Сколковский институт науки и технологий (Сколтех) реализует проект по созданию современной лаборатории программно-аппаратного моделирования электрических сетей. На её базе планируется решать задачи современной энергетики. Основное внимание уделяется сетям с широким применением устройств силовой электроники, как на стороне потребителей, так и на стороне генерации. Также решаются задачи управления сетей с высокой долей возобновляемых источников энергии.
Проект включает в себя три блока. Первый блок подразумевает разработку моделей солнечных и ветровых электростанций (с различными типами подключения к сети), систем накопления, основных типов нагрузки, а также агрегированных моделей нагрузок. Данные модели затем интегрируются в среду RSCAD для их использования в системе RTDS. Разработаны две группы моделей: полные и упрощенные. Полные модели – с разрешением электромагнитных степеней свободы, а также с детальным моделированием устройств силовой электроники. Такие модели предназначены для детальных симуляций и требуют больших вычислительных мощностей. Упрощенные модели учитывают только часть степеней свободы. Они необходимы для использования в моделях больших энергосистем, для которых использование полных моделей невозможно в силу ограничений на вычислительные мощности.
Во второй блок входит разработка методов мониторинга состояния сети и идентификации параметров компонентов энергосистем. В рамках этого направления разрабатывается ряд методов оценки состояния сети, границ её устойчивости, а также методов определения параметров системы по данным измерений (например, по данным систем мониторинга переходных режимов). Одной из основных задач является разработка методов идентификации по данным «фоновых» измерений, не связанных с масштабными переходными процессами. Также в рамках данного блока разрабатывается система сбора и визуализации данных, интегрированная с системой программно-аппаратного моделирования RTDS.
Третий блок включает в себя разработку новых методов автоматического управления и систем релейной защиты для современных электрических сетей. Разрабатываются методы управления сетями в условиях высокой доли силовой электроники, в частности методы управления возобновляемыми источниками энергии и системами накопления энергии. Использование возможностей современных устройств силовой электроники (чаще всего инверторов) позволяет разработать качественно новые управляющие воздействия, как быстрое регулирование частоты, стабилизационное управление генерацией и/или потреблением.
Полученные результаты позволят повысить надежность работы современных электрических сетей, сократить затраты на эксплуатацию, существенно снизить «ценовые пороги» для внедрения современных систем (например, систем накопления), упростить процедуру интеграции возобновляемых источников и повысить предельно допустимую долю таких источников.