Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінде философия докторы (PhD) дәрежесін алу үшін Алина Гаухар Жуманжапаровна «6D070400 – Есептеу техникасы және бағдарламалық қамтамасыз ету» мамандығы бойынша «Автономды электр энергетикалық қондырғылардың технологиялық схемаларының жұмыс істеуіне арналған бағдарламалық құралдарды әзірлеу» тақырыбында диссертациясы қорғалады.
Диссертация Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің «Компьютерлік және программалық инженерия кафедрасы» кафедрасында орындалды.
Қорғау тілі - орыс тілінде
Ресми рецензенттер:
Нұрғалиев Мадияр Кәменұлы - философия докторы (PhD), Электроника және астрофизика кафедрасының қауымдастырылған профессоры, әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті (Алматы қ., Қазақстан Республикасы).
Сивякова Галина Александровна - техника ғылымдарының кандидаты, доцент, Басқарма мүшесі — академиялық мәселелер жөніндегі проректор, «Қарағанды индустриалды университеті» (Теміртау қ., Қазақстан Республикасы).
Диссертациялық кеңестің уақытша мүшелері:
Сейлова Нургуль Абадуллаевна - техника ғылымдарының кандидаты, қауымдастырылған профессор, Халықаралық ақпараттық технологиялар университетінің «Компьютерлік технологиялар және киберқауіпсіздік» факультетінің деканы (Алматы қ., Қазақстан Республикасы).
Сақан Қайрат Сақанұлы - философия докторы (PhD), ақпараттық қауіпсіздік зертханасының аға ғылыми қызметкері, ҚР ҒЖБМ ҒК РМК ШЖҚ «Ақпараттық және есептеу технологиялары институты» (Алматы қ., Қазақстан Республикасы).
- Зюбин Владимир Евгеньевич — техника ғылымдарының докторы, Компьютерлік технологиялар кафедрасының меңгерушісі, Новосибирск мемлекеттік университеті (Новосибирск қ., Ресей Федерациясы).
Ғылыми кеңесшілері:
Ташатов Нурлан Наркенович - физика-математика ғылымдарының кандидаты, доцент, «Ақпараттық қауіпсіздік және криптология» ғылыми-зерттеу институтының жетекші ғылыми қызметкері, Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті (Астана қ., Қазақстан Республикасы)
Марков Александр Владимирович - техника ғылымдарының кандидаты, Басқару жүйелері кафедрасының меңгерушісі, Беларусь мемлекеттік информатика және радиоэлектроника университеті (Минск қ., Беларусь Республикасы).
Қорғау 2026 жылғы 26 тамыз, сағат 16:00 Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің «6D070400 – Есептеу техникасы және бағдарламалық қамтамасыз ету» мамандығы бойынша «8D061 – Ақпараттық-коммуникациялық технологиялар» кадрларды даярлау бағыты бойынша диссертациялық кеңесте өтеді.
Диссертациялық кеңестің отырысы Microsoft Teams платформасында онлайн және оффлайн режимінде өтеді.
Сілтемесі: https://clck.ru/3Ua293
Мекен-жайы: Астана қаласы, А. Пушкин көшесі, 11 үй, 2 оқу ғимараты, 222-аудитория.
Аңдатпа (қаз.): АҢДАТПА Философия докторы (PhD) дәрежесін алу үшін дайындалған диссертацияға Алина Гаухар Жуманжапарованың «6D070400 – Есептеу техникасы және бағдарламалық қамтамасыз ету» мамандығы бойынша «Автономды электр энергетикалық қондырғылардың технологиялық схемаларының жұмыс істеуіне арналған бағдарламалық құралдарды әзірлеу» тақырыбына Диссертациялық зерттеудің мақсаты - баламалы энергия көздерін пайдалану тиімділігін арттыру мақсатында автономды энергетикалық қондырғыларды басқаруға арналған модель, интеллектуалды басқару әдісі және бағдарламалық қамтамасыз ету әзірлеу, оның негізінде терең күшейту оқытуының алгоритмдері пайдаланылады. Зерттеудің өзектілігі жаңартылатын энергия көздеріне (ЖЭК) негізделген автономды электроэнергетикалық жүйелерді басқарудың тиімді интеллектуалды әдістеріне деген өсіп келе жатқан қажеттілікпен айқындалады. Күн және жел генерациясының әлемдік және қазақстандық энергетикалық балансындағы үлесінің артуы осындай жүйелердің өндірілетін қуаттың