В Новосибирском государственном техническом университете НЭТИ разработали технологию, которая повышает надежность и живучесть энергосистемы. Этот подход позволяет энергосистемам работать без централизованного управления, мгновенно реагируя на аварии и сбои.
Как рассказал доцент кафедры электрических станций НГТУ НЭТИ, кандидат технических наук Анатолий Осинцев, сейчас сложилась иерархическая структура управления режимами энергосистем. Она позволяет координировать действия большого количества объектов (электростанции, подстанции, сети), оперативно управлять режимами работы, реагировать на аварийные ситуации и восстанавливать нормальное функционирование при сбоях. Диспетчерское управление осуществляет контроль через распоряжения, а для передачи команд между различными объектами энергосистемы и для обеспечения бесперебойной, надежной и эффективной работы используются информационные каналы связи.
Объединение объектов малой генерации с собственной нагрузкой между собой приводит к появлению энергосистем малой мощности, в которых традиционная структура управления экономически и технически нецелесообразна. Ученые НГТУ НЭТИ предложили автономное управление такими системами без централизованной раздачи команд.
«Мы разработали прототипы локальных устройств (агентов) управления режимами в энергосистемах с малой генерацией, в каждом из которых заложили определенные функции режимного и/или противоаварийного управления. Эти функции осуществляются без участия человека, — отметил Анатолий Осинцев. — Получилась система распределенного искусственного интеллекта роевого типа: агенты работают независимо друг от друга, но ввиду единых правил работы достигается общий результат».
Преимущества технологии — в повышении надежности работы энергосистемы и ее живучести, то есть способности восстанавливать нормальный режим при различных возмущениях — коротких замыканиях, отказах оборудования, отключениях отдельных элементов сети.
По словам ученого, технология позволяет отключать поврежденные части сети, а потом автоматически собирать то, что осталось в работе, без ущерба для потребителя и максимально безопасно для генерирующего оборудования.
«Настройка уставок релейной защиты на генерирующих установках малой мощности выполнена так, что любое короткое замыкание в прилегающей сети, отключаемое с выдержкой времени, приведет к массовому отключению генераторов. Альтернативный вариант — максимально быстрое отделение станции со своей нагрузкой от внешней сети, — подчеркнул разработчик. — Мы предлагаем комплекс способов противоаварийного управления, новые способы релейной защиты в электрической сети, где объединены объекты с малой генерацией».
Летом ученые продемонстрировали работу данной технологии на физической модели энергосистемы. Это произошло на научном семинаре «Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики», который проходил на базе НГТУ НЭТИ. Специалисты воссоздавали аварийные ситуации — имитировали короткие замыкания в различных участках сети — и показывали, как автоматика ведет себя и автономно, без участия человека, выходит из нештатных ситуаций.
Для реализации данной технологии задействовано много способов, которые уже запатентованы. В частности, способ защиты линий электропередачи и противоаварийного управления в электрических сетях с распределенной генерацией (патент 2024 года) и способ децентрализованной синхронизации и восстановления нормального режима аварийно разделенной электрической сети с генераторами (патент 2022 года).
Проект реализуется в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (национальный проект «Молодежь и дети»).
