Выбор направления исследований

Цели: разработка и исследование инновационных технических решений по построению управляемых источников реактивной мощности (УИРМ) на базе отечественных компонентов силовой электроники с улучшенными технико-экономическими показателями и качеством электроэнергии для распределительных электрических сетей; создание технической основы повышения надёжности, управляемости, энергоэффективности и устойчивости работы электроэнергетических систем России; повышение качества электрической энергии распределительных электрических сетей за счёт применения управляемых источников реактивной мощности, характеризующихся полным отсутствием в их токе высших гармонических составляющих; развитие отечественного производства высокотехнологичной полупроводниковой продукции с высоким экспортным потенциалом на основе отечественной компонентной базы и полной локализацией производства на территории страны; повышение эффективности использования электрической энергии и ресурсов для её генерации; улучшение динамических характеристик управляемых источников реактивной мощности при регулировании электроэнергии, уменьшение их себестоимости и установленной мощности основного оборудования; разработка математических моделей и создание экспериментального образца для отработки основных технических решений по силовой схеме и микропроцессорной системе управления управляемых источников реактивной мощности; защита интеллектуальной собственности по основным инновационным аспектам предлагаемой технологии. Решаемая задача: выбор направления исследований по разработке управляемых источников реактивной мощности с отсутствием высших гармоник тока при регулировании электрической энергии и улучшенными технико-экономическими показателями. Проведён аналитический обзор научных и информационных источников, затрагивающих научно-техническую задачу, исследуемую в рамках ПНИЭР, в том числе обзор научных информационных источников: статьи в ведущих зарубежных и (или) российских научных журналах, монографии и патенты. Выполненный аналитический обзор подтвердил высокую актуальность проводимых исследований по созданию управляемых источников реактивной мощности как для электроэнергетической отрасли России, так и для аналогичных отраслей других стран. Выявлены наиболее типовые технически и экономически эффективные решения в области построения разрабатываемого устройства. Проведены патентные исследования, подтвердившие возможность использования результатов выполняемой работы на территории РФ и других стран. Изучены основные характеристики и особенности функционирования известных устройств компенсации реактивной мощности. Выявлены наиболее существенные проблемы, свойственные данному сегменту электроэнергетики. Рассмотрены возможные варианты построения УИРМ, проведена их сравнительная оценка по функциональным и технико-экономическим показателям. Выбрана оптимальная топология построения УИРМ на базе тиристорно-переключаемых реакторных и конденсаторных групп. В среде MatLab Simulink разработаны имитационные модели оборудования УИРМ для исследования его характеристик. Проведены настройка и верификация разработанных имитационных моделей. Выбраны типы силовых полупроводниковых ключей, конденсаторное и реакторное оборудование для использования в составе полупроводникового коммутатора УИРМ. Силовые полупроводниковые ключи выбраны из линейки продукции индустриального партнёра.