НИЛ интеллектуальных систем энергоснабжения
Научно-исследовательская лаборатория (НИЛ) «Интеллектуальных систем энергоснабжения» создана приказом №1180 «А»-О от 15.11.2011г.
Научные исследования велись в рамках реализации Постановления Правительства РФ № 220 от 9 апреля 2010г. «О мерах по привлечению ведущих ученных в российские образовательные учреждения высшего профессионального образования» и является структурным подразделением кафедры электроснабжения и электротехники института энергетики ИРНИТУ.
Специализация:
«Интеллектуальные сети (Smart Grid) для эффективной энергетической системы будущего»
Инициатором образования лаборатории выступил Воропай Николай Иванович, доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, член-корреспондент РАН, действительный член АЭН и РАЕН, член CIGRE и IFAC, IEEE Fellow, лауреат Государственной премии СССР 1986 г. в области науки и техники и премий Правительства РФ 1999 г. и 2011 г. в области науки и техники, премии РАН им. Г.М. Кржижановского, премии им. И.М. Губкина. Награжден медалью "Ветеран труда" и Орденом Дружбы.
С 2011 года по 2022 год являлся научным руководителем лаборатории. Ушел из жизни 28 февраля 2022г.
Н.И. Воропай был директором Института систем энергетики им. Л.А. Мелентьева ИСЭМ СО РАН с 1997 г., а с 2002 г. по 2019 г. заведующим кафедрой электроснабжения и электротехники Энергетического факультета ИрГТУ. Автор более 700 опубликованных научных работ.
Под его руководством подготовлено более 20 кандидатов наук и более 5 докторов наук. Являлся председателем диссертационного совета при ИСЭМ СО РАН. Являлся членом редколлегий журналов "Известия РАН. Энергетика", "Электричество", Энергетическая политика", "Вестник ИрГТУ", "Вестник НГТУ", "Вестник ИрГУПС", "Проблемы энергетики" (Азербайджан), "Electroenergetics, Electrotechnics, Electromechanics + Control" (Азербайджан) и др.
Н.И. Воропай возглавлял известную научную школу в области обоснования развития и управления функционированием электроэнергетических систем, поддерживаемую грантами ведущей научной школы РФ с 1996 г.. В состав научной школы входят сотрудники ИСЭМ СО РАН и кафедры электроснабжения и электротехники ИРНИТУ.
С 2011г. кафедра электроснабжения и электротехники реализовывала проект в рамках Постановления Правительства РФ № 220 по теме "Интеллектуальная энергосистема для энергетически эффективной электроэнергетики будущего" под руководством ведущего ученного – Стычинского Збигнева Антония.
Збигнев Антони Стычинский доктор наук, с 1999г. профессор Университета Отто-фон-Герике (Германия), руководитель кафедры электрических сетей и возобновляемых источников энергии. С 2008г. директор института Энергетических систем Университета Отто-фон-Герике.
С 1994г. проф. З. Стычинский член IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers USA), с 2001 Senior Member IEEE. С 1999г. - президент Steinbeis Transfer Centre в г.Магдебурге. С 2006г.- президент Centre of Renewable Energies федеральной земли Саксония-Анхальт, с 2010г. - президент института CRIS (Institut for Critical Infrastructure) Стокгольм, Швеция. С 2011г. - заслуженный профессор Технического университета Вроцлава, Польша.
Под руководством проф. З. Стычинского защищено 21 кандидатских (PhD) диссертаций. Автор 30 публикаций в научных журналах, участник более 140 научных конференций (опубликованных работ), соавтор 2 книг, организатор ряда научных конференций. Является членом редколлегии серии книг MAFO Res Electricae Magdeburgensis, член редколлегии Scientific Journal Acta Electrotechnica. Warszawa, рецензент IEEE, IEE, PSCC, PowerTech, DFG, NRC- England.
С 2016 года на пенсии.
Научно-исследовательская инфраструктура лаборатории
Основной целью реализуемого проекта является создание научно-исследовательской инфраструктуры в ИРНИТУ для подготовки молодых специалистов в области электропередачи и электроснабжения в сфере интеллектуальных электрических сетей «Smart Grid». Обученные специалисты могут работать над реструктуризацией электрического сектора в российской электроэнергетической промышленности для повышения её эффективности и созданием интеллектуальных электрических сетей «Smart Grid». Часть специалистов будет оставаться в научно-исследовательской инфраструктуре ИРНИТУ для продолжения обучения и развития исследований в данном направлении.
Предлагаемая концепция основывается на 3 основных принципах: образование исследовательской группы, построение лабораторной инфраструктуры и введение нового курса лекций об интеллектуальных электрических сетях («Smart Grid»).
- Lab.A включает в себя лабораторию накопителей и топливных элементов.
- Lab.B.состоит из лабораторий симуляции, лаборатории виртуального планирования сетей и станций, работающих на солнце.
- Lab.С.состоит из лаборатории защит и PMU и модели интеллектуальной сети.
