俄托木斯克理工大学研制出电力事故实时模拟装置

2017-07-18 10:16:54 来源: 俄罗斯卫星网 作者:

俄托木斯克理工大学研制出电力事故实时模拟装置

据俄罗斯卫星网消息 俄罗斯托木斯克理工大学“电力系统建模”科研实验室工作人员研制出了全工况实时模拟装置,可避免电力系统发生重大故障。这一装置已在真正的电力系统中进行成功测试,全球尚无同类产品。相关科研文章刊登在IEEE智能电网期刊(IEEE Transactions on Smart Grid)上。

根据统计汇总,在引发各国和大都市电力系统大型故障的因素中,只有10%是自然灾害(海啸、地震、飓风等),还有40%的事故因设备故障(使用不当造成)或使用有缺陷的部件而起,调度人员出错及继电保护和自动化操作不当各占25%。也就是说,半数情况与外部因素无关。

电力系统是发电站、电力网络和热力网络的总和,电力和热力网络在统一管理下相互关联,同步运转,实现电力和热能的不间断生产、转化和分配。可将电力系统比作一个不断进行新陈代谢的生物机体。为确保系统高效和不间断运转,需对其进行控制,目前通过建模来实现,也就是建立发电站或电力系统的虚拟副本。如果在模型上试验成功,就可运用到实际中去。

托木斯克理工大学教授亚历山大·古谢夫解释称:“目前使用数学建模方法来建立虚拟副本,借助微分方程在电力系统模型内部再现所有过程。与此同时,微分方程只能解决表格积分,高等数学中对此只有一页半的介绍。也就是说,在现实中有一些微分方程确定是无解的。而这种模拟装置的运算过程被大大简化,因而提供的电力系统工作数据不准确且滞后,因为运算也需要时间。与此同时,当获得有关数据时,电力系统已开始步入全新进程,因此这些数据就变得没有现实意义。”

托木斯克理工大学

全工况电力系统实时模拟装置

为解决这一问题,托木斯克理工大学科学家研制出了全工况电力系统实时模拟装置,其实质在于结合数种建模方法:仿真模拟、数字模拟和物理模拟,以实现结果的高度相符。

亚历山大·古谢夫解释称:“我们的模拟装置中安装了专门的模拟数字混合处理器。为避免数学建模出错,我们曾使用隐式连续求解法,可准确及时地解开方程。各系统部件同步运转,相互实时关联。与同类产品不同,我们的模拟装置没有尺寸限制,甚至可以复制最大规模的电力系统。真正的电力系统有多少发电机和变压器,我们的模拟装置就有多少混合处理器。”

近五年来,该教研室科研人员总计在俄罗斯和国际期刊上发表了200余篇学术文章。

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责任编辑: 桂楷东
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