Результаты исследования, выполненного при поддержке Российского научного фонда, опубликованы в журнале Mathematics (ред. – Пресс-служба РНФ).
В министерстве пояснили, что в современные энергосистемы внедряют инверторы, которые сами формируют напряжение и частоту. Они позволяют сети устойчиво функционировать при большом количестве возобновляемых источников (ветро- и солнечной генерацией) и слабых участках самой сети. Однако иногда ток в инверторе возрастает и выходит за допустимые пределы. Для его ограничения существуют алгоритмы, которые «заглушают» ключевые функции инвертора, влияющие на эти скачки. Но это ухудшает надежность работы инвертора и всей энергосистемы.
«У традиционных алгоритмов ограничения тока фазу тока чаще всего задают фиксированным значением. Это снижает диапазон допустимого тока и может привести к нестабильности или потере основных свойств таких алгоритмов. Предложенный нами алгоритм сохраняет свойства формирования сети без дополнительной подстройки, амплитуда тока в нем ограничивается напрямую во внутреннем контуре. Это позволяет избежать насыщения регуляторов напряжения и обеспечивает надежный выход из режима ограниченного тока, что в реальных условиях приводит к менее критичным переходам и меньшим перепадам напряжения», - сказал один из авторов исследования, доцент отделения электроэнергетики и электротехники ТПУ Алексей Суворов.
Блокировка «лишнего» тока в алгоритме осуществляется за счет комбинации двух параллельных систем управления: одна формирует активную и реактивную мощность, а вторая - повторяет динамику виртуального синхронного генератора и дополняет ее виртуальными мощностями. Такой подход помогает предупредить «зацикливание» системы в режиме ограниченного тока и обеспечивает плавный возврат к нормальной работе после устранения перегрузки.
«Разработанный алгоритм политехники испытали на экспериментальном образце трехуровневого инвертора, который был создан в рамках проекта "Кибер-физическая среда на базе цифровых двойников энергетических, информационных и коммуникационных систем", реализуемого в передовой инженерной школе ТПУ. Результаты показали, что во время перегрузки сети алгоритм удерживал напряжение и частоту, выдерживая различные типы нагрузок, и позволил электросети работать без потери стабильности в сетевом и автономном режимах без «бестоковой паузы», - отмечается в сообщении.
В исследовании приняли участие ученые лаборатории моделирования электроэнергетических систем Инженерной школы энергетики ТПУ и Института энергетических исследований РАН.
