Проект позволяет успешно решить задачу импортозамещения в энергетике. Фото: Илья Сафаров.
Исследования ученых Уральского федерального университета 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. На научные исследования в этой области индустриальный партнер вуза — компания «Прософт-Системы» — выделила 20 млн руб. Проект реализуется в рамках Уральского межрегионального научно-образовательного центра «Передовые производственные технологии и материалы».
Проект нацелен на повышение качества управления электроэнергетическими системами, сокращение времени на принятие нужных решений и, соответственно, на снижение тяжести, каскадности развития аварий. Система будет способствовать уменьшению ущерба потребителям от аварий, которые регулярно происходят в энергосистемах, за счет повышения точности и эффективности алгоритмов противоаварийного управления. В этом поможет переход на новую информационно-измерительную основу. Если традиционные измерения позволяют измерять только действующие значения электрических параметров, то векторные могут измерять мгновенные значения и фазы таких параметров, взаимное расположение токов и напряжений по отношению друг к другу.
«Здесь мы говорим уже о синхронизированных векторных измерениях, — отмечает куратор проекта, заместитель директора по науке и инновациям УралЭНИН УрФУ Сергей Кокин. — 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».
По словам руководителя проекта, заведующего кафедрой АЭС УралЭНИН Андрея Паздерина, до этого подобные системы в основном применялись в сетях сверхвысокого напряжения — 220–500 киловольт. Однако сейчас 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, — говорит Андрей Паздерин. — 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».
Сергей Кокин добавляет, что проект вносит большой вклад в решение вопроса импортозамещения. В мире есть около десятка производителей таких 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».