Уральские ученые разрабатывают импортозамещающую систему снижения рисков аварий в электроэнергетике

Исследования ученых Уральского федерального университета (УрФУ) позволят значительно уменьшить риск аварий в российской электроэнергетике. Это станет возможным благодаря разрабатываемой системе управления энергосистемой. Ее особенность — применение интеллектуальных алгоритмов обработки синхронизированных векторных измерений.

Самые частые аварии в электроэнергетике — это короткие замыкания в электрических сетях. Исключить их нельзя из-за целого ряда факторов: атмосферные воздействия (прямые удары молний), износ оборудования, отсутствие достоверной информации о режиме работы электроэнергетической системы и так далее.

Система уральских исследователей повысит качество управления электроэнергетическими системами, сократит время принятия нужных решений, что должно снизить тяжесть и каскадность развития аварий. Также за счет повышения точности и эффективности алгоритмов противоаварийного управления разработка поможет уменьшить ущерб от аварий потребителям.

В технологии применены интеллектуальные алгоритмы обработки синхронизированных векторных измерений. Если традиционные измерения позволяют измерять только действующие значения электрических параметров, то векторные могут измерять мгновенные значения и фазы таких параметров, как взаимное расположение токов и напряжений по отношению друг к другу. Измерение мгновенных значений электрических параметров, синхронизированных во времени, позволяет резко повысить достоверность информации о режиме работы электроэнергетической системы, а также скорость и качество принимаемых управляющих воздействий по локализации аварийных ситуаций.

«Здесь мы говорим уже о синхронизированных векторных измерениях. Ранее измерения в точках энергосистемы производились в разные моменты времени. Это существенно затрудняло вычисление электрических параметров. Скажем, в одном месте напряжение составляет 220 киловольт, а в другом 198. Но почти всегда это происходило в разные моменты времени, и замер шел на основании разницы потенциалов. То есть на основе силы тока проводилось вычисление сопротивления провода. Но этот метод не очень точен, так как гораздо эффективнее знать разность потенциалов в один и тот же момент времени. Такие, более точные, данные позволяют управлять энергосистемой более эффективно и минимизировать возможный ущерб», — отмечает куратор проекта, заместитель директора по науке и инновациям энергетического института УрФУ Сергей Кокин. 

По словам руководителя проекта, заведующего кафедрой автоматизированных электрических систем УрФУ Андрея Паздерина, до этого подобные системы в основном применялись в сетях сверхвысокого напряжения — 220–500 киловольт. Однако теперь есть перспектива использовать их в сетях средних и низких классов.

«К примеру, если спроектировать устройство для подстанций на 110–135 киловольт, то объем продаж может резко увеличиться. Если подстанций в 500 киловольт в Свердловской области шесть, а в 220 киловольт — около 30, то подстанций на 110 киловольт уже 700. Что касается еще менее мощных подстанций в 10 киловольт, то их только в Екатеринбурге около 6 тыс., а в области 50–60 тыс. Новая система управления позволит управлять большим количеством подстанций. Потребителями таких устройств станут системные операторы на уровне высоких напряжений — ФСК ЕЭС, «Россети», а также их структурные подразделения и снабжающие компании», — говорит Андрей Паздерин.

Сергей Кокин добавляет, что проект вносит большой вклад в решение вопроса импортозамещения. На сегодняшний момент в мире есть около десятка производителей подобных систем, и разработка уральских ученых может составить им серьезную конкуренцию. К сентябрю 2022 года ученые планируют разработать алгоритмы и прототипы новой системы. Затем их доработкой и внедрением займутся специалисты компании «Прософт-Системы».

Проект выполняется в рамках Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня «Передовые производственные технологии и материалы» (УМНОЦ). Индустриальный партнер вуза — компания «Прософт-Системы» — выделила 20 млн рублей на научные исследования в этой области.

Напомним, что создание и развитие сети научно-образовательных центров мирового уровня проходят в рамках реализации Минобрнауки России национального проекта «Наука и университеты».

Информация и фото предоставлены пресс-службой Минобрнауки России