Цифровой двойник для определения места повреждения в распределительных электрических сетях 6-10 кВ в климатических условиях Республики Карелия

Цель работы – создать цифровой двойник для определения места повреждения в распределительных электрических сетях 6-10 кВ в климатических условиях Республики Карелия В процессе работы проводились работы по разработке схемы замещения распределительной линии электропередачи 6-10 кВ. Рассчитывались параметры распределительной линии электропередачи. Производился подбор комплектующих для аппаратной части ПАК; были протестированы и изучены несколько наиболее известных из доступных микроконтроллеров серии Arduino, Espressif Systems, STMicroelectronics; из них наиболее подходящим для использования был выбран микроконтроллер серии STM32F1XX; определялись конструкторские требования к стенду и электротехническая элементная база стенда. Произведено 3D проектирование опор линии электропередачи, осуществлены монтажные работы по сборке токовых цепей, содержащих активные, емкостные и индуктивные элементы, подключение источников напряжения и цифрового осциллографа. Создана база данных осциллограмм аварийных событий, которая была использована для проведения сравнительного анализа. был разработан алгоритм поиска места повреждения распределительной линии электропередач 6-10 кВ напряжений по данным осциллограмм авариных событий. На основе алгоритма было разработано программное обеспечение цифрового двойника для определения места повреждения распределительной линии электропередач. Проведена апробация программного обеспечения цифрового двойника в лабораторных условиях на стенде. В результате исследования была разработана схема замещения распределительной линии электропередачи 6-10 кВ, представляющая из себя RLC звенья. Рассчитаны параметры распределительной линии электропередачи. Произведен подбор комплектующих для аппаратной части ПАК; были протестированы и изучены несколько наиболее известных из доступных микроконтроллеров; определены конструкторские требования к стенду; подобрана электротехническая элементная база стенда. собран экспериментальный стенд линии электропередачи 6-10 кВ, получены экспериментальные осциллограммы однофазных замыканий на землю, а также проведен их анализ. На основе полученных данных и проведенного анализа составили базу данных. создан алгоритм места поиска повреждения распределительной линии электропередач 6-10 кВ. Разработано программное обеспечение «цифровой двойник» для определения места повреждения распределительной линии электропередачи 6-10 кВ. Проведена апробация цифрового двойника в лабораторных условиях на стенде. Основные показатели цифрового двойника: создана база данных осциллограмм аварийных событий цифрового двойника. Программное обеспечение цифрового двойника позволяет рассчитывать переходные процессы в электрической сети, позволяющие определять место короткого замыкания. Погрешность расчетов составляет не более 5%. Эффективность определяется: погрешность расчета места разрыва распределительной линии электропередачи должна составлять для длины распределительной линии 1-10 км – не более 500 метров, и для распределительной линии больше 10 км погрешность расчета должна составлять до 5% от длины распределительной линии электропередачи 6-10 кВ. Краткое содержание результата НИОКТР.