Материалы портала «Научная Россия»

В ТПУ создали моделирующий комплекс для безаварийной работы энергосистем

В ТПУ создали моделирующий комплекс для безаварийной работы энергосистем
Российская разработка не имеет мировых аналогов и уже прошла успешную апробацию в реальных энергосистемах

Коллектив научно-исследовательской лаборатории "Моделирование электроэнергетических систем" Томского политехнического университета разработал Всережимный моделирующий комплекс реального времени, позволяющий не допускать крупных аварий в ходе работы энергосистем, сообщает РИА Новости. Российская разработка не имеет мировых аналогов и уже прошла успешную апробацию в реальных энергосистемах. Научная статья, посвященная этой разработке, вышла в научном журнале IEEE Transactions on Smart Grid.

Согласно обобщенной статистике из факторов, вызывающих крупные системные аварии в энергосистемах различных мегаполисов, государств, лишь 10% приходятся на стихийные бедствия (цунами, землетрясения, ураганы и так далее). Еще 40% аварий возникают по причине неисправного оборудования — в результате его неправильной эксплуатации или заводского брака комплектующих. Оставшиеся 50% — это ошибки диспетчерского персонала (25%) и неправильные действия релейной защиты и автоматики (25%). То есть, в половине случаев  крупные аварии возникают в результате процессов, никак не связанных с внешними факторами.

Энергосистема — это совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, соединенных между собой и связанных общностью режима (работающих параллельно) в непрерывном процессе производства, преобразования и распределения электрической энергии и тепла при общем управлении этим режимом.
Энергетическую систему можно сравнить с живым организмом, внутри которого постоянно и непрерывно происходят какие-то новые процессы. Чтобы энергосистема работала качественно и без сбоев, ею необходимо управлять. Делают это сейчас с помощью моделирующих комплексов, представляющих собой виртуальные копии реальных станций или энергосистем. Если то или иное действие на них отрабатывается удачно, его применяют в реальных условиях.

"Для создания виртуальных копий реальных энергосистем сейчас используют комплексы математического моделирования, — объясняет профессор ТПУ Александр Гусев. — На них при помощи дифференциальных уравнений воспроизводятся все процессы внутри энергосистемы. Между тем, из области дифференциальных уравнений можно решить только те, которые сводятся к табличным интегралам, которых в высшей математике всего полторы странички. То есть, в реальности мы имеем дифференциальные уравнения, которые точно не решаются. Вычислительные процессы в таких моделирующих комплексах построены на грубых упрощениях. Следовательно, данные о работе энергосистемы такие комплексы выдают неточные и с опозданием, так как на вычислительные процессы требуется еще и некоторое время. Между тем, в энергосистеме будут проходить уже совершенно другие процессы, и полученные данные станут не актуальны".

 

Чтобы решить эту проблему ученые ТПУ разработали Всережимный моделирующий комплекс реального времени электроэнергетических систем. Суть разработки заключается в объединении для достижения высокой адекватности результатов нескольких подходов к моделированию: аналогового, цифрового и физического.

"Внутри нашего комплекса установлен специализированный гибридный цифроаналоговый процессор. Во избежание неточностей с математическим моделированием мы использовали непрерывное неявное аналоговое решение, которое решает уравнения методически точно и оперативно. Все элементы системы параллельно взаимодействуют между собой в режиме реального времени. В отличие от аналогов, у нашего комплекса нет ограничений на размерность — он может повторить даже самую крупную энергосистему. Сколько в реальной энергосистеме генераторов и трансформаторов, столько в нашем комплексе будет содержаться гибридных процессоров", — поясняет Александр Гусев.

За последние пять лет научный коллектив кафедры опубликовал по данной технологии более 200 научных статей в рецензируемых международных и российских журналах.

 

Источник: ria.ru

моделирование электроэнергетических систем

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий