Центр компетенций НТИ по направлению «Технологии транспортировки электроэнергии и распределенных интеллектуальных энергосистем»

Центр компетенций НТИ по направлению «Технологии транспортировки электроэнергии и распределенных интеллектуальных энергосистем»Центр компетенций Национальной технологической инициативы (НТИ) по направлению «Технологии транспортировки электроэнергии и распределенных интеллектуальных энергосистем» на базе ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский университет «МЭИ».

Программа развития Центра НТИ МЭИ «Технологии транспортировки электроэнергии и интеллектуальных энергосистем» направлена на развитие сквозных технологий в области распределенной энергетики, включая кадровое и инфраструктурное обеспечение комплексных проектов НИОКР, разработку технологий и продуктов в области распределённых интеллектуальных систем, реализацию образовательных программ подготовки научных и инженерных кадров в интересах рынков Национальной технологической инициативы, создание испытательного полигона для проведения НИОКР в области цифровых подстанций, цифровых измерителей электрических величин, универсальных измерительных контроллеров, программного обеспечения для интеллектуального управления электрическими сетями и микроэнергосистемами.

Работа Центра НТИ МЭИ осуществляется в соответствии с сетевыми принципами: совместная работа распределенного коллектива, включая партнеров по коммерциализации технологий, объединившихся в Консорциум, лидером которого является ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ».


Цели и задачи

Основные задачи Центра НТИ МЭИ группируются вокруг ключевых направлений, которые определяют содержание «Технологии транспортировки электроэнергии и распределенных интеллектуальных энергосистем»:

  • Разработка, проектирование и внедрение надежных и гибких электросетей, включающих в себя цифровые подстанции, интеллектуальные коммутационные аппараты, цифровые измерители электрических величин, универсальные измерительные контроллеры, автономные самобалансирующиеся микроэнергосистемы, программное обеспечение для управления сетями;
  • Разработка, проектирование и внедрение объектов распределённой энергетики, включая накопители электроэнергии и силовые полупроводниковые устройства.

Кроме того, в рамках деятельности Центра НТИ планируется проведение координационных научно-исследовательских работ по направлениям, связывающим ДК Энерджинет с планами мероприятий по следующим национальным проектам:

  • Разработка и внедрение цифровых электрических подстанций и станций на вновь строящихся и реконструируемых объектах энергетики;
  • Интеллектуальная энергетическая система России;
  • Энергоэффективная подстанция.


Стратегические цели реализации программы Центра:

В научно-техническом направлении планируется разработка технологий по следующим направлениям:

  • Разработка, проектирование и внедрение надежных и гибких электросетей, включающих в себя цифровые подстанции, интеллектуальные коммутационные аппараты, цифровые измерители электрических величин, универсальные измерительные контроллеры, автономные самобалансирующиеся микроэнергосистемы, программное обеспечение для управления сетями.
  • Разработка, проектирование и внедрение объектов распределённой энергетики, включая накопители электроэнергии и силовые полупроводниковые устройства.

По направлению образовательной деятельности:

  • Создание новых профилей подготовки в магистратуре и бакалавриате, потребность в которых обусловлена внедрением новых технологий в электроэнергетике.
  • Создание новых курсов повышения квалификации по разработанным совместно с участниками консорциума программам.

Данные курсы будут учитывать необходимость оптимизации времени, затрачиваемого на обучение, и использовать технологии дистанционного образования без потери его качества с помощью внедрения современных технологий. Образовательная деятельность позволит устранить барьер дефицита компетенций в реализации сквозной технологии и технологического пакета Энерджинет.

  • Запуск новых учебных программ дополнительного образования для повышения квалификации работников технологических предприятий, заинтересованных во внедрении интеллектуальных систем в энергетике;
  • Запуск курсов повышения квалификации с реализацией технологий дистанционного образования («Цифровые комплексы Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП)», «Наладка и испытания МП устройств РЗА соответствующих МЭК 61850», «Локальные вычислительные сети и протоколы передачи данных», «Основы кибербезопасности в электроэнергетике»).

Основные заказчики: ПАО «ФСК ЕЭС», АО «СО ЕЭС», ПАО «Россети», ПАО «Русгидро»

В части формирования инфраструктуры:

  • Создание демонстрационного полигона интеллектуальных систем управления микрогрид;
  • Создание испытательной лаборатории «Цифровая подстанция»;
  • Создание испытательного полигона технологий транспортировки электроэнергии и распределенных интеллектуальных энергосистем.

Результаты деятельности

Преодоление технологических барьеров

  • В 2020 году был создан программно-технический комплекс автоматизированного синтеза схем микроэнергосистем из заданного набора элементов, обеспечивающих минимизацию капитальных и операционных затрат при обеспечении заданных показателей надежности электроснабжения потребителей. Разработка позволит автоматизировать проектирование комплекса технических средств систем электроснабжения крупных и средних потребителей. Это позволит преодолеть технологический барьер, обуславливаемый отсутствием средств и инструментов порождающего проектирования систем управления.

  • В 2020 году был создан опытный образец программно-технического комплекса распределенной интеллектуальной системы управления режимами ЭЭС по напряжению и реактивной мощности и проекта внедрения программно-технического комплекса «Разработка распределенной интеллектуальной системы управления режимами ЭЭС по напряжению и реактивной мощности». Внедрение разработки позволит снизить затраты на транспортировку электроэнергии в магистральных сетях, увеличить эффективность использования и продлить ресурс средств компенсации реактивной мощности и регулирования напряжения. Это позволит преодолеть технологический барьер, обуславливаемый отсутствием решений на основе динамически самоорганизующихся мультиагентных систем управления. В 2020 году проект «Разработка распределенной интеллектуальной энергосистемы для управления потреблением» Центра компетенций НТИ на базе МЭИ получил награду в номинации «Технологический прорыв – 2020» и попал в ТОП-10 лучших проектов в номинации «Технологический прорыв НТИ».

Значимые результаты научно-исследовательской деятельности

  • Помимо описанных выше достигнутых технологических барьеров, стоит также отметить созданный в 2019 году программно-технический комплекс автоматизированного синтеза структурно-функциональных схем РЗА ЦПС, обеспечивающих заданные показатели надежности и экономичности. Это позволит сократить трудозатраты и увеличить степень автоматизации в разработке технических решений для цифровых комплексов РЗА и АСУ ТП при проектировании цифровых подстанций посредством применения эвристических механизмов, базы знаний, мультиагентных систем и других методов искусственного интеллекта. Это позволит преодолеть технологический барьер, обуславливаемый отсутствием средств и инструментов порождающего проектирования систем управления.

Создание важных объектов инфраструктуры

  • В 2019 году на базе испытательного полигона был создан Центр коллективного пользования, в рамках которого организована реализация услуг по предоставлению доступа к научно-исследовательской инфраструктуре Центра компетенций НТИ на базе МЭИ.

  • В 2019 году в состав Испытательного полигона Центра НТИ МЭИ в 2019 году был интегрирован полигон TestBed Энерджинет, созданный в рамках проекта «Архитектура IoEN» при поддержке Фонда НТИ. Создание киберфизического полигон цифровой электроэнергетики "Testbed "Энерджинет", работающего на основе технологии Power Hardware in Loop (PHIL), является первым подобным проектом в России и одним из немногих в мире. Ввод в эксплуатацию полигона "Testbed "Энерджинет" станет важной вехой в реализации плана мероприятий "Энерджинет", так как позволит проводить испытания реальных силовых устройств с включением их в контур цифрового моделирования. В 2020 году проект Центра компетенций НТИ на базе МЭИ «Киберфизический полигон цифровой электроэнергетики» попал в ТОП-50 лучших проектов в номинации «Технологический прорыв НТИ»

  • В 2020 году был создан лабораторный комплекс кибербезопасности, в состав которого входят программное обеспечение и технические средства анализа сетевого трафика на предмет определения и локализации киберугроз.

Внедрение и коммерциализация результатов деятельности Центра

  • В 2019 году разработаны технологии автоматического проектирования комплексов защиты и автоматики для Цифровых подстанций, обеспечивающие заданные требования по надежности и технико-экономической эффективности. Технологии построены на базе применения методов ИИ и реализуют концепцию порождающего проектирования (generative design). В 2020 году ПАО «МРСК Центра и Приволжья» запустило проект по разработке программного комплекса автоматизации проведения функциональных испытаний цифровых систем защиты и автоматизации на основе технологий ИИ, разработанных Центром НТИ МЭИ.