тұрақсыздығын ескере отырып, сенімді және тұрақты жұмыс істеуін қамтамасыз етуді талап етеді. Қолданыстағы детерминирленген басқару әдістері - шекті алгоритмдер, ауыстыру ережелері, классикалық реттегіштер - генерация, жүктеме және жинақтауыш күйінің бір мезгілдегі өзгергіштігі жағдайында оңтайлы энергетикалық теңгерімді қамтамасыз етпейді, жүйенің жұмыс режимдерінің маусымдық және тәуліктік өзгерістеріне бейімделмейді, бұл жазғы кезеңде энергияның артық тасталуына және қысқы кезеңде энергиямен жабдықтаудың тапшылығына әкеледі. Қазақстан Республикасы үшін, ЖЭК-тің айтарлықтай әлеуетіне ие (жылдық инсоляция 1500–1600 кВт·сағ/м²-ге дейін, аумақтың 50%-ында орташа жылдық жел жылдамдығы 4-5 м/с-тан жоғары), автономды микроэлектрстанцияларды басқарудың мамандандырылған интеллектуалды жүйелері іс жүзінде әзірленбеген, бұл аталған зерттеудің өзектілігін айқындайды. Диссертациялық зерттеудің міндеттері: 1) Автономды электроэнергетикалық қондырғыларды басқарудың қолданыстағы әдістері мен бағдарламалық құралдарына талдау жүргізу және олардың стохастикалық генерация мен айнымалы жүктеме жағдайларында қолданылуының шектеулерін анықтау. 2) Машиналық оқыту әдістері негізінде күн және жел энергиясын генерациялауды болжау модельдерін әзірлеу және энергетикалық жүйені басқару есептерінде пайдалану үшін олардың дәлдігін бағалау. 3) Энергияны генерациялау, жинақтау және тұтыну процестерін, сондай-ақ технологиялық схеманың жұмыс параметрлері мен шектеулерін қамтитын автономды электроэнергетикалық жүйенің математикалық моделін әзірлеу. 4) Терең күшейту оқытуының алгоритмдері негізінде автономды электроэнергетикалық жүйенің жұмыс режимдерін интеллектуалды басқару әдісін әзірлеу. 5) Күн және жел қондырғыларының өндірісін, ағымдағы электр энергиясын тұтынуды және энергия жинақтау жүйесінің қолжетімді ресурстарын талдау негізінде қуат ағындарының оңтайлы бөлінуін қамтамасыз ететін автономды электроэнергетикалық жүйеге арналған басқару саясатын қалыптастыру алгоритмін әзірлеу. 6) Автономды энергожүйенің технологиялық схемасын нақты уақыт режимінде мониторингілеуге, симуляциялауға және басқаруға арналған бағдарламалық құралдарды жүзеге асыру. 7) Есептеу эксперименттерін жүргізу және ұсынылған әдістің тиімділігін энергия тиімділігі, сенімділік және энергетикалық теңгерім сапасы өлшемдері бойынша бағалау. Зерттеу объектісі: күн батареялары, жел генераторлары және баламалы энергияның басқа да көздері сияқты автономды энергетикалық қондырғыларды басқару жүйелері. Зерттеу пәні: автономды энергетикалық қондырғылардың тиімділігін, сенімділігін және қауіпсіздігін арттыру үшін басқару алгоритмдерін оңтайландыру және бағдарламалық шешімдер әзірлеу. Зерттеу әдіснамасы. Диссертациялық зерттеуді орындау барысында мыналар қолданылды: - ауа райы мен генерацияның тарихи қатарларын статистикалық талдау әдістері - маусымдық және уақытша үрдістер, айнымалылар арасындағы корреляциялар; - регрессиялық талдау, нейрондық желілер сияқты машиналық және терең оқыту әдістері; - күшейту оқытуының алгоритмдері, атап айтқанда Proximal Policy Optimization (PPO) алгоритмі; - MicrogridEnv ортасы негізінде автономды микроэлектрстанцияны имитациялық модельдеу әдістері; - веб-қосымшаларды әзірлеу әдістері мен технологиялары: FastAPI, React, WebSocket, Redis; - бағдарламалық құралдар мен кітапханалар: Python 3.11, PyTorch 2.5.1, Stable-Baselines3, JupyterLab, Node.js 22, Uvicorn. Ғылыми жаңалығы автономды электроэнергетикалық жүйенің режимдерін оңтайлы басқару әдісін терең күшейту оқытуы негізінде әзірлеуден тұрады, онда агент саясаты жаңартылатын генерацияның стационарлық емес сипатын және жүктеме динамикасын көрсететін симуляциялық ортамен өзара әрекеттесу арқылы қалыптасады. Ұсынылған тәсіл