Прорыв в теории управления энергетическими (микро-)системами
Автор: Сергей Роженко.
До сегодняшнего дня теоретически не решен вопрос устойчивой работы электроэнергетических систем, где основными или единственными источниками энергии будут не вращающиеся многотонные генераторы (так называемые синхронные машины) с приводом от разного рода тепловых и гидротурбин, обладающих механической инерцией вращения для поддержании частоты 50/60Гц, а статические инверторные преобразователи с питанием от ВИЭ или батарей, работающие параллельно с друг другом, но такой инерцией, не обладающей. Существующая теория управления крупными энергосистемами (так называемая теория статической устойчивости), разработанная в 1950–1970 годах в СССР и США, не отвечает новым технологическим вызовам и существенно отстала от индустрии силовой электроники.
Есть основания полагать, что в 2017 году группой разработчиков Массачусетского Технологического Университета (MIT) совершен крупнейший за 50 лет прорыв в области теории управления энергетическими системами, делающими возможным организация микро-автономных или макро-государственных энергосистем со 100% питанием от ВИЭ и накопителей на основе параллельной работы 100% децентрализованных инверторных систем переменного тока. Что приятно, в число разработчиков входят наши соотечественники Петр Воробьев и Константин Турицин.
Ключевым новшеством теории, является принятие в расчет условий статической устойчивости электромеханических переходных процессов (медленные процессы изменения скорости и углов вращения генераторов, происходящие со скоростью 0,1–1 секунда) электромагнитных переходных процессов (быстрые переходные процессы, происходящие со скоростью порядка нескольких миллисекунд) с учетом особенности «природы» инверторных систем, заключающихся в их кратно (на несколько порядков меньших) относительных значениях реактивного сопротивления по сравнению с традиционными генераторами, а отнюдь не в малой эффективной (механической) инерции инверторных систем, как полагали другие разработчики. В расчётах классической теории статической устойчивости намеренно исключалось влияние электромагнитных переходных процессов на статику систем, как мало значимое, что делало невозможным разработку корректных алгоритмов управления инверторными системами, обладающих принципиально иными характеристиками по сравнению с синхронными машинами.
Значение открытия трудно переоценить — создается фундаментальная теоретическая база для организации энергосистем нового типа, которая позволяет реализовывать простые и надежные принципы управления сколь угодно больших инверторных энергосистем со 100% питанием от возобновляемых источников энергии.
Файл с презентацией Петра Воробьева см. в телеграмм-канале https://t.me/internetofenergy/5 .
