Каникулы
pk@nstu.ru, 8 800 350 64 07 — приёмная комиссия

Первая в мире электро-гидравлическая модель ГЭС позволит «приручить» природные явления

Новости

Специалисты факультета энергетики НГТУ НЭТИ нашли уникальный способ управления ГЭС. Новая имитационная модель даёт возможность «проигрывать» различные сценарии влияния природных факторов на ГЭС: паводки, осадки, сила и направление ветра, таяние снега и другие природные явления. Учёные утверждают, что соединение водно-энергетического и электрического режимов в управлении станциями позволит свести к минимуму перебои в поставках электроэнергии потребителям и риски возникновения аварий на станциях. Проектом заинтересовалась компания «Ракурс-инжиниринг» – один из лидеров российского рынка промышленной автоматизации.

Сегодня большинство гидроэлектростанций в мире работают за счёт гидравлической модели управления. Такой режим предполагает, что подача электроэнергии потребителям зависит напрямую от воды (ее объема, расхода, напора, режима наполнения и сработки водохранилищ, пропуск паводков на ГЭС, время добегания расходов воды в каскаде ГЭС). Специалисты ГЭС отмечают, что одним из самых ответственных и напряженных периодов в работе ГЭС – половодье, во время которого повышается нагрузка на гидротехнические сооружения, оборудование и персонал, который должен обеспечить безопасность и надежную работу оборудования. Режимы в таком случае подлежат оперативной корректировке в зависимости от складывающихся гидрометеорологических условий и обстановки вблизи потребителей водохозяйственного комплекса (ВХК).

Учёные Новосибирского государственного технического университета НЭТИ предложили новую имитационную модель работы ГЭС, которая в дополнение к гидравлическому режиму работы станции учитывает ее электрический режим работы в энергосистеме. По словам специалистов факультета энергетики, использование новой модели работы гидроэлектростанций в стране позволит не только увеличить эффективность производства электроэнергии и мощности, но и позволит уменьшить риск возникновения проблем, обусловленных природными явлениями.

Анализ и прогноз данных, влияющих на природные явления, ученые предлагают решать с помощью ГИС технологий (системы сбора, хранения, анализа и графической визуализации пространственных данных). Одним из лидеров программного обеспечения ГИС технологий на сегодняшний день является ArcGIS, продукт американской компании ESRI. Работа в этом направлении ведётся совместно с Сибирским государственным университетом геосистем и технологий (СГУГиТ).

По словам новосибирских учёных, интеграция ГИС технологий происходит на разрабатываемую модель при помощи функции накопления базы данных дистанционного зондирования земли с нужными нам показателями для расчетов параметров стока и мощности нагрузки энергосистемы. После чего данные загружаются в имитационную модель.

«Гидроэлектростанции – это, пожалуй, один из сложнейших источников электрической энергии. Мы не задумываемся, сколько усилий и средств требуется на проектирование, строительство и их эксплуатацию. Изменчивость природы вносит дополнительную неопределенность: речной сток, рельеф местности, осадки, таяние снега, температура окружающей среды, сила, направление ветра и многие другие факторы, которые уменьшают контроль управления ГЭС. Эти факторы могут стать одной из причин снижения выработки электроэнергии на станции. Цель нашей научной работы – показать, что если усовершенствовать алгоритмы работы ГЭС и создать имитационную модель управления режимом каскада таких станций, то можно в разы увеличить эффективность работы ГЭС», – рассказала доктор технических наук и заведующий кафедрой электрических станций НГТУ НЭТИ Анастасия Русина.

Производство электроэнергии и мощности в новой модели базируется на трех, абсолютно различных по специфике, физических процессах: гидрологических, технологических и электрических. Первый процесс (гидрологический) определяется законами природы. Этот процесс подлежит незначительной коррекции за счет регулирующих способностей водохранилища. Технологический же процесс определяется типом электрической станции, законами преобразования механической энергии в электрическую. Электрический процесс определяется законами электротехники и требованиями потребителей к качеству электроэнергии.

Работой новосибирских учёных заинтересовались специалисты из ООО «Ракурс-инжиниринг», которая является одной из ведущих компаний российского рынка промышленной автоматизации. На сегодняшний день идут переговоры о реализации проекта в натурном (практическом) исполнении. Также исследованиями уже заинтересовались специалисты из Таджикистана, Казахстана, Монголии. Реализуемый проект поддержала компания ПАО «РусГидро». Основные идеи проводимой работы в 2019 году были заявлены на X Всероссийский конкурс студенческих проектов "Энергия развития" и нашли свою финансовую поддержку в виде присвоения гранта на выполнение исследований.

В основу научной работы легли исследования одной докторской, пяти кандидатских и одной магистерской диссертаций. Над проектом работает три кафедры факультета энергетики: ЭлСт, АЭЭС и СЭСП. «Мы не останавливаемся на исследовании этой темы. Сейчас пытаемся найти новые программные продукты, которые позволили бы детализировать разработанную модель. Вовлекаем новых специалистов в свои исследования: специалистов по машинному обучению и большим данным, по ГИС технологиям, программистов, и планируем создать подобную модель для других возобновляемых источников энергии», – говорит Анастасия Русина.

Для СМИ
Юрий Лобанов, пресс-секретарь, +7-923-143-50-65, is@nstu.ru
Алина Рунц, специалист по связям с общественностью, +7-913-062-49-28, derevyagina@corp.nstu.ru
Руслан Курбанов, корреспондент, +7-913-772-30-78, kurbanov@corp.nstu.ru

Размещение информации на странице:
Управление информационной политики  
Наверх