Создание имитационной модели, алгоритмов управления и программного обеспечения АСУ интеллектуальной энергосистемы MicroGrid

Создание имитационной модели, алгоритмов управления и программного обеспечения АСУ интеллектуальной энергосистемы MicroGrid

В период 2021-2022 г. ООО ИТЦ «ДонЭнергоМаш» выполняет проект «Создание имитационной модели, алгоритмов управления и программного обеспечения АСУ интеллектуальной энергосистемы MicroGrid». Работа осуществляются в рамках договора гранта с Фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (согласно результатов конкурса «Развитие — НТИ -2020»).

Аннотация проекта

В результате выполнения проекта будет создан программный комплекс полностью на базе российского программного обеспечения, реализующий функции АСУ локальной интеллектуальной энергосистемы комплекса зданий и сооружений, включающей собственные источники электрической и тепловой энергии и способной обеспечить бесперебойное энергоснабжение потребителей независимо от центральных системы.
Указанное программное обеспечение будет использовано в создаваемом имитационном стенде АСУ ИЭС, состоящем из двух компьютеров и видеостены.
Имитационный стенд может быть применен любыми предприятиями первоначально в процессе создания ИЭС для оценки эффективности технических решений, а в последствии как программно-технический комплекс действующей АСУ ИЭС MicroGrid.
Имитационный стенд будет использоваться его разработчиком для отработки алгоритмов и совершенствования программного обеспечения АСУ ИЭС MicroGrid.

Научная новизна

Научная новизна в проекте заключается в разработке математических моделей и алгоритмов оптимизации режимов работы создаваемых локальных интеллектуальных энергетических систем, с применением как централизованного электроснабжения, так и распределенной генерации в качестве собственных источников энергоснабжения. Научно-технический уровень проекта соответствует современному мировому уровню развития локальных интеллектуальных энергетических систем.

Для создания АСУ ИЭС и имитационного стенда АСУ ИЭС планируется разработка математических и программных моделей объектов и потребителей электрической энергии, разработка алгоритмов оптимизации генерации и потребления электроэнергии как в нормальном, так и в изолированном от энергоснабжающих (аварийном) режимах работы ИЭС. Модели объектов и потребителей энергии кампуса вуза должны строиться с учетом расходных характеристик генерирующего оборудования, вероятностного характера зависимостей от влияющих факторов, анализа и обработки статистических данных. Полученные модели будут использованы при оптимизации генерации и потребления энергии. Для настройки имитационного стенда на объект (определения параметров математических моделей конкретных объектов) предполагается проведение энергетического обследования объекта энергоснабжения (комплекс зданий ИНТЦ «Долина Дона», или здание ЦНТИ Ростовского филиала РЭА).

Пример разработки ИЭС кампуса вуза

В рамках проекта будет создан  продукт — программный комплекс АСУ ИЭС.

Имитационный стенд, создаваемый также в рамках проекта, может быть применен любыми предприятиями первоначально в процессе создания ИЭС для оценки эффективности технических решений, а впоследствии как программно-технический комплекс действующей АСУ ИЭС. Имитационный стенд может быть использован техническими вузами, осуществляющими обучение студентов и аспирантов, а также другими организациями, осуществляющими переподготовку кадров энергоснабжающих и эксплуатирующих организаций.

Имитационный стенд в последующем будет применен ООО ИТЦ «ДонЭнергоМаш» для отработки алгоритмов и совершенствования программного комплекса АСУ ИЭС MicroGrid.

Для реализации проекта собран коллектив исполнителей в составе ученых и специалистов ООО ИТЦ «ДонЭнергоМаш» и АО «НТЦ ФСК ЕЭС», участники которого плодотворно работают над совместными проектами с 2015 года. Объединение научно-технических заделов и потенциала участников консорциума в области математического моделирования, программно-аппаратных комплексов управления объектами энергетики, интеллектуальных энергетических систем позволит успешно решить задачи проекта.

Пример здания для реализации проекта — Ростовский ЦНТИ филиала РЭА

Проект направлен на решение задач:

  • разработка математических и программных моделей объектов и потребителей электрической и тепловой энергии, входящих в состав ИЭС MicroGrid;
  • разработка алгоритмов оптимизации генерации, накопления и потребления электрической и тепловой энергии как в нормальном, так и в изолированном от энергоснабжающих организаций(аварийных) режимах;
  • развитие отечественных комплексных систем и сервисов интеллектуальной энергетики.

Разрабатываемый программный комплекс будет служить инструментом для отработки алгоритмов управления, прототипом для создания АСУ ИЭС MicroGrid: комплексов промышленных зданий, кампусов вузов, экотехнопарков и других потребителей энергоресурсов, имеющих сложную систему энергоснабжения, а также позволит оптимально управлять режимами распределительной сети.

Влияние НИОКР на преодоление существующих технологических барьеров в рамках дорожной карты «Энержинет» Национальной технологической инициативы:

  • автоматическое восстановление электроснабжения потребителей после аварий;
  • управление режимами работы электрической сети, включая распределенную генерацию и ВИЭ, на основе прогнозов генерации и потребления электроэнергии;
  • автоматическая реконфигурация электрической сети для снижения потерь электроэнергии и поддержания требуемых уровней напряжения.

Будет реализовано оптимальное управление мощностью, генерируемой источниками распределенной генерации, для покрытия прогнозируемого электропотребления с учетом прогнозов генерации солнечных и ветроэнергетических установок.

Будет реализована поддержка работы с информационной моделью сети (в том числе в соответствии с требованиями стандарта CIMIEC61970/IEC61968).