Научно образовательный центр

НОЦ

Научно-образовательный центр (НОЦ) «Надежность и эффективность РЗА, противоаварийной автоматики (ПА) и телекоммуникаций в интеллектуальной элект­роэнергетической системе с активно-адаптивными сетями» создан при поддержке ОАО «ФСК ЕЭС» в НИУ «МЭИ» на кафедре РЗ и АЭс в 2011 г. (научный руководитель А.Ф. Дьяков).

Экспериментальной базой НОЦ является програм­мно-аппаратный комплекс реального времени RTDS (Real Time Digital Simulation), открывающий принци­пиально новые возможности для исследования нор­мальных и аварийных режимов энергосистем с функ­ционированием в режиме реального времени вирту­ального силового оборудования и реальных промыш­ленных устройств РЗА, ПА, систем контроля и управления. В структуре RTDS предусмотрена воз­можность исследования моделей энергосистем боль­шой размерности.

Основными направлениями научной деятельности НОЦ НИУ «МЭИ» в электрических сетях высокого, сверхвысокого и ультравысокого напряжения явля­ются:

- исследование электромагнитных и электромехани­ческих переходных процессов в интеллектуальной электроэнергетической системе с активно-адаптив­ной сетью (ИЭС ААС) в реальном масштабе времени с моделированием систем автоматического управ­ления разработка и исследование новых алгоритмов автоматического регулирования, релейной защиты и автоматики энергосистем;

- комплексное тестирование реальных систем авто­матического регулирования, устройств РЗА и ПА с аналоговыми интерфейсами нового поколения;

- комплексное тестирование реальных устройств РЗА и ПА цифровых подстанций, функционирующих по условиям стандарта МЭК 61850;

- разработка и верификация электронной модели участка сети с применением инновационных техни­ческих решений [управляемого шунтирующего реак­тора, статического компенсатора (СТАТКОМ) и ста­тического тиристорного компенсатора];

- разработка концепции и отработка принципов создания цифровой подстанции;

- тестирование устройств РЗА и ПА для выявления причин неправильных действий при технологических нарушениях;

- исследование и анализ аварий, связанных с непра­вильной работой устройств РЗА с помощью програм­мно-аппаратного комплекса RTDS;

- разработка концепции и проведение научно-иссле­довательских работ в области создания и обеспечения надежности и эффективности инновационных цифро­вых систем релейной защиты, противоаварийной и режимной автоматики электроэнергетических систем на базе современных средств вычислительной тех­ники и перспективных информационных технологий, соответствующих требованиям МЭК 61850 и др.

Программно-аппаратный комплекс RTDS приме­няется при анализе работы и тестировании реальных терминалов различного назначения. На кафедре про­ведены испытания натурных микропроцессорных (МП) регуляторов возбуждения сильного действия.

Для этого была разработана схема подключения автоматического регулирования возбуждения (АРВ) к RTDS-моделям различных тестовых конфигураций сетей, работающих в контрольных режимах. Созданы сигналы, имитирующие тестовые возмущающие воз­действия, и сигналы, соответствующие действию управляющей аппаратуры.

При этом на реальные устройства АРВ подавались сигналы тока и напряжений, соответствующие изме­рениям реальных ТТ (0—5 А) и ТН (0—100 В), а выходные управляющие воздействия от АРВ в виде команд управления тиристорами подавались на вир­туальную модель генераторов, включающую тиристорную систему возбуждения.

 

RTDS

Данные испытания АРВ являются основой при выборе параметров настройки МП АРВ, обеспечива­ющих нужное качество регулирования с учетом раз­личных схемно-режимных ситуаций в ЕЭС, анализа аварийных ситуаций, связанных с АРВ, а также для повышения квалификации кадров в данном направле­нии.

На кафедре РЗиАЭС выполняется также ряд научно-исследовательских работ (НИР), направленных на создание систем РЗиА нового поколения, необходимых для реализации концепции интеллекту­альных энергосистем с активно-адаптивной сетью (ИЭС с ААС). Получены первые практические результаты выполнения таких НИР. В частности, раз­работана система адаптивного автоматического управления средствами компенсации реактивной мощности на подстанциях единой национальной электросети (ЕНЭС), которая позволяет поддержи­вать заданное значение напряжения на шинах путем согласованного управления плавно управляемых и коммутируемых средствах компенсации реактивной мощности (СКРМ) с адаптивной подстройкой сис­темы к изменениям интенсивности влияния компен­сируемой реактивной мощности на уровень напряже­ния на регулируемых шинах при одновременном сни­жении потерь электроэнергии в самих СКРМ и повы­шении качества электроэнергии.

Кроме того, был разработан усовершенствован­ный регулятор для управляемого устройства продоль­ной компенсации в аварийных режимах, обладаю­щего повышенной эффективностью гашения колеба­ний. Регулятор обеспечивает уменьшение энергии ускорения на 20—40 по сравнению с традицион­ными методами на каждом периоде колебаний, что позволяет в ряде случаев предотвращать возникнове­ние асинхронных режимов работы энергосистемы.

Также были разработаны новые алгоритмы работы дистанционных защит, обеспечивающие повышение чувствительности и быстродействия первой ступени, что позволяет зафиксировать и расширить суммар­ную защищаемую зону линии с управляемыми уст­ройствами продольной компенсации (УУПК на 30 % длины линии при минимальном объеме дополни­тельно устанавливаемого оборудования.

В ближайшем будущем планируется завершить и другие научно-исследовательские работы, направлен­ные на разработку интеллектуальных систем управле­ния и защиты по темам:

1) адаптивная автоматика устройств резервирова­ния при отказах выключателей;

2) адаптивная автоматика оперативной блоки­ровки управления разъединителями и заземляющими ножами;

3) интеллектуальная система обработки данных аварийных событий и анализа функционирования устройств релейной защиты и автоматики;

4) интеллектуальная система управления средс­твами компенсации реактивной мощности на под­станциях;

5) интеллектуальное устройство регулирования напряжения в распределительных сетях 6—20 кВ.