графики грозовой активности с двух детекторов StormTracker
за некоторые дни
Fig.2. Graph of thunderstorm activity from two detectors StormTracker
for several days
Таблица 1
Исходные данные для сравнения
Table 1
Initial data for comparison
Дата 04.07.2016 05.07.2016 25.07.2016
Всего разрядов 1 3696 17265 3781
2 4328 18331 6541
Всего шумов 1 140 6424 950
2 305 9715 1910
IC+ 1 1427 4961 1167
2 2016 4970 1215
IC- 1 645 5745 1227
2 1012 6084 4095
CG+ 1 278 2085 478
2 428 2621 399
CG- 1 1346 4474 909
2 872 4656 832
Результаты синхронизации событий из двух детекторов приведены в таблице 2.
Таблица 2
Результаты синхронизации
Table 2
Synchronization results
Дата 04.07.2016 05.07.2016 25.07.2016
Всего событий с детектора 1 3836 23689 4731
Разрядов с детектора 1 3696 17265 3781
Шумов с детектора 1 140 6424 950
Всего событий с детектора 2 4633 28046 8451
Разрядов с детектора 2 4328 18331 6541
Шумов с детектора 2 305 9715 1910
Всего синхронизирован. событий 4868 30482 8940
Совпадение разрядов по времени 3311 12316 2474
Совпадение событий по времени 3577 21227 4226
Совпадение шумов 72 3965 365
Совпадение типа разряда 3024 10965 2056
Совпадение полярности 2856 10443 2215
Полных совпадений 2769 9092 1797
Учитываемые события 3311 12316 2474
Относительное совпадение 86 % 85 % 90 %
полярности разрядов
В некоторых случаях один из детекторов распознавал событие как разряд, а второй детектор не мог идентифицировать то же событие и определял его как шум. В других случаях один из детекторов не мог распознать событие вообще, в то время как другой детектор мог идентифицировать это событие. Поэтому после синхронизации общее количество событий превышает максимальное количество событий от обоих детекторов.
Заключение
Наиболее интересна гроза от 05 июля 2016 года, которая проходила в непосредственной близости от детекторов. В этот день было зарегистрировано более 30 000 событий. Более 12 000 ударов молнии совпали по времени, из которых более 10000 совпадали в полярности. В любой из рассматриваемых дней относительное совпадение полярности разрядов составляет более 85 %. Такой показатель позволяет с уверенностью объединить системы обнаружения молнии, что повысит точность местоположений ударов и покажет их полярность.
Благодарности
Авторы выражают благодарность Соколову Святославу Яковлевичу за предоставление информации по грозовой активности в Мурманской области из сети грозопеленгации Blitzortung.
Литература
1. Бурцев А. В., Фастий Г. П., Ярошевич В. В. Сопоставление результатов регистрации различных систем грозопеленгации в Кольском регионе // Труды Кольского научного центра РАН. Энергетика, вып. 2, 2018.
2. A worldwide, real time, community collaborative lightning location network: Blitzortung.org [электронный ресурс]. URL:
http:// http://en.blitzortung.org (дата обращения: 12.10.2018)
3. R. W. Klebesadel, W. Doyle Evans, E. E. Fenimore, J. G. Laros, and J. Terrell, Time-of-arrival location technique, Los Alamos Science, vol. 3, pp. 10-23, 1982.
4. A. D. Watt, VLF Radio Engineering, Vol. 14, International series of Monographs in Electromagnetic Waves. New York: Pergamon Press, Inc., 1967.
Сведения об авторах
Бурцев Антон Владимирович,
младший научный сотрудник лаборатории электроэнергетики и электротехнологии Центра физико-технических проблем энергетики Севера — филиала Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра «Кольский научный центр Российской академии наук», Россия, 184209, Мурманская область, г.Апатиты, мкр.Академгородок, д.21А Эл. почта: a.burtsev@tehnonord.ru
Фастий Галина Прохоровна,
научный сотрудник лаборатории электроэнергетики и электротехнологии Центра физико-технических проблем энергетики Севера — филиала Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра «Кольский научный центр Российской академии наук».
Россия, 184209, Мурманская область, г. Апатиты, мкр. Академгородок, д. 21А, эл. почта: fastiy@ien.kolasc.net.ru
Ярошевич Вера Васильевна,
научный сотрудник лаборатории электроэнергетики и электротехнологии Центра физико-технических проблем энергетики Севера — филиала Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра «Кольский научный центр Российской академии наук».
Россия, 184209, Мурманская область, г. Апатиты, мкр. Академгородок, д. 21А, эл. почта: yaroshevich_vera@mail.ru
DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2018.9.8.60-67 УДК 621.311
Д. В. Куклин
ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТА
Аннотация
Для выполнения измерений электрических характеристик грунта необходимо определить, какие параметры измерительного устройства являются критически важными. В статье определяются данные параметры.
Ключевые слова:
метод конечных разностей во временной области, заземлитель, диэлектрическая проницаемость, дисперсия.
D. V. Kuklin
ESTIMATION OF PARAMETERS OF MEASUREMENT DEVICE FOR ELECTRICAL SOIL CHARACTERISTICS
Abstract
In order to perform measurements of electrical soil characteristics, it is necessary to determine what parameters of the measurement device are critically important. These parameters are determined in the article.
Keywords:
finite-difference time-domain method, grounding, permittivity, dielectric dispersion. Введение
При измерении частотной зависимости диэлектрической проницаемости грунта было предложено использовать установки метода вертикального электрического зондирования (ВЭЗ) [1; 2]. Помимо электромагнитного влияния между измерительными проводниками [2], существуют другие ограничения при измерениях на высоких частотах (несколько мегагерц). Так, например, внутренний импеданс измерительных пробников может существенно влиять на результаты измерений. Важно также знать, с какой точностью должны быть измерены ток и напряжение.
Оценка влияния входного импеданса измерительного пробника.
Оценку влияния входного импеданса пробника можно провести несколькими способами: сравнивая сопротивление (заземления) измерительных
