Специалисты АО «НТЦ ЕЭС» с 28 по 29 января 2025 года представили свои доклады на конференции молодых исследователей в области электротехники и электроники, организованной Санкт-Петербургским электротехническим университетом «ЛЭТИ» и Российской Северо-Западной секцией Института инженеров электротехники и электроники IEEE.

Мероприятие объединило ученых, занимающихся вопросами сетей, устройств, систем, вычислительной техники, обработки информации, электротехники, электроники, электромагнетиков, инженерии, обработки и анализа сигналов.

АО «НТЦ ЕЭС» на конференции представили молодые учёные:

• Александр Герасимов, ведущий специалист НИО-4, с докладом «Оценка влияния фазоповоротного трансформатора с быстродействующей коммутацией на предел динамической устойчивости электропередачи»;
• Алексей Слободянюк, специалист НИО-4, с докладом «Влияние схемы подключения обмоток статора мощного турбогенератора на переходные процессы»;
• Вадим Ковбаса, ведущий специалист НИО-1, с докладом «Минимизация выбросов и стоимости мощности генерирующего оборудования в энергосистеме методами многокритериальной оптимизации».

Свою работу Александр Герасимов посвятил оценке влияния фазоповоротного трансформатора (ФПТ) на динамическую устойчивость электропередачи, которое достигается автоматическим регулированием угла в ходе переходного процесса за счет быстродействующей коммутации.

Его оценка основана на расчете предела динамической устойчивости при первом колебании угла в простейшей расчетной схеме электроэнергетической системы (электростанция – линия электропередачи – система бесконечной мощности). При этом значения предела динамической устойчивости определяются в долях пропускной способности линии, внешней по отношению к электростанции, которая принимается равной единице.

В докладе представлена оригинальная методика учета ФПТ при расчетах переходных процессов, а также определены законы управления ФПТ, обеспечивающие увеличение предела устойчивости.

Объекты исследования – турбогенератор мощностью 160 МВт и два гидрогенератора: мощный гидрогенератор классического исполнения и гидрогенератор капсульного типа с крайне неблагоприятными электромеханическими параметрами (увеличенные индуктивности, уменьшенная постоянная механической инерции).

Александр отметил, что применение быстродействующего ФПТ позволяет увеличить предел устойчивости на 10–40% в зависимости от параметров генератора.

Доклад «Влияние схемы подключения обмоток статора мощного турбогенератора на переходные процессы» Алексея Слободянюка исследует параметры переходных процессов генератора мощностью 1200 МВт.

В своем докладе Алексей подчеркнул, что генераторы Т3В-1200-2 отличаются значительной сложностью конструкции и большими электромагнитными и механическими нагрузками. Для снижения номинальных токов и токов коротких замыканий обмотка статора выполнена расщепленной на две трехфазные системы со сдвигом 30 градусов. При этом они образуют в воздушном зазоре машины совпадающие по фазе первые гармоники индукции магнитного поля.

Наличие взаимной индуктивности по магнитным потокам рассеяния статора и взаимному магнитному потоку обусловливает специфику протекания переходных процессов при аварийных возмущениях. Так, сдвиг фазы токов и напряжений обмоток требует применения специального повышающего трансформатора. Использование обмоток со сдвигом фаз позволяет снизить добавочные потери и повысить КПД генератора.

Для оценки выгоды от примененного инженерного решения в статье выполнены расчеты переходных процессов генератора мощностью 1200 МВт с традиционной трехфазной обмоткой. Обмотка выполняется с разделением на параллельные ветви, которые также присоединяются к трансформатору с расщепленной обмоткой отдельными шинопроводами.

В процессе исследования выполнено сопоставление параметров переходных процессов обеих моделей генераторов. Доклад демонстрирует, что возникающие при коротких замыканиях ударные электромагнитные моменты могут негативно сказаться на механической прочности элементов конструкции турбоагрегата, в частности, на соединении между генератором и возбудителем

В своём докладе «Минимизация выбросов и стоимости мощности генерирующего оборудования в энергосистеме методами многокритериальной оптимизации» Вадим Ковбаса рассматривает вопрос многокритериальной оптимизации при балансировке мощностей тепловых станций, с использованием выбросов и стоимости мощности генерирующего оборудования станций в качестве критериев оптимизации.

В докладе также выполнен кластерный анализ полученных результатов. Так, минимизация выбросов и затрат на производство электроэнергии возможна за счёт распределения мощностей между электростанциями ввиду индивидуальной стоимости мощности и экологических характеристик каждой станции.

При определении загрузки станций на сутки вперед при формировании диспетчерского графика энергосистемы с целью повышения точности учитывается прогноз выработки ВЭС и прогноз производства СЭС.

За счёт увеличения/уменьшения доли ВИЭ (возобновляемых источников энергии) производится балансировка мощностей станций в энергосистеме (преимущественно тепловыми станциями).

Конференция дала возможность более 900 молодым учёным из 17 стран мира представить результаты своих исследований. Помимо российских авторов, с докладами выступили исследователи из Республики Казахстан, Ирана, Республики Беларусь, Вьетнама, Мьянмара, Сирии и других стран.

Сборник докладов участников конференции будет представлен в онлайн-библиотеке IEEE.

Подписывайтесь и следите за новостями на официальном Телеграм-канале АО «НТЦ ЕЭС» https://t.me/ntcees_official и странице ВК https://vk.com/ntcees_official