алғаш рет күн және жел генерациясының әзірленген болжамдық модельдерін агенттің бақылау кеңістігіне тікелей интеграциялайтын тұйық басқару циклін жүзеге асырады. Қорғауға шығарылатын негізгі ғылыми ережелер: - Машиналық оқыту әдістері негізінде күн және жел энергиясын генерациялауды болжау модельдері және энергетикалық жүйені басқару есептерінде пайдалану үшін олардың дәлдігін бағалау. - Энергияны генерациялау, жинақтау және тұтыну процестерін, технологиялық схеманың жұмыс шектеулері мен параметрлерін қамтитын автономды электроэнергетикалық жүйенің математикалық моделі, бұл нақты жабдыққа қауіп төндірмей басқару алгоритмдерін оқыту және тестілеу үшін қайталанатын орта жасауға мүмкіндік берді. - Терең күшейту оқытуы негізінде автономды электроэнергетикалық жүйені интеллектуалды басқару әдісі, бұл жинақтауышты басқаруды автоматтандыруға және болжанбайтын генерация мен айнымалы жүктеме жағдайларында тұрақты энергетикалық теңгерімді қамтамасыз етуге мүмкіндік берді. - Терең күшейту оқытуы моделі негізінде автономды энергетикалық жүйені басқару бойынша шешім қабылдау алгоритмін жүзеге асыру, бұл жаңартылатын энергия көздерін пайдалану тиімділігін арттыруға және автономды жүйенің пайдалану шығындарын азайтуға мүмкіндік берді. Диссертациялық зерттеу нәтижелерінің практикалық маңыздылығы әзірленген бағдарламалық кешенді айнымалы генерация мен жүктеме жағдайларында автономды микроэнергетикалық жүйелерді басқаруды автоматтандыру үшін қолдану мүмкіндігінен тұрады, бұл орталықтандырылған желілерге қол жеткізуі шектеулі Қазақстанның қашықтағы аудандары үшін әсіресе өзекті. PPO алгоритмін қолдану қысқы стрессті сценарийлерде энергиямен жабдықтау тапшылығын азайтуға және жазғы кезеңде артық генерацияны барынша төмендетуге мүмкіндік береді, бұл ресурстарды ұтымсыз пайдалануды және пайдалану шығындарын азайтады. Бағдарламалық кешен «Nomad Energy» ЖШС және «Статус Қарағанды» ЖШС кәсіпорындарында енгізілді: бағдарламалық қамтамасыз ету болжамдық аналитика негізінде энергия көздері арасындағы ауысуларды басқаруды қамтамасыз ете отырып, автономды электроэнергетикалық қондырғылардың технологиялық схемаларына интеграцияланды. Нәтижелерді апробациялау. Диссертациялық зерттеудің негізгі нәтижелері мынадай халықаралық және республикалық ғылыми конференцияларда баяндалды және талқыланды: – «ĠYLYM JÁNE BILÍM – 2019» студенттер мен жас ғалымдардың XIV Халықаралық ғылыми конференциясы, Нұр-Сұлтан, 2019; – «Стандарттау – бәсекеге қабілеттілікті арттыру құралы» халықаралық ғылыми-практикалық конференциясы, Нұр-Сұлтан, 2019; – «Ақпараттық технологиялар мен жүйелер 2020 (АТЖ 2020)» халықаралық ғылыми конференциясы, БМУИР, Минск, Беларусь, 2020; – «Сағынов оқулары №12» халықаралық ғылыми-практикалық онлайн-конференциясы, Қарағанды, 2020; – «Information Technologies and Automation – 2021» халықаралық ғылыми конференциясы, Одесса, 2021; – «Сағынов оқулары №14» халықаралық ғылыми-практикалық конференциясы, Қарағанды, 2022 (2 баяндама); – «XV Сағынов оқулары» халықаралық ғылыми-практикалық конференциясы, Қарағанды, 2023; – «Сағынов оқулары №17» халықаралық ғылыми-практикалық конференциясы, Қарағанды, 2025. Жарияланымдар. Диссертациялық зерттеу нәтижелері бойынша 6 ғылыми мақала жарияланды, оның 2-і Scopus деректер базасында индексделген, 4-і — ҚР ҒжЖООМ Ғылым мен жоғары білім сапасын қамтамасыз ету жөніндегі комитет ұсынған журналдарда. Авторлық құқық объектісіне (ЭЕМ бағдарламасы) мемлекеттік тіркеудің 1 куәлігі алынды. – Software Prototype Development For Non-Centralized Objects Of Wind Flow Amplification // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2022. – Vol. 6/9 (120). – P. 80–88. (Scopus, CiteScore 2023 = 2.0, Q3); – Development of the logical system