  • В 2020 году разработаны технологии интеллектуального распределённого управления режимами энергосистем по напряжению реактивной мощности. Разработанные технологии формируют прогнозы изменения параметров работы энергосистем и обеспечивают автоматическое взаимодействие субъектов, имеющих разные цели, при оптимизации общего режима работы. В 2021 году ПАО «ФСК ЕЭС» планирует ввести в опытно-промышленную эксплуатацию опытный образец системы оптимизации режимов электрической сети с применением разработанных центром НТИ МЭИ технологий для их апробирования и накопления опыта их промышленной эксплуатации.

Создание и лицензирование РИДов

В 2019 году Центром компетенций НТИ на базе МЭИ были поданы 2 заявки на патентование объектов интеллектуальной собственности, в 2020 году - 12 заявок. За два года заключено 11 лицензионных договоров передачи прав на РИД.

В том числе, оформлены права на РИД и заключены лицензионные договоры (3 шт.) для проекта «Программно-технический комплекс автоматизированного синтеза структурно-функциональных схем РЗА ЦПС, обеспечивающих требуемые показатели надежности и экономичности», являющийся приоритетным проектом Центра.

Консорциум

В рамках реализации программы Центра компетенций НТИ «Технологии транспортировки электроэнергии и распределенных энергосистем» сформирован консорциум, в состав которого вошли лидирующие компании и университеты Российской Федерации:

Научные и образовательные учреждения:

ФГАОУ ВО «НИУ «МИЭТ», ФГАОУ ВО НИ ТПУ, АНОО ВО “Сколковский институт науки и технологий”, ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ», Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина (УрФУ), ФГБОУ ВО ТГУ.

Партнеры из индустрии:

ООО «ИНБРЭС», АО «Гидроэлектромонтаж», АО «НИЦЭ», ООО «ПиЭлСи Технолоджи», АО «РАДИУС Автоматика», ООО «Фирма ОРГРЭС», ООО «Тольяттинский Трансформатор», АО «НТЦ ФСК ЕЭС».

Проекты

Разрабатываемые в Центре компетенций НТИ на базе МЭИ проекты смогут преодолеть существующие ограничения, не позволяющие обеспечить эффективное масштабирование нового энергетического уклада.

Перечь проектов Центра:

  1. Программно-технический комплекс автоматизированного синтеза структурно-функциональных схем РЗА ЦПС, обеспечивающих требуемые показатели надежности и экономичности

    ПТК ССФ РЗА предназначен для проектирования РЗА ЦПС различных архитектур. Функции ПТК ССФ РЗА включают импорт главной схемы цифровой подстанции в формате SSD/SCD, анализ главной схемы и синтез структурно-функциональной схемы РЗА (включая схему технологической ЛВС) на основе анализа требований к защите первичного оборудования и нормативной документации (с использованием баз знаний и онтологии РЗА) с учётом выбранных пользователем параметров надежности и критериев экономичности.

  2. Программно-технический комплекс автоматизированного синтеза схем микроэнергосистем из заданного набора элементов, обеспечивающих минимизацию капитальных и операционных затрат при обеспечении заданных показателей надежности электроснабжения потребителей

    Результаты работы ПТК СМГ планируется использовать для проведения экспресс-проектирования микрогрид на этапе разработки разделов ОТР и П при проектировании систем электроснабжения. Использование результатов работ должно привести к снижению затрат на системы электроснабжения при строительстве новых микрогрид, снижению затрат на проектирование, снижение затрат на эксплуатацию систем электроснабжения на основе микрогрид.

  3. Автоматизированная система расчета параметров срабатывания РЗА в микроэнергосистеме в режиме он-лайн

    Разработанный ПК позволит увеличить степень автоматизации процесса расчета установок в электрических сетях с сильно меняющимися за короткий срок режимами (наличие большого количества ВИЭ и других распределенных генерирующих установок), обеспечив выполнение требований, предъявляемых НТД к устройствам РЗА, что невозможно сделать, используя традиционный подход к расчету и актуализации параметров срабатывания устройств РЗА. Создаваемая адаптивность устройств РЗА к изменениям режимов, в свою очередь, позволит повысить надежность и качество электроснабжения потребителей.

  4. Автоматизированная система планирования работ по техническому обслуживанию и ремонтам на основе риск-ориентированной модели для оптимизации операционных затрат и обеспечения операционной надежности микроэнергосистем (сервис)

    Разработанная система позволит снизить операционные затраты и повысить надёжность электроснабжения потребителей за счёт внедрения системы ТОиР, основанной на мониторинге физического износа оборудования с учётом оценки критичности воздействия выхода из строя данного оборудования на энергосистему. На основании анализа надёжности в ПТК формируются критерии критичности оборудования для энергосистемы при соотнесении со статистикой износа оборудования и формируется порядок проведения ТОиР.

