Ученые Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» разработали интеллектуальный контроллер, который позволяет предотвращать колебания напряжения в промышленных электросетях.
Создание устройства основано на математической модели, принципы которой используются для описания согласования параметров электрических сигналов между нейронами мозга.
«Мы разработали устройство для синхронизации источников бесперебойного питания в промышленной электрической сети. В отличие от существующих аналогов, его работа основывается на математической модели, которая обеспечивает независимое формирование напряжения с заданными параметрами (амплитудой и частотой) с последующей фазовой синхронизацией при ограниченном числе информационных связей и отсутствии “ведущего” источника энергии. Таким образом, использование наших устройств может гарантировать совместную работу большого количества источников питания», — отметил заведующий кафедрой систем автоматического управления СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Никита Доброскок.
Уточняется, что промышленные и инфраструктурные объекты, расположенные вдали от централизованных электросетей, используют автономные системы энергоснабжения. К таким объектам, например, относятся буровые установки. Обычно система автономного энергоснабжения включает дизельные двигатели, которые приводят в движение генераторы, и аккумуляторные батареи, используемые для стабилизации электрической нагрузки и обеспечения питания при пиковых нагрузках на систему энергоснабжения или временных отключениях генераторов.
Как отмечают представители университета, в случае неисправности одного генератора и включения резервного необходимо за миллисекунды синхронизировать напряжение источника бесперебойного питания и автономной сети объекта. При более длительном времени может произойти аварийная остановка оборудования, а при недостаточной точности синхронизации — короткое замыкание, что может привести к выходу из строя электроники и значительным экономическим потерям.
По данным университета, промышленное электротехническое оборудование снабжено устройствами для синхронизации источников бесперебойного питания с сетью, которые обеспечивают подстройку формируемого напряжения под сеть в основном с использованием принципа «ведущий-ведомый». Однако при таком подходе сложно обеспечить устойчивость переходных процессов в «слабой автономной сети» и совместную работу большого числа унифицированных источников питания.
Что предложили ученые
Как сообщили представители университета, ученые ЛЭТИ применили в устройстве принцип самосинхронизации, который основан на поведении связанных систем, описываемых нелинейными уравнениями, решением которых является устойчивый колебательный процесс. Эти процессы могут описывать такие разнообразные явления, как синхронизация аплодисментов в зрительном зале или биение сердца. В биологии подобные математические модели описывают согласование параметров электрических сигналов между нейронами мозга. Ученые ЛЭТИ решили использовать эти принципы в сфере промышленного оборудования. Разработка уже получила патент.
Проект является частью обширной работы ученых ЛЭТИ по созданию нового класса более энергоэффективных и надежных отечественных установок для бесперебойного питания промышленной инфраструктуры России. Это оборудование разрабатывается в рамках реализации программы развития университета «Приоритет 2030», национального проекта «Молодежь и дети».
Фото: hi-tech.mail.ru