Программа, запатентованная исследователями Южно-Уральского госуниверситета, позволяет моделировать работу гибридной энергосистемы, объединяющей солнечные панели, аккумуляторы, дизель‑генераторы и внешнюю сеть. Главная задача – обеспечить надежное бесперебойное электроснабжение потребителей первой категории: больниц, аэропортов, объектов связи и других критически важных объектов.
Виртуальная модель создана в среде MATLAB Simulink. Она учитывает сезонную и суточную вариативность солнечной радиации для географических координат Челябинска, воспроизводит характеристики дизельного генератора и аккумуляторных батарей, а также моделирует различные сценарии отказов и сбоев. На основе расчетов программа позволяет разработать стратегии приоритетного включения источников, распределения нагрузки и управления зарядом-разрядом батарей в аварийных режимах.
«Обеспечение бесперебойного и надежного электроснабжения объектов первой категории – важнейшая задача, – рассказала профессор кафедры электрических станций, сетей и систем электроснабжения ЮУрГУ Ирина Кирпичникова. – Наша модель позволяет детально исследовать процессы энергопотребления и найти оптимальные решения для повышения надежности. Это высокотехнологичная система, которая сглаживает пиковые нагрузки, компенсирует нестабильность возобновляемых источников и гарантирует питание там, где отключение недопустимо».
Уникальная программа интегрирует электроэнергию из четырех типов источников: солнечных модулей, аккумуляторных батарей, дизельных генераторов и внешней электрической сети. С ее помощью можно оценить время автономной работы системы при разных сценариях потребления, отработать алгоритмы коммутации (переключения) и подготовить реальные энергоузлы к внештатным ситуациям.
«Мы создали не просто математическую модель, а инструмент, который может работать в реальном времени, – пояснил аспирант кафедры электрических станций, сетей и систем электроснабжения Сергей Шипилов. – Оператор энергоузла видит на панели, откуда сейчас идет питание, сколько заряда осталось в батареях, когда подключать дизель-генератор. Система сама подсказывает оптимальное решение – это снижает риск ошибки».
Новая система зарегистрирована в реестре программ для ЭВМ. Разработка готова к коммерциализации и уже может быть использована для проектирования и модернизации систем гарантированного электроснабжения на объектах первой категории.
Екатерина Больных