linii electrice dirijate

Laboratorul Linii electrice dirijate
Şef-laborator Laboratorul Linii electrice dirijate,
academician al A.Ş.M., d.h.ş.t.

Vitalii M. Postolati
asd

Domeniul cercetărilor ştiinţifice

Una din problemele principale al sistemului este transportul de energie electrică, care în timpul actual se efectuează prin intermediul liniilor electrice de curent alternativ. Liniile electrice utilizate sunt limitate în caracteristici şi nu tot timpul corespund cerinţelor solicitate, în special, prin limitarea puterii transportate, necorespunderea dirijării lor şi caracteristicilor tehnice. Una din direcţiile de perfecţionare a liniilor electrice sunt lucrările ştiinţifice în domeniul liniilor electrice dirijate, care se petrec în laborator din momentul creării lui – a.1972.
Colaboratorii laboratorului Linii electrice dirijate în cooperare creativă şi cu participarea specialiştilor din alte organizaţii au elaborat linii electrice de transport de tip nou – linii electrice dirijate de tensiune înaltă cu multe circuite autocompensate (LEDA). La baza lor sunt puse ideile de apropiere a fazei diferitor circuite şi reglarea unghiului de fază între sistemele circuitelor de tensiune, ce permite modificarea parametrilor cîmpului magnetic şi electric al liniei, datorită acestui fapt se asigură: majorarea capacităţii de transport, îmbunătăţirea parametrilor regimurilor, posibilitatea de a regla fluxul de putere în sistemul energetic, micşorarea impactului asupra mediului şi îmbunătăţirea indicatorilor tehnico-economici. LEDA au inclus în componenţa lor dispozitive de reglare a fazei şi alte echipamente de reglare.
În perioada de activitate a laboratorului, colaboratorii au îndeplinit mai multe lucrări ştiinţifice de cercetare în diferite domenii a sectorului energetic, corelate cu producerea, transportul şi distribuţia energiei electrice.

Direcţiile principale de activitate sunt:

Componenţa laboratorului

La data de 01.01.2008 în laborator au activat 8 colaboratori, inclusiv 1 academician şi d.h.ş.t., 1 d.ş.e. şi 1 d.ş.t., 2 colaboratori ştiinţifici, 2 ingineri şi 1 tehnician.
De la 01.09.2010 şi pînă în prezent activează 15 colaboratori, inclusiv 1 academician şi d.h.ş.t., 1 d.h.ş.t., 1 d.ş.t., 2 colaboratori ştiinţifici, 8 ingineri 2 tehnicieni (inclusiv 8 femei). Numărul colaboratorilor s-a schimbat în legătură cu reorganizarea structurii Institutului de energetică.
Colaboratorii laboratorului:
Postolati V.M., Bîcova E.V., Dimitrachi P.N., Suslov V.M., Grodeţchi V.M., Cinic M.A., Kirillova T.I., Şevcenco N.C., Golub I.V., Gore N.S., Timofte N.I., Martînov V.A., Maţenco A.P., Poian C.V., Burunciuc T.V.

Istoria laboratorului

Istoria cercetărilor laboratorului Linii electrice dirijate este expusă în broşura editată în a.2006 cu ocazia aniversării a 40 de ani a Institutului de Energetică.

