В ЛЭТИ создали источник бесперебойного питания для электроснабжения Арктической зоны

По уровню энергоэффективности и времени подхвата нагрузки при ухудшении качества напряжения сети прототип источника бесперебойного питания, созданный учеными Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ", превосходит существующие аналоги, сообщает пресс-служба университета.

На территории РФ автономные энергетические объекты часто располагаются в экстремальных климатических условиях, удаленных от основных промышленных центров, в областях с высокой ресурсоемкостью и зависимостью хозяйственной деятельности и жизнеобеспечения населения от поставок топлива из других регионов страны. В качестве примера, в Арктическую зону Российской Федерации в настоящее время включены девять северных субъектов страны (четыре из них полностью). В последние годы этот регион активно привлекает внимание государства и бизнеса. Актуальность качественного бесперебойного электропитания в таких областях становится с каждым годом все больше.

Для обеспечения стабильного качества электроэнергии в локальных распределенных энергосистемах может использоваться множество источников бесперебойного питания с собственной системой управления. В таких условиях необходимо решать задачи синхронизации слабо связанных динамических систем с поддержанием показателей качества электроэнергии. 

"Мы разработали прототип источника бесперебойного питания. От существующих прототипов его отличает более высокие показатели энергоэффективности и КПД. Кроме того, скорость синхронизации устройства с сетью в случае отключения промышленных предприятий от энергоснабжения составляет менее 20 мсек, 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", - рассказал руководитель проекта, доцент кафедры электротехнологической и преобразовательной техники (ЭТПТ) СПбГЭТУ "ЛЭТИ" Юрий Перевалов.

В состав прототипа 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 СПбГЭТУ "ЛЭТИ".

Однако "цифровые двойники" используются не только для создания источников бесперебойного питания с высокой скоростью синхронизации с системой энергоснабжения. В перспективе данная технология позволит ученым ЛЭТИ масштабировать свои источники питания в инфраструктуру из нескольких устройств с единым цифровым управлением процессами. Кроме того, численные модели и специальное ПО, разработанное в ЛЭТИ, поможет отслеживать электротепловые процессы внутри всей системы.

"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 газо- и нефтедобычи, автономных систем телекоммуникаций, таких как вышки связи и портовая инфраструктура", - добавил Юрий Перевалов.

Сейчас ученые продолжают модернизацию системы чтобы еще больше повысить КПД бесперебойного источника питания. Разработка проводится в рамках программы развития СПбГЭТУ "ЛЭТИ" "Приоритет 2030".

Источник: Пресс-служба ЛЭТИ