НИР

Научное направление кафедры «Проблемы развития и эксплуатации систем электроснабжения, включающих распределенную генерацию»

Результаты исследований по этой теме являются составными частями трех проектов, выполняемых под научным руководством Института систем энергетики им. Мелентьева СО РАН (ИСЭМ СО РАН):

• Проекты ведущей научной школы РФ «Разработка теории, математических моделей и методов обоснования развития и управления функционированием структурно неоднородных электроэнергетических систем в рыночных условиях» (НШ-6468.2006.8, НШ-1857.2008.8, НШ-4633.2010.8)
• Проекты РФФИ-DFG «Актуальные технические проблемы в либерализованных и децентрализованных электроэнергетических системах» (№ 04-02-04010, 09-08-91330).
• Интеграционный проект СО РАН «Обеспечение живучести электроэнергетических систем» (№120).
• Договор с ИСЭМ СО РАН –НТУФСКУЭС на выполнение НИР «Разработка принципов и методов управления режимами систем электроснабжения в общей системе иерархического координированного адаптивного управления режимами ЕЭС с использованием современных методов, технических средств и технологий управления потребителями.

Кафедра тесно сотрудничает с институтом систем энергетики им. Мелентьева СО АН России и университетом Отто-фон-Герике

Интеллектуальная энергосистема для эффективной электроэнергетики будущего

В последнее десятилетие за рубежом активно обсуждается и развивается концепция Smart Grid, что в переводе на русский язык означает "умная" или "интеллектуальная энергосистема". В США, Канаде, Европейском Союзе, Китае, России и других странах концепция Smart Grid рассматривается как технологическая база электроэнергетики будущего.

Понятие интеллектуальной ЭЭС включает:

• передовые силовые элементы ЭЭС;
• современные информационные и компьютерные технологии;
• новые средства и технологии измерений, передачи обработки и представления (визуализации) информации;
• новые методы обоснования решений, методы и средства управления режимами ЭЭС;
• активное поведение потребителей по управлению собственным электропотреблением.

К рассматриваемым новым средствам и технологиям, обеспечивающим интеллектуальность ЭЭС, относятся:

• в части силового оборудования – передовые технологии на электростанциях и в электрических сетях, в том числе установки распределенной генерации, организованные в виде виртуальных электростанций либо работающие автономно, электропередачи постоянного тока (ППТ), накопители энергии (сверхпроводниковые, батареи большой энергоемкости, супермаховики и др.), сверхпроводящие кабели и другие элементы на базе сверхпроводимости, FACTS, силовая электроника в различных применениях и др.;
• для измерения, обработки, передачи и представления информации – PMU и концентраторы данных через спутниковую навигационную сеть, оптоволокно, радиосвязь, цифровая основа устройств измерения, обработки и представления информации, информационные и компьютерные технологии, Интернет;
• для реализации систем мониторинга и управления – методы искусственного интеллекта, сетевые (распределенные) подходы к мониторингу и координации управления, новые методы теории управления, новые возможности локального управления на основе искусственного интеллекта и информационных технологий, Интернет;
• для обеспечения активности потребителей – цифровые системы сбора, обработки и представления информации на основе информационных и компьютерных технологий, Интернет, тарифные и ценовые механизмы.

На базе изложенного понимания интеллектуальной энергосистемы в Национальном исследовательском Иркутском государственном техническом университете (НИ ИрГТУ) в 2011-2013 гг. реализуется проект "Интеллектуальная энергосистема для эффективной электроэнергетики будущего", выполняемый в соответствии с Постановлением Правительства РФ № 220 "Меры по привлечению ведущих ученых в российские учреждения высшего образования". Проект выполняется под руководством профессора З.А. Стычинского (Отто-фон-Герике Университет Магдебурга, Германия. Реализуемый проект направлен на формирование современной исследовательской инфраструктуры на базе кафедры электроснабжения и электротехники (заведующий кафедрой профессор Н.И. Воропай) Энергетического факультета НИ ИрГТУ и включает:

• создание современной лабораторной базы;
• формирование исследовательской группы, которая должна стать ядром развития научных исследований на кафедре и факультете;
• формирование нового цикла лекций по направлению "Интеллектуальные энергосистемы" (Smart Grid) для бакалавриата и, особенно, магистратуры, а также для повышения квалификации специалистов.

Проектом предполагается создание четырех новых исследовательских лабораторий:

• Лаборатория 1: установки когенерации, топливные элементы и накопители энергии с соответствующими системами регулирования их режимов работы;
• Лаборатория 2: современные средства измерения векторных величин PMU и новые устройства защиты и автоматики для ликвидации аварийных режимов ЭЭС;
• Лаборатория 3: компьютерные средства моделирования и оптимизации развития и функционирования интеллектуальной энергосистемы;
• Лаборатория 4: информационно-коммуникационные средства обеспечения наблюдаемости и моделирования режимов ЭЭС.

Перечисленные исследовательские лаборатории должны быть использованы для выполнения научных исследований по следующим двум темам:

• Виртуальные электростанции (Virtual Power Plants – VPP) в интеллектуальных энергосистемах. Под виртуальной электростанцией понимается интеграция источников распределенной генерации, в том числе на возобновляемых энергоресурсах, накопителей электроэнергии и активных потребителей, при этом все они управляются единой системой управления их режимами.
• Информационные и коммуникационные технологии в интеллектуальных энергосистемах, реализуемые на современных интеллектуальных средствах и системах измерения параметров режима ЭЭС, передачи данных, их обработки и представления (визуализации).

Структура проекта предполагает подготовку специалистов высшей квалификации – кандидатов и докторов наук, магистров электроэнергетики, специалистов для электроэнергетических компаний и проектных организаций на передовом уровне науки и технологий в электроэнергетике.

Инновационные формы и методы обучения

В аудиториях кафедры используется мультимедийное оборудование: проводятся слайд-лекции, компьютерное тестирование в учебном процессе и защита дипломных проектов.

Периодические научные семинары в режиме телеконференций совместно с сотрудниками университета Отто-фон-герике г.Магдебург.

Ежегодно к профессиональному празднику «День энергетика» проводится конкурс среди студентов пятого курса под девизом «Конкурс по специальности».

Ежегодно проводятся олимпиады внутривузовские и региональные по «Теоретическим основам электротехники» и конкурсы по специальности.