Elaborările practice principale

Rezultatele cercetărilor ştiinţifice şi a elaborărilor efectuate de laborator în domeniul sistemelor energetice, au găsit aplicare practică şi au fost utilizate într-un şir de organizaţii de producere, proiectare, cercetare şi pregătire a cadrelor, de asemenea, în instituţii de stat şi guvern.
Implementarea rezultatelor s-a efectuat în formă de recomandări, studii tehnico-economice, elaborări de proiecte şi participarea nemijlocită a colaboratorilor laboratorului la crearea unui şir de obiecte experimental-industriale, de asemenea, strategii şi programe de stat.
Formele de transfer a rezultatelor cercetărilor spre implementare au fost rapoarte tehnico-economice, metodologii, elaborări tehnice, calcule, modele, proiecte de documente, recomandări.
Principalele organizaţii unde au găsit utilizare practică rezultatele lucrărilor de cercetare-dezvoltare a laboratorului sunt: Î.S. „Moldelectrica”; Ministerul Industriei şi Infrastructurii; Institutul de Cercetare, Proiectare şi Tehnologie „Energoproiect”; Institutul „Gazproiect”; S.A. „CET-2”; Institutul „Energosetiproiect” (Moscova) şi Filiala Nord-Vest (Sankt-Petersburg) şi Siberiană (Novosibirsk); Institutul de Proiectare „Ukrenergosetiproiect” şi Filiala lui din Kiev şi Lvov; Ministerul Economiei şi Institutul subordonat lui de Economie şi Statistică; S.A. „RED-Nord”; S.A. „RED-Est”.

Detaliat

Principalele rezultate a cercetărilor din ultima perioadă de timp

Rezumatul rezultatelor ştiinţifice teoretice

S-a argumentat necesitatea perfecţionării metodei de evaluare integrală a nivelului securităţii energetice a ţării, ţinând cont de nivelul asigurării cu resurse energetice, starea tehnică a componentelor complexului energetic, situaţia economică şi ecologică, precum şi de capacitatea populaţiei de achitare a serviciilor; s-a elaborat varianta complexului informaţional pentru a prognoza evoluţia indicelui privind riscul diminuării nivelului securităţii energetice condiţionat de diferiţi factori de influenţă (diminuarea producerii energiei electrice de centralele locale, diminuarea nivelului importului energiei electrice din cauza defectelor sau limitării valorii puterii electrice importate).
S-au elaborat soluţii de dirijare cu fluxurile de putere în liniile electrice de transport şi de sporire a capacităţii lor ca urmare a obţinerii semnelor caracteristice pentru sistemele energetice denumite „smart grid”(linii dirijate cu autocompensare cu două, trei şi patru circuite, liniilor electrice compacte de curent alternativ) prin utilizarea echipamentelor moderne de reglare, inclusiv elaborate de către Institutul de Energetică al AŞM. S-a elaborat metoda de estimare a influenţei ecologice a LEA de tip nou.
În comparaţie cu metodologia utilizată în alte ţări ( Belorusia, Rusia) conceptul şi complexul de evaluare a nivelului securităţii energetice permite studierea gradului de influenţă a diferitor factori interni şi externi asupra securităţii energetice, ceea ce nu este caracteristic pentru instrumentele de estimare a nivelului securităţii energetice utilizate în alte ţări.

