В «ЛЭТИ» создали прототип источника бесперебойного питания для электроснабжения Арктической зоны

Сотрудники кафедр «ЛЭТИ» — электротехнологической и преобразовательной техники, а также систем автоматизированного управления — вместе с руководителем проекта Юрием Переваловым (второй слева) уверены: их разработка будет востребована не только в Арктике./

Есть единая электроэнергетическая система страны, но она не во все края нашей необъятной Родины дотягивается. Там электроэнергией жителей и предприятия снабжают локальные, автономные системы. А хозяйственная деятельность, да и сама жизнь людей очень зависят от поставок топлива из других регионов. Так живет, например, большая часть Арктической зоны Российской Федерации, куда сейчас входят девять северных субъектов страны, причем четыре субъекта входят целиком.

В последние годы этот регион активно привлекает внимание государства и бизнеса: особенно интересны нефтяные и газовые залежи, Северный морской путь и туризм. Так что вопрос качественного бесперебойного электропитания там становится все острее.

При этом у локальных электро­энергетических систем есть уязвимости. К примеру, если система работает на возобновляемых источниках энергии, то мощность очень зависит от внешних условий — скорости ветра, количества солнечной радиации и так далее. А если речь о невозобновляемых источниках (например, дизельных электростанциях), параметры напряжения могут существенно меняться при подключении и отключении мощных нагрузок.

В таких условиях работают горнодобывающие комбинаты, объекты газо- и нефтедобычи, автономные системы телекоммуникаций (скажем, вышки связи), портовая инфраструктура, которые получают электроэнергию от автономных источников. И если качество электропитания плохое, то и продукция будет хуже. Кроме того, возможны программные сбои, может выходить из строя оборудование, подключенное к энергосистеме. Как итог — аварии, экономические убытки.

Одно из решений — системы накопления энергии и источники бесперебойного питания. Плюс возможность быстрой синхронизации этих систем и поддержания показателей качества электроэнергии.

«Мы разработали прототип источника бесперебойного питания. От уже существующих его отличают более высокие показатели энергоэффективности и КПД», — говорит Юрий Перевалов, руководитель проекта, доцент кафедры электротехнологической и преобразовательной техники вуза.

По его словам, если произойдет отключение промышленного предприятия от энергоснабжения, разработанное устройство синхронизируется с сетью меньше чем за 20 миллисекунд. Этого удалось добиться благодаря использованию технологии «цифровых двойников» — виртуальных прототипов энергосистем.

В состав прототипа включена система накопления электроэнергии на основе литий-ионных аккумуляторов с интеллектуальной системой управления батареей. Силовая часть преобразователей электроэнергии выполнена на элементной базе карбида кремния — ее разрабатывают в университете.

Ученые подчеркнули: «цифровые двойники» используются не только для создания источников бесперебойного питания, умеющих быстро синхронизироваться с системой энергоснабжения. В перспективе эта технология позволит ученым использовать «свои» источники питания в инфраструктуре из нескольких устройств с единым цифровым управлением. А прог­раммное обеспечение, разработанное в вузе, поможет отслеживать электротепловые процессы внутри всей системы.