Моделирование электроэнергетических систем






Во ВНИИР функционирует специализированное подразделение – Центр моделирования электроэнергетических систем.


ezgif.com-gif-maker (4).jpg

Назначение

Выполнение научно-исследовательских работ (НИР) и оказание услуг по следующим направлениям:

  • расчёты и моделирование (в том числе в режиме реального времени) электроэнергетических систем;
  • исследование функционирования первичного и вторичного оборудования энергосистем;
  • оптимизация режимов работы энергосистем, исследование технологий энергосбережения;
  • анализ аварийных режимов электроэнергетических объектов, разработка рекомендаций по предотвращению аварий;
  • выдача рекомендаций по исключению «слабых» мест в энергосистеме и решению проблем с оборудованием;
  • решение задач, связанных с настройкой, исследованием и оптимизацией выбора оборудования РЗА;
  • целевая подготовка кадров электроэнергетических предприятий, продвижение знаний в электроэнергетику.

Общее описание

Широкий спектр исследований энергосистем (ЭС):

  • установившиеся режимы;
  • электромеханические и электромагнитные переходные процессы;
  • статическая и динамическая устойчивость.
    • Исследование функционирования систем РЗА:

      • координация защит;
      • расчёт уставок;
      • анализ работы после аварий;
      • испытания на соответствие установленным требованиям с использованием современных программно-аппаратных комплексов моделирования в реальном времени.

      Средства моделирования

      Применяемые при исследовании ЭС современные программное обеспечение (ПО) и программно-аппаратные моделирующие комплексы реального времени (МКРВ):

      • PSS®E (ПО) – исследование нагрузочных режимов и электромеханических переходных процессов больших ЭС;
      • PSCAD/EMTDC (ПО) – моделирование режимов ЭС с учётом электромагнитных переходных процессов и наличия гибких систем передачи переменного тока (FACTS);
      • RTDS, eMEGAsim (МКРВ) – моделирование в реальном времени электромеханических и электромагнитных переходных процессов в ЭС с формированием воздействий на устройства РЗА и SCADA-системы;
      • Software for Database Modeling (SDM) программная платформа – моделирование баз данных и автоматизация решения расчётно-аналитических задач оперативно-технологического управления предприятий и электросетевых компаний.

      Применяемое оборудование

      • интеллектуальные электронные устройства (ИЭУ) различных производителей для ЭС напряжением 6–10–35 кВ и 110–750 кВ;
      • усилители тока (для RTDS, eMEGAsim) – до 200 А, 2400 ВА;
      • усилители напряжения (для RTDS, eMEGAsim) – до 120 В, 60 ВА;
      • источники питания – 24/36/48/60 В или 110/220 В постоянного тока или 110/220 В переменного тока.

      Широкий набор средств моделирования и выполнения расчётов, наличие ИЭУ различных производителей позволяют ЦМЭС успешно выполнять сложные наукоёмкие работы.

      Особенности и преимущества

      cmes.png

      Цифровой моделирующий комплекс реального времени (RTDS):

      • высокопроизводительные многопроцессорные вычислительные модули и дополнительное оборудование;
      • мощные усилители тока и напряжения.

      Моделирующий комплекс eMEGAsim:

      • настольный вычислительный модуль, имеющий гибкую архитектуру промышленного компьютера;
      • различные варианты выполнения расчетов и имитационного моделирования.
      • Программная платформа Software for Database Modeling (SDM):

        • модули ведения базы данных параметров оборудования, обработки контрольных измерений, расчета загрузки оборудования и возможности технологического присоединения;
        • автоматизация разработки графиков аварийного ограничения, графиков автоматической частотной разгрузки (АЧР), формирования и ведения Common Information Model (CIM).

        Преимущества:

        • комплексное тестирование в реальном времени подключённых ИЭУ или систем РЗА с учётом обратной связи;
        • верификация характеристик и алгоритмов ИЭУ или сложных систем РЗА с одновременным использованием двух различных моделирующих комплексов;
        • проверка функционирования элементов цифровой подстанции посредством формирования  SV-потоков и GOOSE-сообщений из расчетных моделей RTDS;i>
        • моделирование инновационного оборудования, внедряемого в электроэнергетических системах;
        • результаты моделирования и исследований формируются в формате, доступном в том числе и для зарубежных специалистов;
        • использование программной платформы SDM позволяет сократить трудозатраты и время на ведение баз данных, выполнение расчётов и формирования отчётов, а также снизить вероятность ошибок, вызванных не актуальными или ошибочно введёнными данными.

        Квалификация

        ВНИИР – первая отечественная компания, применяющая с 2007 года современные цифровые технологии моделирования ЭС. Специалисты ВНИИР успешно прошли обучение у изготовителей средств моделирования, и сейчас компания является сертифицированным пользователем RTDS, eMEGAsim и PSCAD/ EMTDC с опытом работы более 10 лет.

         1.jpg

         2.jpg

         3.jpg

        Реализованные проекты

        1. Оптимизация потоков реактивной мощности в энергосистеме Волгоградской области и по межсистемным ВЛ. Определение точек установки устройств компенсации реактивной мощности в энергосистеме Волгоградской области

        Заказчик: филиал Южный ИЦЭ – Волгоградэнергосетьпроект (для Волгоградэнерго)

        2. Определение функциональности цифровых динамических моделей RTDS и анализ целесообразности их использования для исследования переходных процессов в Единой энергетической системе России

        Заказчик: СО ЕЭС

        3. Расчёт режимов работы сетей 6‑35 кВ для нужд МОЭСК

        Заказчик: МОЭСК

        4. Исследование на совместимость микропроцессорных дифференциально-фазных защит и защит с ВЧ-блокировкой линий 110‑220 кВ различных производителей с проведением динамических испытаний

        Заказчик: ФСК ЕЭС

        5. Исследование функционирования применяемых в РФ устройств релейной защиты в переходных режимах, связанных с насыщением трансформаторов тока

        Заказчик: СО ЕЭС

        6. Исследование переходных процессов при внешних и внутренних повреждениях электрической части гидрогенераторов с целью анализа электродинамических воздействий на элементы его конструкции

        Заказчик: РусГидро