Rezumatul rezultatelor ştiinţifice aplicative

S-a procesat informaţia statistică privind activitatea complexului energetic cu completare bazei de date utilizate pentru estimarea nivelului riscului pentru securitatea energetică (baza de date în Excel: anexele - Modelarea scenariilor; Pronostic-2; Securitatea economică şi informaţia inclusă în „Baza de date Acces”).
S-a calculat valoarea indicelui generalizat, ce caracterizează nivelul riscului curent pentru securitatea energetică (în baza datelor statistice ale a. 2008), egal cu 4,23 unităţi şi indică că ne aflăm în apropierea zonei definită ca situaţie de criză critică.
S-au stabilit în baza simulării matematice,că cele mai grave ameninţări pentru securitatea energetică o prezintă stingerea blocurilor centralelor electrice din ţară (CET-1, CET-2 CET-NORD), precum şi posibilele declanşări complete sau parţiale ale LEA-330 kV Bălţi- CHE Dnestrovsc şi LEA-330 kV CERS din Moldova – Chişinău. S-a stabilit că cele mai grave scenarii sunt la declanşarea LEA-330 kV Bălţi - CHE Dnestrovsc la lipsa fluxului prin LEA-330 kV CERS din Moldova – Chişinău şi deconectarea CET-2.
S-au propus soluţii de realizare constructivă a linilor cu tensiunea 220 kV dirijate, ce pot asigura sporirea capacităţii liniei de 1,5-2 ori în comparaţie cu LEA de construcţie obişnuită şi permit reglarea eficientă a parametrilor regimurilor sistemului energetic la varierea valorii puterii transmise. Pentru LEA-220 kV s-a stabilit diapazonul valorilor puterii transmise, care se află în limita de 400-1000 MW. După capacitatea de trafic soluţia constructivă a LEA-220 kV este echivalentă LEA-400 kV (în unele cazuri 500 kV). S-a examinat o variantă de utilizare a LEDA-220 kV cu două circuite şi LEA-330 kV de tip compact cu un singur circuit ca linii de interconexiune cu sistemele energetice ale României şi Ucrainei. S-a determinat, că în caz de utilizare a mijloacelor de reglare FACTS LEA propuse pot asigura sporirea de 1,5-2 ori a capacităţii de trafic a energiei electrice în comparaţie cu LEA de realizare constructivă tradiţională.

Rezumatul rezultatelor ştiinţifice teoretice

S-a elaborat şi argumentat componenţa subansablurilor de indicatori necesari pentru întocmirea modelului de calcul al nivelului securităţii energetice a ţării, a inclus 52 indicatori grupaţi în 10 blocuri informaţionale, ce caracterizează securitatea energetică şi un ansamblu de 28 indicatori, ce caracterizează securitatea economică cu luarea în consideraţie a 12 ramuri a economiei naţionale. S-a propus sistemul de ecuaţii în formă generală pentru estimarea cantitativă nivelului securităţii energetice.
S-a elaborat modelul matematic ce ţine cont de legăturile mutuale dintre diferite subansambluri de parametri necesari pentru estimarea securităţii energetice.
S-a elaborat metoda determinării valorilor marginale ale indicatorilor (metoda interconexiunilor funcţionale) pentru sistemul lărgit de indicatori a securităţii energetice, de exemplu în dependenţă de un indicator economic indicat de expert – volumul PIB-ului. Utilizarea metodei interconexiunilor funcţionale permite majorarea exactităţii determinării valorilor marginale în comparaţie cu metoda de expert. Metoda permite evaluarea nivelul indicatorilor ce caracterizează nivelul securităţii energetice curente.

S-a propus soluţia de adaptare a modelului matematic ce include descrierea legăturilor funcţionale ale grupări de indicatori pentru estimarea cantitativă a nivelului securităţii energetice a ţării curente şi determinarea măsurilor de scurtă durată orientate spre sporirea securităţii energetice.
S-a argumentat necesitatea perfecţionării metodei de evaluare integrală a nivelului securităţii energetice a ţării, ţinând cont de nivelul asigurării cu resurse energetice, starea tehnică a componentelor complexului energetic, situaţia economică şi ecologică, precum şi de capacitatea populaţiei de achitare a serviciilor; s-a elaborat varianta complexului informaţional pentru a prognoza evoluţia indicelui privind riscul diminuării nivelului securităţii energetice condiţionat de diferiţi factori de influenţă (diminuarea producerii energiei electrice de centralele locale, diminuarea nivelului importului energiei electrice din cauza defectelor sau limitării valorii puterii electrice importate).
Metodologia elaborată şi utilizată de evaluare a nivelului securităţii energetice permite studierea gradului de influenţă a diferitor factori interni şi externi asupra securităţii energetice, ceea ce nu este caracteristic pentru instrumentele de estimare a nivelului securităţii energetice utilizate în alte ţări ( Belorusia, Rusia).

