В ТПУ создали систему-советчик, моделирующую аварию в энергосистеме быстрее реального времени

| 1063

Ученые Томского политехнического университета создали комплекс поддержки принятия решений (КППР) для диспетчерского персонала энергосистем. Система позволяет диспетчерам оперативно опробовать свои действия по управлению энергосистемой, проверить и оценить их последствия на цифровом двойнике в режиме быстрее реального времени.

Статья, посвященная исследованию, опубликована в одном из самых авторитетных журналов в области энергетики, энерготехнологии, электротехнической и электронной промышленности IEEE Transactions on Power Systems (Q1, IF 6.074).

«Энергосистема — это своего рода живой организм, внутри которого постоянно и непрерывно происходят изменения. Чтобы этот организм работал качественно и без сбоев, им необходимо управлять. Эту чрезвычайно сложную задачу выполняет оперативно-диспетчерский персонал. При этом неверные или запоздалые действия диспетчера могут усугубить аварийную ситуацию», — говорит один из авторов статьи, доцент отделения электроэнергетики и электротехники ТПУ Алексей Суворов.

Он добавляет, что система поддержки принятия решений является продолжением работ над мультипроцессорным моделирующим комплексом реального времени электроэнергетических систем. За эту разработку коллектив молодых ученых из лаборатории «Моделирование электроэнергетических систем» — Михаил Андреев, Николай Рубан, Алексей Суворов и Руслан Уфа — получил премию Правительства РФ в области науки и техники для молодых ученых. Всережимный моделирующий комплекс позволяет получить огромный объем информации о работе энергосистемы. Данные хранятся на сервере. Именно с ними и работает система поддержки принятия решений.

«КППР создан на основе гибридного подхода к моделированию энергосистем, который был разработан профессором отделения электроэнергетики и электротехники Александром Сергеевичем Гусевым. Его суть заключается в объединении существующих техник моделирования (аналоговое, физическое и цифровое) и использовании лучших свойств и возможностей каждого из них. С помощью КППР осуществляется методически точное моделирование в реальном времени энергосистемы любой размерности и сложности — по сути, комплекс является аналогом реальной энергосистемы, ее цифровым двойником. Более того, за счет свойств гибридного подхода реализована возможность моделирования быстрее реального времени. На текущей элементной базе удалось достичь пятикратного ускорения. Это дает возможность диспетчеру проверить несколько вариантов развития событий, выбрать наиболее эффективный и предпринять корректировку схемно-режимного состояния и уже после этого выполнить действия на реальной энергосистеме, снижая возможный негативный эффект от своих действий», — поясняет ученый.

Фото: структура разработанного комплекса поддержки принятия решений

Все компоненты системы, включая специальное программное обеспечение, разработаны в ТПУ. Ее эффективность была проверена на примере реальной энергосистемы Томской области.

«Система поддержки принятия решений работает параллельно с энергосистемой и собирает данные с оперативно-информационного комплекса (ОИК). ОИК мониторит режим энергосистемы, собирает данные о напряжении, мощности, видит, как система «дышит». Для тестирования комплекса мы сделали специальный эмулятор, имитирующий ОИК. С помощью него имитировалась внештатная ситуация, которую видит и диспетчер, и комплекс. Заложенный в КППР софт содержит все необходимые алгоритмы и сценарии действий. Дело в том, что у диспетчеров есть очень строгие регламентирующие указания, касающиеся того, какие действия необходимо предпринять в той или иной ситуации. В соответствии с произошедшей внештатной ситуацией, КППР обрабатывает поступающую информацию и выдает типовые решения, ориентируясь на инструкцию. При этом у диспетчера за счет быстрого моделирования остается больше времени на проверку и принятие наиболее правильного решения», — уточняет Алексей Суворов.

Эффективность работы комплекса также была экспериментально проверена вместе с учеными из Индийского института технологии (г. Рурки).