ТОМСК, 16 октября. /ТАСС/. Новую архитектуру и алгоритм управления инвертором, которые позволяют регулировать напряжение в сети, а также надежно и быстро блокировать "лишний" ток при перегрузках, разработали ученые Томского политехнического университета (ТПУ) вместе с коллегами. Новый подход позволит в будущем повысить безопасность энергосистем с ветро- и солнечной генерацией, а также системами накопления энергии, сообщили ТАСС в пресс-службе Минобрнауки РФ.
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. Исследование ученых поддержано грантом Российского научного фонда. Результаты работы ученых опубликованы в журнале Mathematics (Q2, IF: 2,2).