Модели и алгоритмы интеллектуального управления распределением потоков мощности в цифровой распределительной электрической сети среднего напряжения (вопросы разработки энергетического интернета)

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 20-19-00541

НазваниеМодели и алгоритмы интеллектуального управления распределением потоков мощности в цифровой распределительной электрической сети среднего напряжения (вопросы разработки энергетического интернета)

Руководитель Соснина Елена Николаевна, Доктор технических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" , Нижегородская обл

Конкурс №45 - Конкурс 2020 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-406 - Энергосбережение при передаче и потреблении энергии

Ключевые слова Энергетический интернет, электрическая мощность, энергетический обмен, интеллектуальное управление, распределительные сети, векторное регулирование, энергетическая безопасность

Код ГРНТИ44.29.29, 44.29.37, 44.29.39

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Развитие электроэнергетики России и переход отрасли на новый технологический уровень выстраиваются вокруг трех ключевых технологий – цифровизации электрических сетей, децентрализации генерации и энергетического интернета. Данные технологии взаимосвязаны, дополняют друг друга и направлены на превращение электрических сетей из пассивного устройства транспорта и распределения электроэнергии в активные электрические сети, обеспечивающие высокую энергетическую безопасность и качество электроснабжения. Один из важнейших принципов функционирования активных электрических сетей заключается в возможности динамического изменения потоков электрической мощности (как по величине, так и по направлению) на всех уровнях напряжения. Сейчас аспекты управления потоками электрической мощности проработаны только для сетей высокого напряжения, в которых возможны двухсторонние перетоки электроэнергии. Существующие распределительные электрические сети среднего напряжения характеризуются древовидной структурой и однонаправленными потоками электроэнергии от сосредоточенной генерации к потребителям. Поэтому подходы к эффективному управлению потоками электрической мощности для среднего напряжения практически не изучались. Технические устройства, способные эффективно управлять перетоками электроэнергии, в сетях среднего напряжения отсутствуют. Это сдерживает реализацию новой концепции построения электрических сетей. Проект направлен на решение проблемы обеспечения высокой эффективности передачи и высокого качества электроэнергии в цифровых распределительных электрических сетях среднего напряжения с динамически изменяющимися по величине и направлению потоками электрической мощности. Задачами проекта являются обоснование подхода и разработка алгоритмов интеллектуального управления двунаправленными и многосторонними потоками мощности на основе векторного регулирования напряжения и нейросетевых технологий с последующей апробацией решений на имитационной компьютерной и физической моделях распределительной сети, функционирующих по принципу энергетического интернета. Энергетический интернет предполагает возможность «горизонтального» технического (обмен энергией и информацией) и экономического взаимодействия между активными элементами электрической сети (источниками малой генерации, регуляторами нагрузки, накопителями энергии, потребителями) для получения энергетических и экономических эффектов всеми участниками. Научная новизна проекта заключается в адаптации метода векторного регулирования напряжения и развитии теории его применения для управления потоками электрической мощности в цифровых распределительных сетях среднего напряжения с учетом характеристик и параметров данных сетей, а также в использовании нейросетевого подхода для обеспечения высокой эффективности многостороннего «горизонтального» энергетического обмена (принцип энергетического интернета).

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Соснина Е.Н., Шумский Н.В., Шрамко П.А. Development of a Distributed Energy Router Control System Based on a Neural Network Proceedings - 2020 International Ural Conference on Electrical Power Engineering, UralCon 2020, с. 313-317 (год публикации - 2020)
10.1109/UralCon49858.2020.9216284

2. Соснина Е.Н., Шалухо А.В., Эрдили Н.И. Intelligent Control System for Distribution Electrical Network with Stochastic Generation Proceedings - 2020 International Russian Automation Conference, RusAutoCon 2020, с. 882-886 (год публикации - 2020)
10.1109/RusAutoCon49822.2020.9208153

3. Липужин И.А. Stability Issues for Modern Microgrids Proceedings - 2020 International Ural Conference on Electrical Power Engineering (UralCon), с. 339-343 (год публикации - 2020)
10.1109/UralCon49858.2020.9216279

