Ученые создали «умный» контроллер для предотвращения скачков напряжения в электросетях

Ученые Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» создали «умный контроллер», с помощью которого можно предотвращать скачки напряжения в промышленных электросетях. Разработка основана на математической модели, принципы которой применяются для описания согласований параметров электрических сигналов между нейронами мозга, сообщили в пресс-службе вуза.

«Мы разработали устройство для синхронизации источников бесперебойного питания в промышленной электрической сети. В отличие от существующих аналогов, в основе его работы лежит математическая модель, которая обеспечивает независимое формирование напряжения с заданными параметрами (амплитудой и частотой) с последующей фазовой синхронизацией при ограниченном числе информационных связей и отсутствии „ведущего“ источника энергии. Таким образом, применение наших устройств может обеспечить совместную работу большого количества источников питания», — привели в пресс-службе слова заведующего кафедрой систем автоматического управления СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Никиты Доброскока.

Уточняется, что промышленные и инфраструктурные объекты, которые расположены в удаленных от централизованной электросети местах, используют автономные системы энергоснабжения. К таким объектам, например, относятся буровые установки. Как правило, система автономного энергообеспечения состоит из дизельных двигателей, приводящих в движение генераторы, и аккумуляторных батарей, которые применяются для стабилизации электрической нагрузки и обеспечения питания при пиковых нагрузках на систему энергоснабжения или временных отключениях генераторов.

Как отметили в пресс-службе, в случае выхода из строя одного генератора и запуска запасного необходимо за миллисекунды синхронизировать напряжение источника бесперебойного питания и автономной сети объекта. При большем времени может произойти аварийная остановка оборудования, а при недостаточной точности синхронизации — короткое замыкание, что может привести к выходу из строя электроники и значительному экономическому ущербу.

По данным вуза, промышленное электротехническое оборудование снабжено устройствами для синхронизации источников бесперебойного питания с сетью, которые обеспечивают подстройку формируемого напряжения под сеть преимущественно с использованием принципа «ведущий-ведомый». Однако при таком подходе сложно обеспечить устойчивость переходных процессов в «слабой автономной сети» и совместную работу большого количества унифицированных источников питания.

Как рассказали в пресс-службе, ученые ЛЭТИ применили в устройстве принцип самосинхронизации, который основан на поведении связанных систем, описываемых нелинейными уравнениями, решением которых является устойчивый колебательный процесс. Они могут описывать такие разнообразные явления, как, например, синхронизация аплодисментов в зрительном зале или биение сердца. В задачах биологии подобные математические модели описывают согласование параметров электрических сигналов между нейронами мозга. Ученые ЛЭТИ решили применить эти принципы в сфере промышленного оборудования. Разработка уже получила патент.

Проект является частью большой работы ученых ЛЭТИ по созданию нового класса более энергоэффективных и надежных отечественных установок для бесперебойного питания промышленной инфраструктуры России. Данное оборудование ученые разрабатывают в рамках реализации программы развития университета «Приоритет 2030», национального проекта «Молодежь и дети».