Лаборатория цифрового моделирования в электроэнергетике
Мы предлагаем комплексные решения для моделирования, анализа и оптимизации энергетических систем
Связаться с нами
Для участия в конкурсе заполните, пожалуйста, форму
Какие услуги предоставляет наша лаборатория
Создаем и модернизируем киберполигоны
Создаем с нуля и расширяем существующие испытательные киберполигоны за счёт внедрения КПМ РИТМ с точным соответствием всем необходимым техническим требованиям
Разрабатываем алгоритмы и модели
Предлагаем разработку цифровых моделей и двойников энергосистем, а также алгоритмов управления вторичных устройств под ключ
Проводим предсертификационные испытания вторичного оборудования (устройства РЗА, ПА, УСВИ, КСВД и прочие) с применением КПМ РИТМ по различным методикам, в том числе по проверке на киберустойчивость
Создаем учебные тренажеры
Трансформируем вашу лабораторию в современную фабрику по развитию цифровых компетенций в электроэнергетике
Проводим обучение
Предлагаем тренинги по модельно-ориентированному проектированию, моделированию энергосистем в реальном времени и работе с протоколами цифровой подстанции
Внедряем технологии ИИ
Активно применяем решения ИИ в области электроэнергетики, например, технологии предиктивного обслуживания электрооборудования и обеспечение безопасности персонала на подстанции
Конвертируем модели из другого ПО
Конвертируем модели из различных сред моделирования (RSCAD, PSCAD и т. п.) в модели Simulink и Engee, совместимые с КПМ РИТМ
Предоставляем библиотеки для моделирования
Предлагаем готовые библиотеки имитационных моделей энергосистем из стандарта ПАО «ФСК ЕЭС» для проверки терминалов на ПАК РВ, а также библиотеки алгоритмов и функций из области цифровой обработки электроэнергетических сигналов
Многообразие интерфейсов в сочетании с масштабируемостью
Российский программно-аппаратный комплекс КПМ РИТМ работает на специализированной ОС «РИТМ.Реальное время». КПМ РИТМ позволяет запускать модели энергосистем и силовой электроники различных размеров и сложности за счет мощных многоядерных процессоров и программируемых логических интегральных схем
Сценарии использования КПМ РИТМ
Тестирование вторичных устройств
Предварительное испытание и отладка прототипа разрабатываемого устройства, подготовка устройства к сертификации. Это проведение полунатурных испытаний готового вторичного устройства, например, терминала РЗА, на цифровой модели энергосистемы в режиме жесткого реального времени. В рамках сценария можно подключить терминал по различным интерфейсам.
Быстрое прототипирование
Реализация алгоритма с определенной частотой расчета для быстрого прототипирования. КПМ РИТМ с алгоритмом работы терминала РЗА подключается к испытываемой системе вместо реального терминала, который на данный момент еще не произведен. Таким образом можно убедиться, что выбранный алгоритм работает корректно.
Автоматизация тестирования
Моделирование, обучение и тестирование автоматизированных систем, оптимизация их работы. Специальные скрипты или программы с выбранным программным обеспечением для автоматизации будут управлять работой КПМ РИТМ, загрузкой модели, запуском тестовых сценариев различных режимов работы энергосистемы и сбором данных. Система выдаст отчет о результатах тестирования — графику, таблицы и аналитические выводы.
Генерация данных для ИИ
В условиях отсутствия или недостатка реальных измерений КПМ РИТМ — удобный инструмент для генерации данных различных режимов для обучения моделей предиктивного обслуживания. Модели предиктивного обслуживания позволят предсказывать возможные неисправности или сложные дефекты с помощью машинного обучения, временных рядов или других методов.
Тестирование силовой электроники
Использование КПМ РИТМ для тестирования микроконтроллеров инверторов — это эффективный способ верифицировать управляющее ПО и аппаратные компоненты. Если в ходе тестов обнаружены проблемы или несоответствия, можно внести необходимые изменения в управляющее ПО микроконтроллера или элементную базу и провести повторное тестирование.
Моделирование СМПР
Принятие обоснованных решений и снижение рисков возникновения аварийных ситуаций. Система мониторинга переходных режимов (СМПР) — многоуровневая распределенная автоматизированная система сбора, обработки и хранения данных синхронизированных векторных измерений параметров электромеханических переходных процессов и установившихся режимов. КПМ РИТМ благодаря поддержке протокола С37.118 и возможности работы с внешними устройствами (УСВИ, КСВД) является удобным инструментом для исследования и разработки новых алгоритмов управления режимами электрических сетей в рамках СМПР.
Модернизация киберполигонов
Функциональная замена зарубежных ПАК РВ в области моделирования в реальном времени в современных реалиях. Также КПМ РИТМ может быть интегрирован с уже установленным зарубежными ПАК РВ и предоставляет дополнительные инструменты и функциональность за счет более современного моделирующего ПО для более глубокого и детального анализа работы электроэнергетических систем.
Моделирование киберугроз
За счет поддержки цифровых протоколов связи КПМ РИТМ может использоваться для оценки воздействия киберугроз на вторичное подстанционное оборудование. КПМ РИТМ предоставляет возможности для тестирования устройств по цифровым протоколам связи с моделированием киберугроз, пропаж пакетов, подмены трафика и т. п. Для этого разработана библиотека блоков для удобного и простого моделирования информационных потоков в сети по МЭК61 850, С37.118, PTP, PRP.
