Цифровые подстанции и моделирование аварий на электросетях: новый проект магнитогорских ученых

В Магнитогорском государственном техническом университете им. Г.И. Носова завершили проектирование концепции уникальной лаборатории мирового уровня – лаборатории интеллектуальных систем электроснабжения с источниками распределенной генерации. Она займет свое место в межуниверситетском кампусе, строительство которого сейчас ведется в Челябинске.

Сотрудники лаборатории создадут физическую модель системы электроснабжения с разнородными источниками малой генерации и возможностью ее подключения к внешней энергетической системе. То есть ученые смогут смоделировать систему электроснабжения с большим числом электросетевых элементов и нагрузок.

«Уникальность лаборатории заключается в моделировании сетей с разнородной малой генерацией, – поясняет заведующая кафедрой электроснабжения промышленных предприятий МГТУ им. Г.И. Носова Александра Варганова. – Сети 0,4, 6, 10  кВ обладают большим количеством узлов, точек присоединения, разнородных нагрузок. Кроме того, активно развивается малая генерация, работающая на традиционных энергетических ресурсах (природный газ) – это газотурбины, газопоршневые и парогазовые установки. Число таких источников растет год от года в условиях сетей 0,4, 6, 10 кВ. Солнечная энергетика и ветрогенерация в данных сетях в РФ получает небольшое развитие, она вводится в эксплуатацию только в некоторых регионах и в основном в условиях городских сетей и частных комплексов. Частники таким образом получают электроэнергию для своих домов, дач, в сеть они ее выдают крайне мало, но, тем не менее, такая возможность уже появилась».

На лабораторном оборудовании ученые планируют моделировать не только нормальные режимы, но и аварийные и послеаварийные, Одним из направлений лабораторных установок является комплекс, позволяющий осуществлять техническое обслуживание, а также оценку работы микропроцессорных устройств релейной защиты. Сейчас ученые МГТУ им. Г.И. Носова  прорабатывают вопрос по сбору и комплектации новой лаборатории и возможном партнерстве и сотрудничестве.

Особый интерес и наибольшую значимость представляет проектирование цифровых подстанций.

«В России аналоги цифровых подстанций есть в виде лабораторий, где можно учить, проводить курсы переподготовки или повышения квалификации, но что касается нашего региона, который в перспективе будет требовать реновации электрических сетей и подстанций – у нас таких лабораторий не существует, – говорит Александра Варганова. – В плане цифровых решений предполагается работа по цифровизации подстанций  напряжением 35, 110, 220 киловольт и выше. В сетях 0,4, 6, 10 кВ рассматриваются вопросы по интеллектуализации сетей. В данном случае уже необходимо говорить об умных сетях. Натурное моделирование очень сложно, в условиях предприятий нам никто не разрешит сделать короткое замыкание, нужна математическая модель, мы все трансформировали в программное обеспечение, которое дает небольшие погрешности и позволяет моделировать реальные процессы в  программно-техническом комплексе».