for forecasting wind characteristics in the urban conditions // EUREKA: Physics and Engineering. – 2024. – №2. – P. 55–69. (Scopus, CiteScore 2023 = 1.9, Q3); – Электрмен жабдықтау жүйелеріндегі (SmartGrid) киберқауіпсіздік мәселелері // Университет еңбектері. – 2019. – №2. – Б. 128–133; – Оқшаулау өткізгіштіктерін өлшеу құрылғысының жұмыс тиімділігін бағалау // Университет еңбектері. – 2020. – №2. – Б. 147–151; – Ақпараттық-коммуникациялық технологияларды қолдана отырып энергетикалық жүйелерді дамыту // Университет еңбектері. – 2021. – №2. – Б. 146–152; – Жел ағынын күшейткіштердің айналу функциясына арналған цифрлық іске асыру бағдарламасын әзірлеу // Университет еңбектері. – 2023. – №4. – Б. 455–466. ҒЗЖ-мен байланысы. Диссертациялық жұмыс «АР14871978 Көп ротормен жүйені пайдаланатын жоғары тиімді жел генераторы» гранттық қаржыландыру жобасы шеңберінде Л.Н. Гумилев атындағы ЕҰУ Компьютерлік және бағдарламалық инженерия кафедрасында орындалды. Зерттеу тақырыбы Қазақстан Республикасы ғылымы дамуының басым бағыттарына сәйкес келеді: ақпараттық және коммуникациялық технологиялар; жасанды интеллект және машиналық оқыту; жаңартылатын энергетика. Диссертацияның құрылымы мен көлемі. Диссертация кіріспеден, мазмұннан, 16 тармақшаны қамтитын төрт негізгі бөлімнен, қорытындыдан, пайдаланылған әдебиеттер тізімінен және қосымшалардан тұрады. Жұмыстың жалпы көлемі 141 бет. Кіріспеде өзектілік, мақсат, міндеттер, зерттеу объектісі мен пәні, ғылыми жаңалығы, практикалық маңыздылығы, қорғауға шығарылатын негізгі ережелер және нәтижелердің апробациясы ашылған. Кіріспеде зерттеудің ғылыми аппараты берілген, тақырыптың өзектілігі, теория мен практикадағы зерттелу дәрежесі негізделген, зерттеудің мақсаты, объектісі, пәні мен міндеттері айқындалған, ғылыми жаңалығы, теориялық және практикалық маңыздылығы ашылған, зерттеу әдістері, жарияланымдар мен апробациялар тізімі келтірілген. 1-бөлімде Қазақстандағы автономды электроэнергетикалық қондырғыларды басқарудың қолданыстағы әдістері мен бағдарламалық құралдарын талдау нәтижелері берілген, стохастикалық генерация мен айнымалы жүктеме жағдайларында олардың қолданылу шектеулері анықталған, ЖЭК жіктемесі, баламалы энергетика әлеуеті және энергетикалық жүйелерді автоматтандырылған басқарудың әдіснамалық негіздері қарастырылған. 2-бөлімде машиналық оқыту алгоритмдері негізінде күн және жел энергиясын генерациялауды болжау модельдері әзірленген; әдістердің салыстырмалы талдауы жүргізілген және тиісті болжау есептері үшін ең дәл алгоритмдер ретінде Random Forest пен LightGBM таңдауы негізделген. 3-бөлімде энергияны генерациялау, жинақтау және тұтыну процестерін, технологиялық схеманың жұмыс шектеулері мен параметрлерін қамтитын автономды электроэнергетикалық жүйенің математикалық және симуляциялық моделі әзірленген; MicrogridEnv симуляциялық стенді құрастырылып, верификацияланған; энергия тиімділігі, сенімділік және энергетикалық теңгерім сапасы өлшемдері бойынша тиімділікті бағалауға арналған есептеу эксперименттері сериясы жүргізілген. 4-бөлімде интеллектуалды басқару әдісі әзірленген және энергия ағындарын оңтайлы басқару үшін PPO терең күшейту оқытуы негізінде шешім қабылдау алгоритмі жүзеге асырылған; күн және жел қондырғыларынан болжамдық өндірісті, ағымдағы тұтынуды және жинақтауыш ресурстарын талдау негізінде жүйенің жұмысын нақты уақыт режимінде мониторингілеуге және қуат ағындарын оңтайлы бөлуге арналған веб-қосымша әзірленген. Қорытындыда тараулар бойынша тұжырымдар берілген, зерттеу нәтижелері жинақталған. Қосымшада зерттеудің қосымша материалдары, зерттеу нәтижелері, бағдарламаның листингі, зерттеу нәтижелерін енгізу актілері берілген.
Зерттеулерді этикалық бағалау жөніндегі комиссияның қорытындысы