  5. Разработка и внедрение комплексов РЗА ЦПС с различными архитектурами (централизованная, децентрализованная, гибридная)

    Разработка комплектов технической документации (стадии ОТР, П и РД) для комплексов РЗА различных архитектур позволит типизировать проектные решения и подходы к выбору архитектуры комплекса РЗА для конкретного объекта. Исследование функционирования комплексов РЗА с различной архитектурой позволит оценить надежность функционирования РЗА ЦПС в нормальном и аварийном режиме работы на натурных образцах комплексов РЗА. Данный проект позволит значительно ускорить процесс проектирования и внедрения РЗА для ЦПС.

  6. Разработка распределенной интеллектуальной системы управления режимами ЭЭС по напряжению и реактивной мощности

    Внедрение интеллектуальных распределенных систем, которые автономно способны обмениваться информацией и договариваться друг с другом о дальнейших действиях, приведет к поддержанию необходимого уровня напряжения в сети, что позволит улучшить качество электроэнергии и снизить потери при ее передаче, так как при изменении схемо-режимных ситуаций по районам, возникает необходимость изменения параметров управляющих устройств СКРМ. Системы являются гибкими и надежными благодаря учету потребностей соседних районов и нахождению компромиссных решений.

  7. Разработка распределенной интеллектуальной системы управления распределительными электрическими сетями (микроэнерго-системами)

    Распределенные интеллектуальные системы автоматического управления и защиты распределительных сетей необходимы для решения задач автоматической реконфигурации топологии в нормальных и аварийных режимах, обеспечения скоординированного управления группой объектов распределенной генерации, оптимизации режимов работы электрической сети. Разработка и внедрение таких распределенных интеллектуальных систем управления позволит обеспечить соблюдение требований, предъявляемых к качеству электроэнергии и надежности электроснабжения потребителей в условиях интеграции значительного количества распределенных генерирующих установок малой мощности (в том числе на базе ВИЭ) и накопителей за счет самонастройки и самоорганизации систем управления (в т.ч. РЗА и коммерческого учёта), предиктивного анализа генерации, потребления и накопления электроэнергии, автоматической оценки рисков возникновения аварийных ситуаций и оценки ущербов.

  8. Разработка основных технических решений по внедрению накопителей электроэнергии и ВИЭ в электрических сетях

    Разработка и внедрение накопителей электроэнергии и ВИЭ в системах собственных нужд ПС. Разработка системы электроснабжения с применением ВИЭ и накопителей электроэнергии, включая разработку системы предиктивного управления зарядом и разрядом батарей на основе прогнозов генерации и потребления. Разработка данной системы позволит снизить потери в СН энергообъектов.

  9. Внедрение технологий, разрабатываемых Центром, при выполнении работ/оказании услуг по договорам с организациями реального сектора экономики.

Образовательные программы

За 2018-2020 гг. в Центре было подготовлено 125 специалистов, из них 44 – в рамках магистерских программ, остальные - в рамках ДПО. Специалистами Центра разработаны и запущены 2 новых программы магистратуры, 1 новая программа бакалавриата, реализуемая в сетевой форме совместно с ФГБОУ ВО Тольяттинский ГУ, а также 6 новых программ ДПО по тематике СКВОТ.

В 2020 году Центр реализует 3 магистерских программы и 6 программ ДПО.

На базе Центра НТИ МЭИ ежегодно начиная с 2018 года проводится международная молодежная научно-техническая конференция IEEE «Релейная защита и автоматика» и Секция "Электроэнергетика" международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика»; сотрудники Центра являются членами жюри открытого конкурса работ студентов и аспирантов по электроэнергетической и электротехнической тематикам, выполненных с использованием симуляторов RTDS и PSCAD; выпускники новой программы магистратуры «Интеллектуальные системы защиты, автоматики и управления энергосистемами», разработанной и реализуемой Центром НТИ МЭИ, участвуют и занимают призовые места во Всероссийском конкурсе выпускных квалификационных работ технических вузов по электроэнергетической и электротехнической тематикам.

