Безпілотники для діагностики енергосистеми України — Ноу-хау вчених Політеху

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

У НТУ «ХПІ» розробили нові методи діагностики аварійних станів електричного обладнання енергокомплексу України за допомогою безпілотних літальних апаратів (БПЛА). Прилади, які будуть розташовуватися на БПЛА, можуть контролювати електромагнітне поле від ліній електропередач і здійснювати діагностику звукових шумів.

Відповідна наукова робота «Використання безпілотників для підвищення безпеки та ефективності енергетичної системи України» була подана на здобуття Державної премії в галузі науки і техніки 2020 р. Результати наукових досліджень використані в енергокомпаніях України. Така нова технологія дозволяє отримати значний економічний ефект від впровадження комплексу БПЛА в електроенергетичну систему України.

Наукова робота створена у співпраці з представниками Вінницького національного технічного університету, Інституту технічної теплофізики НАН України, АК «Харківобленерго».

Енергетичний комплекс України включає в себе розвинену інфраструктуру — станції генерації електричної енергії, розподільні підстанції, розгалужену електричну мережу. Однак на сьогоднішній день, за словами вчених, обладнання енергокомплексу доволі зношене, тому існуюча система діагностики не дозволяє забезпечити необхідний рівень його безвідмовного функціонування. Наукова робота «Використання безпілотників для підвищення безпеки та ефективності енергетичної системи України» націлена на вирішення проблеми автоматизованого моніторингу об’єктів енергосистеми України за допомогою безпілотників, зокрема — для цієї мети розроблено ряд методів і засобів, програмно-апаратний комплекс.

«Сучасний безпілотник — це висока маневреність, керованість. Але вони традиційно оснащуються виключно засобами оптичного спостереження (відеокамери і прилади нічного бачення). Таким чином, важко здійснювати контроль стану, наприклад, ліній електропередач, які мають значну протяжність. Тому було вирішено створити такі діагностичні прилади і методи, щоб їх можна було розташовувати на БПЛА, і вони дозволили б виявляти різні технічні проблеми. Такі методи і були нами створені. Це методи контролю електромагнітного поля від ліній електропередач і методи акустичного контролю. Додавши такі прилади до безпілотника можна перетворити його на потужну діагностичну систему», — розповідає один з розробників, доцент кафедри автоматизації та кібербезпеки енергосистем НТУ «Харківський політехнічний інститут» Ігор Карпалюк.

Зокрема, за допомогою безпілотників, вчені виробили методи визначення точного місця аварій на лініях електропередач. На базі розроблених математичних моделей і отриманих аналітичних виразів створено програмно-апаратний комплекс ідентифікації та контролю поточних параметрів, а також режимів електричної мережі. Також сформовані основи зі створення методів і засобів для контролю стану ізоляції, систем захисту від блискавок, цілісності конструкцій електроенергетичних об’єктів із використанням БПЛА, в тому числі високовольтних ліній електропередач, високовольтних підстанцій, теплоелектростанцій, гідроелектростанцій, атомних електростанцій.

«Енергоефективність енергосистеми України істотно залежить від оперативної передачі інформації про розподіл величин напружень уздовж ліній електропередач (ЛЕП) і погодних умов. Використання безпілотників для контролю і фіксації цих параметрів по довжині ЛЕП дозволяє знизити втрати при передачі електроенергії за рахунок регулювання напруги окремих ділянок електричних мереж. Крім того, наявність таких даних, отриманих в режимі реального часу, дозволяє істотно підвищити точність прогнозування режиму їхньої роботи і поліпшити диспетчерське управління енергосистемою в цілому при розрахунках режимів мереж», — йдеться в роботі вчених.

Наукова робота «Використання безпілотників для підвищення безпеки та ефективності енергетичної системи України» доводить, що моніторинг із застосуванням БПЛА — найбільш перспективний сучасний метод діагностики стану об’єктів енергетики, який вимагає значно менших енерговитрат у порівнянні з існуючими, а також дозволяє мінімізувати терміни відновлення працездатності енергетичного устаткування після аварій.

Результати наукових досліджень використані в енергокомпаніях України, зокрема в АК «Харківобленерго».

Презентация

Довідка:

Автори роботи:

Марина Резинкіна — доктор технічних наук, професор, завідувачка кафедри «Теоретичні основи електротехніки» НТУ «Харківський політехнічний інститут»,

Сергій Шевченко — доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри «Передача електричної енергії» НТУ «Харківський політехнічний інститут»,

Геннадій Сендерович — доктор технічних наук, професор кафедри «Автоматизація та кібербезпека енергосистем» НТУ «Харківський політехнічний інститут»,

Ігор Карпалюк — кандидат технічних наук, доцент кафедри «Автоматизація та кібербезпека енергосистем» НТУ «Харківський політехнічний інститут»,

Володимир Грабко — доктор технічних наук, професор, ректор Вінницького національного технічного університету,

Артур Запорожець — кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Інституту технічної теплофізики НАН України,

Василь Скопенко — кандидат технічних наук, в.о. директора АК «Харківобленерго».