S-a elaborat modelul matematic ce determină fluxul integral al vectorului puterii liniei cu scopul utilizării pentru optimizarea realizării constructive a liniei după diverse criterii de optimizare. Modelul matematic este robust la analiza proceselor în liniile cu trei conductoare şi cu multe conductoare şi ţine cont de factorii de influenţă ca: condiţiile climaterice , de temperatură umiditate etc. Ca element nou se prezintă modelul de calcul ce ţine cont de repartiţia tensiunii şi curentului în linia electrică. A fost elaborat modelul matematic de calcul al fluxului maximal de putere la nodul stabilit al reţelei electrice de distribuţie. În model a fost utilizată teoria matematicii de programare neliniară; modelul permite determinarea regimurilor de limită admisibile ale reţelelor, luând în consideraţie starea lor tehnică curentă şi sarcina absorbită de consumatori.

S-au determinate funcţiile evoluţiei pierderilor corona în dependenţă de parametrii cîmpului electro-magnetic al LEA. Aceste rezultate permit argumentarea soluţiilor de realizare constructivă ale LEA de înaltă tensiune cu pierderi reduse de tip corona.
S-a elaborat un nou concept şi procedura de comparare a eficienţei funcţionării diferitor tipuri de LEA la transportul energiei electrice cu utilizarea diferitor mijloace de reglare în sistemul electroenergetic în funcţie de parametrii LEA (LEA tip tradiţional, LEAA compacte mono şi cu două circuite). Procedeul elaborat permite estimarea eficienţei utilizării mijloacelor de reglare în comparaţie cu realizarea tradiţională a LEA, care se consideră ca bază pentru comparare. Pentru compararea eficienţei funcţionării LEA s-au propus următoarele criterii: a) raportul valorii puterii reale la secţiunea sumară a conductoarelor: b) raportul valorii puterii reale la lăţimea bandei spaţiului de înstrăinare, inclusiv pentru LEA de construcţie tradiţională.
S-au elaborat soluţii de dirijare cu fluxurile de putere în liniile electrice de transport şi de sporire a capacităţii lor ca urmare a obţinerii semnelor caracteristice pentru sistemele energetice denumite „smart grid”(linii dirijate cu autocompensare cu două, trei şi patru circuite, liniilor electrice compacte de curent alternativ) prin utilizarea echipamentelor moderne de reglare, inclusiv elaborate de către Institutul de Energetică al AŞM. S-a elaborat metoda de estimare a influenţei ecologice a LEA de tip nou.

Rezumatul rezultatelor ştiinţifice aplicative

S-au formulat cerinţe şi s-au elaborat algoritmi şi modelul de calcul a indicilor ce caracterizează nivelul securităţii energetice. S-a elaborat structura fiecărui modul a modelului cu formarea bazei preliminare de date necesare pentru utilizarea modelului. Informaţia include indicatorii ce caracterizează securitatea energetică şi economică.
S-au elaborat blocul informaţional şi blocul analitic al modelului cu prezentarea în extins a indicatorilor utilizaţi, ţinînd cont de influenţa lor mutuală reciprocă.
S-a realizat procedura anuală de monitorizare a nivelului securităţii energetic pe parcursul perioadei 1990- present, ceea ce a permis de a introduce corectări în procedura de estimare a nivelului securităţii energetic.
S-au determinat riscurilor ce contribuie la apariţia situaţiei de criză în energetică (în general şi în sectoarele CEE, inclusiv si economice); s-au obţinut valorile numerice ale indicatorilor utilizaţi pentru estimarea nivelului securităţii energetice cu metoda scalarizării; s-au determinat tendinţele modificării indicatorilor pentru o perioadă de scurtă durată, fapt ce permite optimizarea spectrului de măsuri urgente pentru sporirea securităţii energetice.
S-au determinat valorile coeficienţilor de scalarizare pentru determinarea influenţei factorilor descrişi de indicatorii utilizaţi pentru evaluarea cantitativă a nivelului ce caracterizează situaţia de criză şi a riscurilor.
S-a procesat informaţia statistică privind activitatea complexului energetic cu completare bazei de date utilizate pentru estimarea nivelului riscului pentru securitatea energetică (baza de date în Excel: anexele - Modelarea scenariilor; Pronostic-2; Securitatea economică şi informaţia inclusă în „Baza de date Acces”).
S-a calculat valoarea indicelui generalizat, ce caracterizează nivelul riscului curent pentru securitatea energetică (în baza datelor statistice ale a. 2008), egal cu 4,23 unităţi şi indică că ne aflăm în apropierea zonei definită ca situaţie de criză critică.
S-au stabilit în baza simulării matematice,că cele mai grave ameninţări pentru securitatea energetică o prezintă stingerea blocurilor centralelor electrice din ţară (CET-1, CET-2 CET-NORD), precum şi posibilele declanşări complete sau parţiale ale LEA-330 kV Bălţi- CHE Dnestrovsc şi LEA-330 kV CERS din Moldova – Chişinău. S-a stabilit că cele mai grave scenarii sunt la declanşarea LEA-330 kV Bălţi - CHE Dnestrovsc la lipsa fluxului prin LEA-330 kV CERS din Moldova – Chişinău şi deconectarea CET-2.

