Обгрунтування технічних рішень при проектуванні цифрових підстанцій на прикладі навчального полігону кафедри інженерії енергосистем НУБІП України

Abstract

Магістерська робота за спеціальністю 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка» виконаний у Національному університеті біоресурсів і природокористування України, Київ, 2025 р. Метою магістерської роботи є обґрунтування технічних рішень при проєктуванні цифрової підстанції з використанням елементів реального обладнання навчального полігону кафедри інженерії енергосистем НУБіП України. Робота спрямована на аналіз переваг цифровізації енергетичних об’єктів, дослідження архітектури, засобів автоматизації та особливостей впровадження інтелектуальних технологій керування та захисту в сучасних розподілених електричних мережах. Об’єктом дослідження є цифрова підстанція на основі навчального полігону з інтегрованими установками відновлюваних джерел енергії та системою накопичення енергії. Предметом дослідження є технічні рішення щодо архітектури цифрової підстанції, можливості інтеграції розподіленої генерації, накопичувачів енергії, а також застосування сучасних технологій автоматизованого керування, моніторингу та обробки даних у цифровому середовищі. У роботі виконано аналіз сучасного стану цифрових підстанцій, розглянуто нормативні підходи та перспективні напрями розвитку. Здійснено детальний технічний аналіз обладнання навчального полігону, сформовано схему його інтеграції в цифрову систему з урахуванням специфіки діючої інфраструктури. Розроблено структуру енергосистеми з можливістю підключення накопичувача енергії та сонячної генерації, а також запропоновано рішення щодо застосування системи керування енергією (EMS). Робота включає такі етапи: - аналіз літературних джерел та стандартів з цифрових підстанцій; розгляд архітектури цифрової підстанції із застосуванням IED-пристроїв, технологій IEC 61850 та SCADA/EMS; - проєктування схеми підстанції навчального полігону з урахуванням резервування живлення та автоматизованого управління; - формування технічних рішень щодо підвищення надійності, адаптивності та ефективності роботи підстанції; - оцінка потенційної ефективності запропонованої архітектури в умовах сучасних енергетичних викликів.