Беспилотники для диагностики энергосистемы Украины — Ноу-хау ученых Политеха

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

В НТУ «ХПИ» разработали новые методы диагностики аварийных состояний электрического оборудования энергокомплекса Украины при помощи беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Приборы, которые будут располагаться на БПЛА, могут контролировать электромагнитное поле от линий электропередач и осуществлять диагностику звуковых шумов.

Соответствующая научная работа «Использование беспилотников для повышения безопасности и эффективности энергетической системы Украины» была подана на соискание Государственной премии в области науки и техники 2020 г. Результаты научных исследований использованы в энергокомпаниях Украины. Такая новая технология позволяет получить значительный экономический эффект от внедрения комплекса БПЛА в электроэнергетическую систему Украины.

Научная работа создана в сотрудничестве с представителями Винницкого национального технического университета, Института технической теплофизики НАН Украины, АК «Харьковоблэнерго».

Энергетический комплекс Украины включает в себя развитую инфраструктуру — станции генерации электрической энергии, распределительные подстанции, разветвленную электрическую сеть. Однако на сегодняшний день, по словам ученых, оборудование энергокомплекса значительно изношено, поэтому существующая система диагностики не позволяет обеспечить необходимый уровень его безотказного функционирования. Научная работа «Использование беспилотников для повышения безопасности и эффективности энергетической системы Украины» нацелена на решение проблемы автоматизированного мониторинга объектов энергосистемы Украины с помощью беспилотников, в частности —для этой цели разработан ряд методов и средств, программно-аппаратный комплекс.

«Современный беспилотник — это высокая маневренность, управляемость. Но они традиционно оснащаются исключительно средствами оптического наблюдения (видеокамеры и приборы ночного видения). Таким образом, трудно осуществлять контроль состояния, например, линий электропередач, которые имеют значительную протяженность. Поэтому было принято решение создать такие диагностические приборы и методы, чтобы их можно было располагать на БПЛА, и они позволили бы выявлять различные технические проблемы. Такие методы и были нами созданы. Это методы контроля электромагнитного поля от линий электропередач и методы акустического контроля. Добавив такие приборы к беспилотнику можно превратить его в мощную диагностическую систему», — рассказывает один из разработчиков, доцент кафедры автоматизации и кибербезопасности энергосистем НТУ «Харьковский политехнический институт» Игорь Карпалюк.

В частности, с помощью беспилотников, ученые выработали методы определения точного места аварий на линиях электропередач. На базе разработанных математических моделей и полученных аналитических выражений создан программно-аппаратный комплекс идентификации и контроля текущих параметров, а также режимов электрической сети. Также сформированы основы по созданию методов и средств для контроля состояния изоляции, систем молниезащиты, целостности конструкций электроэнергетических объектов с использованием БПЛА, в том числе высоковольтных линий электропередач, высоковольтных подстанций, теплоэлектростанций, гидроэлектростанций, атомных электростанций.

«Энергоэффективность энергосистемы Украины существенно зависит от оперативной передачи информации о распределении величин напряжений вдоль линий электропередач (ЛЭП) и погодных условий. Использование беспилотников для контроля и фиксации этих параметров по длине ЛЭП позволяет снизить потери при передаче электроэнергии за счет регулирования напряжения отдельных участков электрических сетей. Кроме того, наличие таких данных, полученных в режиме реального времени, позволяет существенно повысить точность прогнозирования режима их работы и улучшить диспетчерское управление энергосистемой в целом при расчетах режимов сетей», — говорится в работе ученых.

Научная работа «Использование беспилотников для повышения безопасности и эффективности энергетической системы Украины» доказывает, что мониторинг с применением БПЛА — наиболее перспективный современный метод диагностики состояния объектов энергетики, который требует значительно меньших энергозатрат по сравнению с существующими, а также позволяет минимизировать сроки восстановления работоспособности энергетического оборудования после аварий.

Результаты научных исследований использованы в энергокомпаниях Украины, в частности, в АК «Харьковоблэнерго.

Презентация

Справка:

Авторы работы:

Марина Резинкина — доктор технических наук, профессор, заведующая кафедры «Теоретические основы электротехники» НТУ «Харьковский политехнический институт»,

Сергей Шевченко — доктор технических наук, профессор, заведующий кафедры «Передача электрической энергии» НТУ «Харьковский политехнический институт»,

Геннадий Сендерович — доктор технических наук, профессор кафедры «Автоматизация и кибербезопасность энергосистем» НТУ «Харьковский политехнический институт»,

Игорь Карпалюк — кандидат технических наук, доцент кафедры «Автоматизация и кибербезопасность энергосистем» НТУ «Харьковский политехнический институт»,

Владимир Грабко — доктор технических наук, профессор, ректор Винницкого национального технического университета,

Артур Запорожец — кандидат технических наук, старший научный сотрудник Института технической теплофизики НАН Украины,

Василий Скопенко — кандидат технических наук, и.о. директора АК «Харьковоблэнерго».