4. Стрелков В.Ф., Дарьенков А.Б., Соснина Е.Н., Шалухо А.В., Липужин И.А. Quasiresonant Converter for Autonomous Power Supply Journal of Power Electronics (год публикации - 2021)

5. Асабин А.А., Соснина Е.Н., Белянин И.В., Бедретдинов Р.Ш., Крюков Е.В. Control System of the Thyristor Voltage Regulator Proceedings - 2020 7th International Conference on Control, Decision and Information Technologies (CoDIT), с. 802-806 (год публикации - 2020)
10.1109/CoDIT49905.2020.9263984

6. Соснина Е.Н., Кралин А.А., Крюков Е.В., Бедретдинов Р.Ш. Research of Thyristor Voltage Regulator Characteristics in Transverse Output Voltage Regulation Mode Proceedings - 2020 IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Europe (ISGT-Europe), с. 960-964 (год публикации - 2020)
10.1109/ISGT-Europe47291.2020.9248854

7. Соснина Е.Н., Шумский Н.В., Шрамко П.А. Разработка системы управления интеллектуальным регулятором потоков мощности на основе нейронной сети Актуальные проблемы электроэнергетики: материалы VI Всероссийской (XXXIX Региональной) научно-технической конференции, посвящается 100-летию плана ГОЭЛРО, с. 244-251 (год публикации - 2020)

8. Соснина Е.Н., Иванов А.В. Особенности проектирования электротехнических комплексов при переходе к цифровой экономике Актуальные проблемы электроэнергетики: материалы VI Всероссийской (XXXIX Региональной) научно-технической конференции, посвящается 100-летию плана ГОЭЛРО (2020 г.), с. 238-243 (год публикации - 2020)
10.46960/39255930_2020_238

9. Соснина Е.Н., Шумский Н.В., Семенов И.И. О разработке ААСУ ИРПМ для распределительных электрических сетей сложной конфигурации Фёдоровские чтения — 2020: L Международная научно-практическая конференция с элементами научной школы (Москва, 17—20 ноября 2020 г.), c. 57-62 (год публикации - 2020)

10. Семенов И.И., Шумский Н.В., Соснина Е.Н. Применение ИРПМ в распределительных электрических сетях сложной конфигурации Будущее технической науки: сборник материалов XIX Международной молодежной научно-техн. конф., с. 109-110 (год публикации - 2020)

11. Шумский Н.В.,Семенов И.И., Соснина Е.Н. Обучение нейронной сети системы управления ИРПМ Будущее технической науки: сборник материалов XIX Международной молодежной научно-техн. конф., с. 111-112 (год публикации - 2020)

12. Шумский Н.В.,Семенов И.И., Соснина Е.Н. Критерии формирования оптимальной вольтодобавки ИРПМ XXV Нижегородская сессия молодых ученых (технические, естественные, математические науки): материалы докладов (год публикации - 2020)

Публикации

1. Соснина Е.Н., Маслеева О.В., Крюков Е.В., Эрдили Н.И. Methodology of the Renewable Energy Sources Life Cycle Environmental Assessment Proc. of ISGT-EUROPE 2021: 2021 IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Conference Europe (год публикации - 2021)

2. Семенов И.И., Шумский Н.В., Соснина Е.Н. Выбор оптимального расположения ИРПМ при групповом векторном регулировании напряжения в РЭС Cборник материалов XX Международной молодежной научно-технической конференции «Будущее технической науки», c. 113-114 (год публикации - 2021)

3. Семенов И.И., Шумский Н.В., Соснина Е.Н. Моделирование потокораспределения мощности при векторном регулировании напряжения XXVI Нижегородская сессия молодых ученых (технические, естественные, математические науки): материалы докладов, с. 85-89 (год публикации - 2021)

4. Шулин Р.А., Семенов И.И., Бедретдинов Р.Ш., Крюков Е.В., Соснина Е.Н. Разработка физической модели участка РЭС, функционирующей по принципу интернета энергии XXVI Нижегородская сессия молодых ученых (технические, естественные, математические науки): материалы докладов, с. 95-99 (год публикации - 2021)