S-au cercetat influenţa particularităţilor constructive ale liniilor compacte de transport de energie electrică în 3 circuite şi s-a determinat, ca acest tip de LEA poate asigură majorarea capacităţii de trafic cu 7-10% în comparaţie cu LEA compacte de construcţie tradiţională. În rezultatul examinării indicilor diferitor tipuri de linii s-a constatat:

LEA de tip LEDA asigură valori mai reduse a pierderilor de tensiune şi îmbunătăţirea caracteristicilor regimului. Domeniile de utilizare eficientă ale liniilor de tip nou – LEDA sunt reţele electrice magistrale şi de distribuţie.
S-a elaborat o construcţie nouă de LEA-220kV combinată cu 4 circuite, ce include în sine 2 linii de tensiune înaltă compacte cu un singur circuit şi o linie LEDA cu 2 circuite. Valoare puterii naturale a unei astfel de linii depăşeşte 1000MW.
S-a propusă varianta constructivă a LEDA cu două circuite cu amplasarea verticală a fazelor circuitelor.
S-au demonstrat avantajele unei LEA de tip nou (LEDA-220 kB) ce constă în sporirea capacităţii de trafic 1,5-2 ori în comparaţie cu LEA obişnuite şi permit reglarea eficientă a parametrilor şi regimurilor sistemului energetic la varierea valorii puterii transmise. S-a stabilit diapazonul corespunzător al valorilor puterii transmise prin aceste linii, care se află în limita de 400-1000 MW şi după capacitate sunt echivalente cu LEA-400 kV (în unele cazuri 500 kV). S-a examinat o variantă de utilizare a LEDA-220 kV cu două circuite şi LEA-330 kV compactă cu un singur circuit pentru durificarea conexiunilor cu sistemele energetice ale României şi Ucrainei. S-a demonstrat, că utilizarea mijloacelor de reglare FACTS (inclusiv şi instalaţia de reglarea a decalajului de fază) în componenţa LEDA conduc la sporirea 1,5-2 ori a capacităţii de trafic în comparaţie cu LEA tradiţionale.
S-a elaborat soft-ul de calcul a pierderilor corona a LEA de tensiune înaltă cu multe conductoare cu utilizarea caracteristicilor determinate experimental pentru diverse condiţii climaterice şi realizări constructive ale LEA.

Brevete de invenţie

Laboratorul Linii electrice dirijate a obţinut 26 de brevete de invenţie şi 21 de drepturi de autor în domeniul liniilor electrice dirijate autocompensate, inclusiv brevete în Canada, SUA, Marea Britanie, Japonia, Germania, Rusia şi alte state.