Из чего состоит программно-аппаратный комплекс
Программная часть
Engee
Российская среда моделирования и математических вычислений для разработки сложных технических систем. Engee бесшовно интегрируется с КПМ РИТМ.
Программный комплекс для модельно-ориентированного проектирования, разработанный специально для инженеров с поддержкой запуска приложений реального времени на КПМ РИТМ.
Специально разработанная операционная система реального времени, которая входит в российский реестр ПО.
Различные платы ввода-вывода для связи с внешними тестируемыми устройствами: традиционные «медные» интерфейсы ЦАП-АЦП, кастомные релейные модули, Ethernet-платы с протоколами МЭК61 850 (SV/GOOSE), С37.118, PTPv2, PRP, оптоволокно с Aurora.
Высокопроизводительный многоядерный процессор для моделирования энергосистем и алгоритмов (от 50 микросекунд).
Возможность объединения двух и более ПАК РВ в единый вычислительный кластер для моделирования многоузловых энергосистем, используя технологию Aurora или Multigigabit Ethernet.
Программируемые логические интегральные схемы для сверхскоростного моделирования силовой промышленной электроники на фиксированном шаге расчета от 20 до 4000 наносекунд с возможностью генерировать и захватывать ШИМ.
Дальневосточный государственный университет путей сообщения
Задача Расширение возможностей научно-исследовательского полигона комплексом моделирования в реальном времени для разработки и тестирования цифровых устройств для электроэнергетических и тяговых сетей, таких как стенд от НПП Бреслер с цифровыми терминалами РЗиА и АСУ ТП
Результат Внедрили КПМ РИТМ с поддержкой протоколов МЭК 61850 и PTPv2, PRP для моделирования процессов цифровой подстанции и с модулем ПЛИС с ЦАП/АЦП и цифровыми входами/выходами для моделирования элементов силовой электроники и работы с внешним оборудованием «по меди»
Модернизация центра моделирования
Научно-производственное предприятие «ЭКРА»
Задача Научные исследования, тестирование микропроцессоров, моделирование алгоритмов функционирования устройств РЗА и ПА
Результат
Провели испытания КПМ РИТМ с терминалами серии БЭ2704 (ДЗ 500 кВ) в соответствии с ГОСТ Р 70 358 2022
Провели пусконаладочные работы двух стендов КПМ РИТМ в Центре моделирования и расчетов НПП «ЭКРА»
Провели тренинг по отработке практических навыков использования библиотек цифровых протоколов связи
Имитационный стенд
Коми научный центр УрО РАН
Задача Построение систем мониторинга переходных режимов в электроэнергетике
Результат
Развернули вычислительный кластер с двумя КПМ РИТМ, УСВИ, КСВД и сервером времени
Разработали библиотеку блоков для приема/передачи синхрофазоров по протоколу С37.118
Задача Разработка алгоритмов РЗА на основе цифровых протоколов связи по МЭК 61 850
Результат
Внедрение практики модельно-ориентированного проектирования с использованием КПМ РИТМ в рабочий процесс
Оснащение лаборатории цифровых двойников электротехнических устройств
Чувашский государственный университет имени И. Н. Ульянова
Задача Оснащение инновационной лаборатории для проведения исследований и обучения студентов. Выполнение НИОКР, связанных с моделированием переходных процессов в энергосети.
Киберполигон
Группа компаний «Текон»
Задача Разработка и тестирование микропроцессорных устройств релейной защиты и автоматики
Результат
Провели испытания терминала защиты синхронного генератора на модели блока ТЭЦ и энергосистемы
Разработали модели для тестирования устройств защиты на устойчивость к киберинцидентам
Оснащение учебно-научного центра цифровых технологий
Дальневосточный государственный аграрный университет
Задача Развитие цифровых компетенций у студентов электроэнергетического факультета ДальГАУ
Результат
Выполнили комплекс работ по установке и наладке двух КПМ РИТМ: для разработки, тестирования и отладки систем управления и для моделирования электроэнергетической сети
Провели тренинг для преподавателей и студентов факультета
Оптимизация
Курчатовский институт: ускорение и распараллеливание электротехнических моделей
Задача Ускорение исследований и выбора оптимального режима работы электрической сети
Результат
Ускорили изначальную модель в ~4 раза
Создали набор из 32-х сценариев симуляции работы электрической сети
Подобрали оптимальную конфигурацию для распараллеливания расчетов
Научно-исследовательский полигон
Югорский государственный университет
Задача Модернизация лабораторного оборудования для проведения исследований и обучения студентов
Результат
Внедрили КПМ РИТМ в учебную лабораторию по релейной защите и автоматике
Оснащение учебной лаборатории
Новосибирский государственный технический университет
Задача Модернизация лабораторного оборудования для проведения исследований и обучения студентов. Выполнение НИОКР: моделирование АРВ генераторов ГЭС, гидротурбин и силовой преобразовательной техники на ПЛИС.
Результат
Успешное выполнение НИОКР по различным тематикам
Внедрение КПМ РИТМ в учебную лабораторию «Автоматика энергосистем» на кафедре электрических станций
Наши публикации об использовании КПМ РИТМ в электроэнергетике