Центр настройки и сертификации устройств релейной защиты и автоматики

Актуальность проекта и существующие проблемы

Устройства релейной защиты и автоматики (РЗА) обязательно должны быть правильно отлажены и настроены, т.к. это требуется для разработки корректных технических решений по составу и алгоритмам их работы, работы защищаемого оборудования, а также для предотвращения ложного срабатывания и, как следствие, возникновения крупномасштабных аварий, которые приводят к значительному материальному ущербу. Таким образом, необходимо проведение комплекса работ по тестированию и сертификации устройств РЗА для подтверждения возможности выполнения всех требований нормативно-технической документации.

Известная специфика и сложность современных электроэнергетических систем (ЭЭС) практически исключают возможность получения всей необходимой информации натурным путем и посредством физического моделирования. При этом возникающие задачи исследования поведения постоянно усложняющихся энергосистем требуют внедрения быстрых и эффективных инструментов моделирования ЭЭС и связанных с ними процессов.Кроме того, появление новых видов оборудования и объектов – особенно распределенной генерации и возобновляемых источников энергии – требует детальных исследований их влияния во всех возможных режимах, как штатных, так и аварийных, на всю энергосистему в целом и в том числе на действие устройств релейной защиты и автоматики уже установленных в существующие ЭЭС.

Для всестороннего исследования поведения РЗА в ЭЭС необходимо проведение всего спектра расчетов установившихся режимов, статической и динамической устойчивости. Помимо этого, необходима достаточная детализация каждого функционального блока устройства РЗА, а также должны быть учтены все влияющие факторы для его корректной настройки и координации с другими устройствами.

Вследствие этого за рубежом (также это постепенно внедряется и у нас в России) для настройки и тестирования устройств РЗА в настоящее время используют цифровые программно-аппаратные комплексы моделирования электроэнергетических систем в режиме реального времени (ПАК РВ), такие как RTDS и eMEGASim, которые позволяют осуществлять моделирование в реальном времени процессов в оборудовании и ЭЭС в целом, а также проводить тестовую проверку алгоритмов реальных образцов РЗА и их аппаратных компонентов в «замкнутом цикле» («closed-loop testing»). Однако существуют определенные недостатки применения цифровых комплексов в качестве инструмента моделирования:

1. использование в данных комплексах численных методов расчета дифференциальных уравнений, описывающих процессы в ЭЭС – вследствие этого накладываются ограничения на совокупную модель энергосистемы: на порядок системы дифференциальных уравнений, интервал интегрирования, общее время моделирования;

2. взаимосвязь моделируемых элементов ЭЭС реализуется на цифровом уровне, вследствие чего возможна потеря данных, асинхронное взаимодействие, особенно при моделировании больших энергосистем;

3. соответствие интегрированных моделей библиотек комплексов стандартам IEEE.

Обозначенные первые два ограничения обуславливают необходимость существенного ограничения размерности моделируемой энергосистемы и/или интервала воспроизведения процессов при настройке и сертификации оборудования, необходимость использования в некоторых случаях упрощенных моделей элементов ЭЭС. Всё это, в конечном счете, не позволяет в полной мере решить обозначенную проблему повышения эффективности и адекватности функционирования РЗА для снижения аварийности в ЭЭС.

Предлагаемое решение

В связи с этим в данном проекте предлагается создание центра настройки и сертификации устройств релейной защиты и автоматики на базе Томского политехнического университета с применением в качестве моделирующего ПАК РВ собственной разработки научно-исследовательской лаборатории Моделирования электроэнергетических систем Инженерной школы энергетики ТПУ – Всережимного моделирующего комплекса реального времени электроэнергетических систем (ВМК РВ ЭЭС).

ВМК РВ ЭЭС разработан на основе принципиально другого подхода к моделированию энергосистем – концепции гибридного моделирования, которая объединяет в себе три подхода: аналоговый, цифровой (численный) и физический, что позволяет получить результаты более полные и достоверные за счет исключения методической ошибки и названных выше ограничений.

В прикрепленных файлах Вы можете ознакомиться с принципом реализации ВМК РВ ЭЭС.

Ожидаемые результаты и возможности проекта

1. Верификация и сертификация любых устройств РЗА, их тестирование в замкнутом цикле для повышения эффективности разработки и настройки, что сведет к минимуму вероятность ложного срабатывания и уменьшит затраты, связанные с ликвидацией последующих аварий;

2. Адекватная и полная оценка условий работы оборудования при всевозможных нормальных, аварийных, послеаварийных и ремонтных режимах;

3. Разработка комплекса мероприятий и документов для вывода используемого комплекса на российский рынок с целью обеспечения импортозамещения в сфере электроэнергетики, являющейся важнейшей государственной отраслью, что поставит точку в вопросе о необходимости разработки отечественного ПАК РВ;

4. Возможность разработки рекомендаций по настройке релейной защиты, противоаварийной и режимной автоматики в новых интеллектуальных энергосистемах с активно-адаптивной сетью;

5. Возможность проверки, оценки и научно-технического сопровождения процесса внедрений новых технических решений и оборудования в существующие ЭЭС;

6. Возможность исключения ошибок проектирования при модернизации старых и строительстве новых объектов электроэнергетики.

Рейтинг проекта +2

Команда

+ Вступить в команду
Показать еще

Обсуждения

В чем нуждается проект

Проект нуждается в финансовой и маркетинговой поддержке. Финансовый аспект заключается в разработке полноценного интерфейса взаимодействия ВМК РВ ЭЭС с существующими устройствами РЗА, а также в разработке моделей нового оборудования ЭЭС (ВИЭ, устройства FACTS и т.д.) и их дальнейшей реализации в виде гибридных модулей, используемых в программно-аппаратном комплексе.

Комментарии

Комментариев пока нет.

Добавление комментария