Aprobarea rezultatelor cercetărilor

Colaboratorii laboratorului Linii electrice dirijate au raportat despre rezultatele cercetărilor la mai multe conferinţe internaţionale în diferite ţări, inclusiv: Ungaria, Iran, Rusia, Polonia, Ucraina şi alte state.

Colaborarea tehnico-ştiinţifică internaţională

Laboratorul Linii electrice dirijate cooperează cu multe instituţii de cercetare prestigioase din diferite ţări, inclusiv din Ungaria, Polonia, Romînia, Rusia, Ucraina, Bulgaria, Bielorusia şi alte ţări.

Proiecte şi granturi

Participarea la proiecte internaţionale:

1.Feasibility Study for Rehabilitation of System Metering, Dispatch, Communication and Transmission, FIHTNER – Chisinau-2000.
2.Proiecte UNDP (UNITED NATIONS DEVELOPMENT PROGRAMME):
MOL/97/G31/A/1G99 „Enabling Moldova to Prepare its First National Communication in Response to its Commitments to the UNFCCC, 1999-2002:

3.Capacity Building for Improving the Quality of Greenhouse Gas Inventories
(Europe/CIS region) RER/01/G31 UNITED NATIONS OFFICE FOR PROJECT SERVICES
(UNOPS) -2004-2005 .
4.Proectului „Perfectarea celei de-a doua Comunicări naţionale în conformitate cu cerinţele
Convenţiei-cadru a Organizaţiei Naţiunilor Unite cu privire la schimbarea climei”, 2006-2007

5.08.820.16BF
Bazele ştiinţifice pentru implementarea şi monitorizarea securităţii energetice al Moldovei şi Belorusiei şi elaborarea recomandărilor practice pentru implementare
FCFB.. 2008 ( iunie-decembrie)-2009.

Participarea la proiecte naţionale:

Proiecte cu Ministerul Economiei:

Alte proiecte:

1. Ministerul economiei al Republicii Moldova Institutul naţional de Economie şi Informaţie cercetări ştiinţifice pe tema 01.18.06 .9 „Elaborarea recomandărilor privind stimularea economisirii resurselor energetice şi majorarea eficienţei energetice în economia naţională”- 2003.
2. Ministerul economiei al Republicii Moldova Institutul naţional de Economie şi Informaţie cercetări ştiinţifice pe tema 01.18.06 «Studiu de evaluare a securităţii energetice
a statului şi conservării energiei în economia naţională a Republicii Moldova”- 2004.
3. „ Elaborarea şi implementarea variantelor schemei de dezvoltare a reţelelor electrice de tensiune înaltă al sistemului energetic a Moldovei între nodurile Străşeni 330 kV – Bălţi 330 kV – Şoldăneşti 110 kV, AITT, 2008.
4. „Implementarea captatoarelor solare pentru încălzirea apei (băi obşteşti, case particulare sau cabine mobile)”. AITT, 2008-2009.

Pregătirea cadrelor

Pe tematica laboratorului Linii electrice dirijate s-au apărat peste 20 de teze de doctor, dintre care 6 sub conducerea academicianului V.M. Postolati.

Lista tezelor de d.ş.t. sub conducerea V. Postolati
Lista tezelor apărate în domeniul LEDA

Publicaţii

Colaboratorii laboratorului au publicat un număr mare de lucrări pe parcursul activităţii laboratorului.
.
Unele monografii şi articole publicate de colaboratorii laboratorului.

Serviciile oferite

Colaboratorii laboratorului Linii electrice dirijate oferă servicii de consultanţă şi cercetări în diferite domenii de activitate a sectorului energetic:

Informaţia de contact

2028, Chişinău, str. Academiei, 5
Tel.; (373 22) 73-53-88; 73-53-86; 73-74-94; 72-70-40; 73-53-82.
vpostolati@rambler.ru; elena-bicova@rambler.ru; grodetskiy@rambler.ru,