Ученые Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» с помощью «цифровых двойников» (виртуальной модели физического объекта) создали источник бесперебойного питания для электроснабжения Арктической зоны. Он превосходит существующие аналоги по уровню энергоэффективности и времени подхвата нагрузки при ухудшении качества напряжения сети, сообщили ТАСС в пресс-службе вуза.
«Мы разработали прототип источника бесперебойного питания. От существующих прототипов его отличают более высокие показатели энергоэффективности и КПД. Кроме того, скорость синхронизации устройства с сетью, в случае отключения промышленных предприятий от энергоснабжения, составляет менее 20 мс, то есть одного периода напряжения сети. Этого удалось добиться благодаря использованию технологии «цифровых двойников», разработанных для данной системы на основе высокоточных численных схемотехнических моделей электротехнических преобразователей энергии», — привели в пресс-службе слова руководителя проекта, доцента кафедры электротехнологической и преобразовательной техники (ЭТПТ) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Юрия Перевалова.
На сегодняшний день существует проблема непрерывного электроснабжения регионов, удаленных от основных промышленных центров страны. В случае систем на основе возобновляемой энергетики вырабатываемая мощность зависит от внешних условий — скорости ветра или количества солнечной радиации. А в случае невозобновляемых источников энергии, например, дизельных электростанций, параметры напряжения могут существенно меняться в процессе эксплуатации при подключении и отключении мощных нагрузок.
В таких условиях работают промышленные и нефтегорнодобывающие предприятия, инфраструктурные объекты связи и другие потребители электроэнергии, что может повлиять на уровень выпускаемой продукции, привести к программным сбоям и аварийным выходам из строя оборудования и, как следствие, грозит экономическими убытками и авариями. Решением этой проблемы является применение систем накопления энергии и источников бесперебойного питания.
По данным пресс-службы, в разработку ученых ЛЭТИ включена система накопления электроэнергии на основе литий-ионных аккумуляторов с интеллектуальной системой управления батареей. Силовая часть преобразователей электрической энергии прототипа выполнена на современной элементной базе карбида кремния (SIC), разрабатываемой в университете. В перспективе «цифровые двойники» позволят специалистам масштабировать свои источники питания в инфраструктуру из нескольких устройств с единым цифровым управлением процессами. Кроме того, численные модели и специальное ПО поможет отслеживать электротепловые процессы внутри всей системы.
Востребованность разработки
«Наша разработка имеет большую востребованность на территориях, удаленных от крупных объектов генерации энергии в нашей стране, в частности, в Арктике. Сегодня расположенные там современные технологичные производства требуют высокого качества электрификации. Речь идет, например, о горнодобывающих комбинатах, об объектах газонефтедобычи, автономных системах телекоммуникаций, таких как вышки связи и портовая инфраструктура», — рассказал Перевалов.