Образовательные программы Центра НТИ МЭИ реализовываются на высшем уровне профессионального образования:

  • высшее образование, магистерская программа «Интеллектуальные системы защиты, автоматики и управления энергосистемами»;
  • высшее образование, программа бакалавриата «Релейная защита и автоматика цифровых подстанций»;

В виде дополнительного образования и профессионального обучения, включающие в себя следующие виды обучения:

  • повышение квалификации с выдачей удостоверения о краткосрочном повышении квалификации по программам 72 академических часа;
  • стажировки в научных лабораториях и исследовательских центрах с выдачей удостоверения о краткосрочном повышении квалификации;
  • курсы и семинары с выдачей сертификата, в том числе с использованием технологии дистанционного обучения.

Направления программ дополнительного образования и профессионального обучения:

  • Цифровые комплексы АСУ ТП;
  • Наладка и испытания МП устройств РЗА соответствующих МЭК 61850;
  • Локальные вычислительные сети и протоколы передачи данных;
  • Основы кибербезопасности в электроэнергетике.

Новая программа подготовки магистров «Интеллектуальные системы защиты, автоматики и управления энергосистемами» разработана специалистами Центра НТИ МЭИ при поддержке ПАО «ФСК ЕЭС» в рамках реализации плана Минэнерго России по цифровой трансформации электроэнергетики и реализована на базе " Национальный исследовательский университет «МЭИ». Студенты нового направления получают необходимые знания для преодоления технологических барьеров ДК Энерджинет.

Программа подготовки «Релейная защита и автоматизация энергосистем» была существенно модернизирована для достижения новых целей, поставленных Минэнерго. Усовершенствованная программа включает проектирование, наладку и эксплуатацию РЗА цифровых энергосистем.

Команда

  • Волошин Александр Александрович, директор Центра НТИ МЭИ,
    Директор Центра НТИ МЭИ,
    E-mail: voloshin.aa@yandex.ru

  • Лебедев Андрей Анатольевич, начальник отдела выполнения инжиниринговых работ,
    E-mail: LebedevAnAn@mpei.ru

  • Волошин Евгений Александрович, начальник отдела научных исследований,
    E-mail: voloshin.evgeniy@yandex.ru

  • Сафронов Борис Андреевич, начальник отдела подготовки кадров,
    E-mail: safronovba@mpei.ru

  • Бревнова Наталья Владимировна, начальник отдела информационного обеспечения,
    E-mail: BrevnovaNV@mpei.ru

  • Серов Дмитрий Михайлович, начальник Центра коллективного пользования,
    E-mail: serovrzias@yandex.ru


Контакты

Адрес: 111250, Москва, Российская Федерация, ул. Красноказарменная д. 17
Тел.: +7 (495) 362-74-77

Открытый отбор проектов НТИ

РВК проводит открытый отбор проектов НТИ, нацеленных на экспорт на зарубежные рынки технологических продуктов, разработку прорывных инновационных технологий, создание условий для компаний, работающих на рынках НТИ.

Медиа-центр

Новости проектов | Статьи
10.02.2020
Проект Центра компетенций НТИ на базе «НИУ «МЭИ» по развитию распределенной интеллектуальной энергосистемы получил награду «Потенциальные инновации» Quality Innovation Award 5-го февраля 2020 года, в Центре мероприятий LAGO в городе Рищон-ле-Цион в Израиле.
29.11.2019
27 ноября 2019 года в Центре компетенций НТИ на базе МЭИ «Технологии транспортировки электроэнергии и распределенных интеллектуальных энергосистем» начался этап по вводу в эксплуатацию нового уникального оборудования.
04.10.2019
Предметом соглашения стало взаимодействие и координация деятельности компании «Россети Сибирь» и Центра Компетенций НТИ МЭИ для создания и развития новых технологий в рамках концепции «Цифровая трансформация 2030».
Все новости
03.02.2021
На полигоне возобновляемой энергетики НИУ «МЭИ» введена в эксплуатацию уникальная учебно-экспериментальная ветроэнергетическая установка (ВЭУ). Запуск энергообъекта был выполнен в рамках программы создания лабораторной и научной базы для исследования процессов проектирования и эксплуатации энергетических комплексов с использованием возобновляемых источников энергии.
26.01.2021
Развитие энергетики возобновляемых источников является одним из основных направлений развития мировой энергетики. И мировая пандемия не нанесла по этой тенденции серьезного удара.
Все cтатьи
Место проведения: