Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка активно-адаптивных устройств автоматики и управления средствами регулирования напряжения и компенсации реактивной мощности для интеллектуальных распределительных электрических сетей

Докладчик: Ванин Артем Сергеевич

Должность: младший научный сотрудник

Цель проекта:
1. Проблемы развития российской электроэнергетики связаны со снижением надежности и качества электроснабжения. Они обусловлены высоким износом основных производственных фондов, отсутствием необходимых инвестиций для их масштабного и своевременного обновления, а также значительным перераспределением и изменением характера электрической нагрузки. В этой связи в концепции развития сетей, подготовленной ОАО "Россети", указывается на необходимость решения ряда актуальных задач единой технической политики в электросетевом комплексе РФ, сформулированных в концепции развития сетей на 2014 - 2030 гг, в том числе: развитие структуры оперативно-технологического управления объектами, а также участие в управлении режимами управляемых элементов сетевой инфраструктуры; развитие информационной и телекоммуникационной инфраструктуры, повышение наблюдаемости электрической сети. На решение именно этих задач, достижению именно этих поставленных целей направлено выполнение предлагаемых прикладных исследований. 2. Разработка научно-технических основ создания устройств автоматики, управления и защиты для интеллектуальных электрических сетей с алгоритмами автоматической адаптации к изменениям топологии и параметров режимов электрических сетей с использованием моделирования электрических сетей, функционирующих на основе применения современных технологий управления: исследование активно-адаптивного воздействия на параметры режима распределительной сети при различном характере нагрузки и ее удаленности от центра питания; повышение надежности электроснабжения потребителей, экономичности функционирования распределительной электрической сети (РЭС), обеспечение качества электроэнергии при необходимой эффективности технологического процесса распределения и потребления электроэнергии на базе развития интеллектуальной составляющей при проектировании и эксплуатации РЭС; создание активно-адаптивных систем управления распределительными сетями с применением средств регулирования напряжения и управления нагрузкой.

