Современные электроэнергетические системы, объединяющие в единый комплекс принципиально новые компоненты генерации, преобразования, передачи и потребления электроэнергии, становятся все более технологически сложными и крупномасштабными инфраструктурами. Внедрение распределенной генерации, преобразователей напряжения, компенсаторов реактивной мощности и других регулирующих и управляющих устройств на базе современной силовой электроники, приводит к изменению традиционной иерархической (преимущественно радиальной) структуры сетей. Они превращаются в сложно-разветвленные и неструктурированные комплексы, нуждающиеся в интеллектуальных системах релейной защиты и управления, для обеспечения согласованной и функционально надежной работы всех элементов энергосистем. Переход к современным интеллектуальным системам управления и защиты предъявляет особые требования к квалификации персонала, занятого в процессе производства, наладки и обслуживания данных систем.
Получить наглядное представление о физических процессах протекающих в энергосистемах, а также смоделировать системы управления ими, возможно благодаря применению современных программно-вычислительных комплексов. Одним из таких является комплекс PSCAD, предлагаемый на отечественном рынке компанией ЗАО «Энлаб» [1].
Применение PSCAD в учебном процессе может рассматриваться с двух точек зрения. Во-первых, освоение образовательной программы подразумевает проведение лекционных, практических и лабораторных работ. Существующие лабораторные стенды не всегда в полной мере позволяют наглядно изучить те или иные процессы в энергосистемах. Применение же средств компьютерного моделирования [2] напротив дает возможность подробно изучить физическую суть физических явлений ввиду максимальной наглядности и практически отсутствия ограничений на объем исследуемой схемы. На Рис. 1 приведен фрагмент схемы с двумя асинхронными двигателями, моделируемой в лабораторной работе по дисциплине электромеханические переходные процессы в электроэнергетических системах.
Рис.1 Фрагмент моделируемой схемы в лабораторной работе
Другим направлением применения программно-вычислительных средств в образовательном процессе является проведение исследований при подготовке выпускных квалификационных работ бакалавров и магистров [3]. Программный комплекс PSCAD позволяет формировать осциллограммы в формате COMTRADE, которые возможно воспроизвести при помощи испытательной установки типа РЕТОМ для проверки правильности работы устройств защиты и автоматики, что позволяет выполнять выпускные работы, связанные с разработкой новых алгоритмов.
Список литературы
- Шамис М. А. Подготовка кадров для направления релейная защита // Релейщик. № 2–2016. С. 36–41.
- Интеллектуальная релейная защита и автоматика: Практикум / О. В. Афанасьева, Е. С. Воробьев, П. Л. Воронов [и др.]. – Чебоксары: Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова, 2022. – 108 с. – ISBN 978-5-7677-3583-9. – EDN BNJTAC.
- Воронов П. Л. Применение программного комплекса PSCAD для исследования процесса самосинхронизации / П. Л. Воронов, Е. Ю. Мясников, Ю. В. Сандрейкин // Проблемы и перспективы развития энергетики, электротехники и энергоэффективности: Материалы II Международной научно-технической конференции, Чебоксары, 18–19 октября 2018 года. – Чебоксары: Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова, 2018. – С. 109-114. – EDN ZEGIXZ.