С 2012г. уже функционируют следующие подразделения лаборатории
Моделирование и оптимизация функционирования Smart Grid
Лаборатория предназначена для изучения и анализа энергосистем и оснащена соответствующей аппаратурой и программным обеспечением для обучения и выполнения научных проектов:- персональный компьютер с SMART Board™, предназначенный для преподавания. SMART Board™ (интерактивный дисплей размером 87") позволяет исследовательскому персоналу лаборатории следовать инструкциям, показанным на большом экране и, кроме того, содержание виртуальной аудиторной доски может быть сохранено в PDF-файле.
- сервер для хранения пакетов программ моделирования, а также для управления доступом в интернет. Сервер может быть использован для управления файлами лицензий и административными правами. Пакет для моделирования может быть с различными видами системных лицензий (Code, USB-Dongle, Network license), установленных на общем сервере, что значительно упрощает управление доступом.
- персональные компьютеры с сетевым доступом и предустановленным программным обеспечением для решения задач методом моделирования. Они могут работать отдельно или, в случае более сложных или длительных по времени задач, могут быть сконфигурированы для работы параллельно над одним процессом.
Программное обеспечение, используемое для обучения и исследовательских целей: MathWorks: MATLAB и Simulink.
SIEMENS AG: PSS® NETOMAC и PSS®SINCAL
DIgSILENT GmbH: PowerFactory
MATLAB и Simulink широко распространены как в исследовательских процессах, так и в промышленности. Они могут быть использованы для программирования простых элементов и моделей энергосистемы, а также для быстрого создания прототипов программных продуктов, используемых, например, для аспирантских и кандидатских работ. Для успешного анализа работы энергосистем программные продукты от SIEMENS AG и DIgSILENT GmbH могут предоставить более гибкие и дополнительные функции.
Основные области применения:
- Создание топологии сети
- Настройка параметров элементов энергосистемы
- Выполнение статических моделирований (например, анализ потока нагрузки)
- Выполнение динамических моделирований (например, короткое замыкание)
- Дополнительный анализ (например, анализ защитных схем, оценка состояния, оценка надёжности, расчет гармоник, анализ устойчивости и т.д.)
Модель интеллектуальной энергосистемы «Smart Grid»
Модель является дополнительным инструментом для совершенствования научных навыков, для проведения практических занятий (тренингов, курсов) более дешевым, безопасным и более информативным способом. Позволяет решать задачи оптимизированной «умной» энергосистемы.
Концепция «Smart Grid» представляет идею будущей энергосистемы в которой передающая и распределительная электрическая сеть используются для двусторонних коммуникаций между электростанциями, потребителями и центрами управления с целью оптимизации процессов электроснабжения и электропотребления для повышения их эффективности. Инфраструктура "умной" энергосистемы базируется на принципах совместимости, открытых стандартах и реализуется с использованием протоколов Интернет.
Лаборатория виртуального планирования (Virtual Reality Laboratory (VRLab)
Используется для 3D-проектирования подстанций и линий в трехмерном измерении. Это дополнительный инструмент для совершенствования научных навыков, практических занятий (тренингов, курсов) более дешевым, безопасным и более информативным способом. Включает в себя видео-анимированные учебники, изображения и текст.
Приложение «Виртуальная интерактивная платформа для представления и анализа воздушных линий электропередач (ЛЭП)» позволяет спланировать, четко визуализировать в трехмерном виде и связать линии электропередач между собой. Основы 3D-визуализации представляют собой моделирование окружающего ландшафта, строительства районов и растительности. Исходя из этого, ЛЭП могут быть интегрированы в 3D-пространство программы, проанализированы и представлены в разных вариантах.
Векторные измерения (PMU) и релейная защита
Это подразделение представлено экспериментальной лабораторией PMU, релейной защиты и средств управления. Цифровые аварийные регистраторы, PMU и измерители мощности предоставят ценную информацию для студентов о передовой измерительной технике, которая будет использоваться в энергосетях будущего. Приборы оснащены протоколами передачи данных по стандарту IEC61850. Студенты также будут иметь возможность оценить влияние различных средств передачи (медные провода, оптоволокно) на обмен данными в цепи доступных приборов.
Отдельно от практических занятий экспериментальная лаборатория будет использоваться для научных исследований в области цифровых коммуникаций.
Лаборатория солнечной энергетики
Лаборатория предназначена для изучения эффективности работы солнечных батарей. Оснащена батареями трех типов: аморфным, монокристаллическим и поликристаллическим, а также передвижным источником освещения, имитирующим солнечный свет. Дополнительно приобретены две солнечные батареи, которые будут установлены под открытым небом. Они позволят определить влияние метеопараметров на эффективность их работы. Лаборатория оснащена исследовательской метеостанцией, с которой данные по солнечной активности, силе ветра и осадкам будут записываться на компьютер для анализа их влияния на эффективность работы солнечных батарей.
Официальный сайт проекта:
http://www.uni-magdeburg.de/lena/site/baikal/index.php
Сайт университета Университета Отто-фон-Герике (Германия, г. Магдебург):
http://www.ovgu.de/lene/baikal
Контактная информация:
664074. г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Технопарк, к. 303,208
Тел. Каф. 40-52-53
e-mail: otep@istu.edu