Основные планируемые результаты проекта:
1. методы интеллектуального активно-адаптивного управления средствами регулирования напряжения и реактивной мощности; экспериментальные образцы адаптивных устройств автоматики, управления и защиты для интеллектуальных электрических сетей; эскизная конструкторская документация на экспериментальные образцы адаптивных устройств автоматики, управления и защиты для интеллектуальных электрических сетей; программное обеспечение для экспериментальных образцов адаптивных устройств автоматики, управления и защиты для интеллектуальных электрических сетей; программная документация для программного обеспечения экспериментальных образцов адаптивных устройств автоматики, управления и защиты для интеллектуальных электрических сетей; программа и методики экспериментальных исследований экспериментальных образцов адаптивных устройств автоматики, управления и защиты для интеллектуальных электрических сетей; протоколы испытаний активно-адаптивной системы для интеллектуальных электрических распределительных сетей; проект технического задания на проведение ОКР по теме: "Разработка активно-адаптивных устройств автоматики, управления и защиты средствами регулирования напряжения и компенсации реактивной мощности для интеллектуальных распределительных электрических сетей.
2. В состав системы активно-адаптивных устройств автоматики, управления и защиты для интеллектуальных электрических сетей должны входить:
- блок измерений и первичной обработки параметров режима;
- блок передачи информации;
- блок программного обеспечения активно-адаптивных устройств;
- блок сбора и сохранения информации;
- блок статистической обработки параметров режима;
- блок активно-адаптивного управления средствами регулирования напряжения и реактивной мощности;
- блок контроля исполнения (мониторинга) параметров режима;
- информационная система.
Экспериментальный образец Системы должен обеспечивать:
- измерение и обработку параметров режима;
- сбор и сохранение данных параметров режима ;
- статистическую обработку параметров режима;
- активно-адаптивное управление средствами регулирования напряжения и реактивной мощности;
- контроль параметров режима.
В качестве интерфейсов экспериментального образца Системы должны использоваться входные устройства реальных регуляторов напряжения и реактивной мощности типа АРКТ, АРКН.
Экспериментальных образец Системы должен обеспечивать активно-адаптивное регулирование напряжения и реактивной мощности в центре питания по критерию минимизации отклонения напряжения и потерь электроэнергии в распределительной сети.
3. Впервые будет предложена интеллектуализированная технология активно-адаптивного управления электрическими распределительными сетями с использованием системы активно-адаптивных устройств автоматики, управления и защиты, отличающаяся тем, что с целью надежного обеспечения качества электроэнергии по отклонениям напряжения у потребителя, в соответствии с установленными ГОСТ требованиями, уставки автоматического регулятора на трансформаторе центра питания выбираются в автоматическом режиме по результатам измерения в выбранных узлах этой сети и прогноза изменений напряжения у наибольшего числа потребителей. Внедрение этой технологии обеспечивает задел к переходу на интеллектуальные системы (активно-адаптивные) управления распределительными сетями и вместе с тем повышает технологическую безопасность и надежность за счет поддержания напряжения на выводах электроприемников (промышленных и бытовых), продлевает их срок службы, снижает риски отказов электрооборудования.
4. Предлагаемая тема ранее не исследовалась ни в Росси, ни за рубежом
5. Достижение заявленных результатов обеспечивается за счет имеющегося задела по исследуемой теме в виде научных публикаций, диссертаций, ранее выполненных работ в интересах электроэнергетических компаний; наличия высококвалифицированных исполнителей и материально-технической базы. Исследования проводятся в несколько этапов. В ходе исследования применяется имитационное и математической моделирование разрабатываемых устройств и электрической сети. По результатам исследований изготавливаются экспериментальные образцы устройств и системы.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Создаваемая интеллектуальная активно-адаптивная система автоматики, управления и защиты средствами регулирования напряжения и компенсации реактивной мощности может применяться в распределительных электрических сетях для коррекции их эксплуатационного состояния и поддержания параметров заданного режима по уровню напряжения у наибольшего числа потребителей, обеспечения баланса реактивной мощности и снижения потерь мощности и энергии.
2. Результаты работы должны найти коммерческий интерес в пределах сетевых компаний и организаций, обслуживающих эти компании, в пределах отраслевых научно-исследовательских институтов. Основным потребителем результатов исследований является ОАО "Россети" в лице его подразделений.
3. Основной эффект от планируемых результатов следует ожидать за счет повышения надежности и безопасности электроснабжения, что должно привести с снижению ущерба от недоотпуска электроэнергии , за счет продления срока службы основного оборудования электрических сетей, за счет повышения качества электроэнергии, создания полностью управляемых распределительных сетей (smart grid).
При этом планируются следующие социально-экономические эффекты:
- создание принципиально новых технологий;
- улучшение потребительских свойств предлагаемых технологий, предусматривающих улучшение качества электроэнергии, снижающих объем недоотпущенной электроэнергии, продлевающих срок эксплуатации оборудования;
- повышение уровня автоматизации производства предусматривающие разработку активно-адаптивной системы управления распределительными сетями;
- перспективность вновь создаваемой интеллектуальной собственности в части патентоспособности будущих результатов исследований и их лицензионных возможностей основана на том, что исследования направлены на разработку новых методов и принципов.

Текущие результаты проекта:
Выполнен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках НИР, в том числе обзор научных информационных источников: статьи в ведущих зарубежных и (или) российских научных журналах, монографии и (или) патенты);
Выполнено обоснование и формулирование назначения и области применения разрабатываемой системы активно-адаптивных устройств автоматики и управления средствами регулирования напряжения и компенсации реактивной мощности для интеллектуальных распределительных электрических сетей (далее Системы), основных технических и производственных условий, состава и назначения оборудования, сравнения с существующими аналогичными технологическими процессами;
Разработаны предварительные проектные решения по Системе и её частям;
Разработаны технические требования на макеты адаптивных устройств автоматики, управления и защиты для интеллектуальных электрических сетей (далее- АУА);
Разработаны технические требования на прикладное программное обеспечение для выполнения алгоритмов адаптивного управления на макетах АУА;
Разработаны технические требования на встраиваемое программное обеспечение ;
Разработана эскизная конструкторская документации на макеты АУА;
Разработаны программа и методика испытаний макетов АУА;
Составлен отчет о проведении патентных исследований в соответствии с ГОСТ Р 15.011. и сравнение разрабатываемой технологии с существующими технологическими процессами;
Изготовлены узлы и блоки макетов АУА;
Разработано встроенное программное обеспечение для АУА.