5. Семенов И.И., Шумский Н.В., Соснина Е.Н. Моделирование системы управления ИРПМ на основе искусственной нейронной сети Тинчуринские чтения: матер. Междунар. молодежной науч. конф., Т.3, 149-157 с. (год публикации - 2021)

6. Семенов И.И., Шумский Н.В., Соснина Е.Н. Распределение потоков мощности при регулировании напряжения Электроэнергетика. "Энергия -2021". Международная научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых: материалы конференции, Т.3 – 91 с. (год публикации - 2021)

7. Соснина Е.Н., Шалухо А.В., Эрдили Н.И. Multi-agent approach to efficient management of virtual power plants with distributed generation Lecture Notes in Electrical Engineering (год публикации - 2022)

Публикации

1. Соснина Е.Н., Кралин А.А., Асабин А.А., Крюков Е.В. Medium-Voltage Distribution Network Parameter Optimization Using a Thyristor Voltage Regulator Energies, No 15. с. 5756 (год публикации - 2022)
10.3390/en15155756

2. Чивенков А.И., Соснина Е.Н., Липужин И.А. Vector Regulation of Power Flows in Electric Network with Distributed Generation Proc. of 4th IEEE International Conference on Electrical, Control and Instrumentation engineering (ICECIE) (год публикации - 2023)

3. Полозов И., Соснина Е., Комбаров В., Липужин И. Decentralized Management System for Solid-State Voltage Regulators in Nodes of Distribution Power Networks Advances in Science, Technology and Engineering Systems Journal, vol. 6, No. 1, pp. 378-385 (год публикации - 2021)
10.25046/aj060143

4. Соснина Е.Н., Бедретдинов Р.Ш., Крюков Е.В. The effect of the thyristor energy router on harmonics International Journal of Power Electronics and Drive System (IJPEDS), Vol. 14, No. 1 (год публикации - 2023)

5. Дмитриев Д.В., Ляхманов Д.А., Соколова Э.С. Противодействие кибератакам типа отказ в обслуживании (DDoS-атакам) в энергетическом секторе Электричество, № 3. – С. 49-57 (год публикации - 2022)
10.24160/0013-5380-2022-3-49-57

6. Соснина Е.Н., Шалухо А.В., Эрдили Н.И. Повышение эффективности использования возобновляемых источников энергии в составе виртуальной электростанции на основе мультиагентного управления Вестник Чувашского университета, № 3. – С. 103-113 (год публикации - 2022)
10.47026/1810-1909-2022-3-103-113

7. Голицын Ю.Д., Семенов И.И., Шумский Н.В., Соснина Е.Н. Разработка алгоритма интеллектуального управления ИРПМ с применением нейросетевого подхода Материалы ХII Международной научно-технической конференции ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА ГЛАЗАМИ МОЛОДЕЖИ. Часть I., С. 158-161 (год публикации - 2022)

8. Соснина Е.Н., Бедретдинов Р.Ш., Иванов А.В. Technical and Information Questions of Active-Adaptive Network Design Proc. of 4th IEEE International Conference on Electrical, Control and Instrumentation engineering (ICECIE) (год публикации - 2023)

9. Соснина Е.Н, Бедретдинов Р.Ш., Иванов А.В. Assessment of FACTS Devices Nonsinusoidality in Smart Grid Proc. of 2022 20th International Conference on Harmonics & Quality of Power (ICHQP), 21846272 (год публикации - 2022)
10.1109/ICHQP53011.2022.9808816

10. Соснина Е.Н., Шалухо А.В., Эрдили Н.И. Multi-agent Control of Distributed Generation Sources Based on the Environmental Friendliness Rating Proc. of 2022 IEEE International Russian Automation Conference (RusAutoCon), pp. 836-841 (год публикации - 2022)
10.1109/RusAutoCon54946.2022.9896302

11. Соснина Е.Н., Крюков Е.В., Гусев Д.А. Интеллектуальный регулятор потока мощности для активно-адаптивной электрической сети Материалы 52-й Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «ФЁДОРОВСКИЕ ЧТЕНИЯ – 2022», С. 224–233. (год публикации - 2022)