Система, которая помогает экономить электроэнергию и повышать надёжность ЛЭП

В ГУАП разработана система моделирования тепловых потерь в проводах воздушных линий электропередачи (ЛЭП) с учётом метеорологических условий.

Разработка позволяет точнее оценивать, как погодные факторы влияют на работу электросетей, и помогает повысить их надежность и энергоэффективность.

Воздушные линии электропередачи ежедневно подвергаются воздействию окружающей среды: температуры воздуха, ветра, солнечной радиации, влажности и обледенения. Все эти факторы напрямую влияют на нагрев проводов, изменение их электрического сопротивления и, как следствие, на потери электроэнергии. В реальных условиях эти параметры постоянно меняются, однако на практике они часто учитываются лишь приближенно.

— Разработанная в ГУАП программа для ЭВМ позволяет моделировать тепловые процессы в проводах ЛЭП в динамике, с учетом реальных погодных условий и тока нагрузки. В основе системы лежит математическая модель теплового баланса провода, включающая джоулев нагрев, конвективный и радиационный теплообмен, влияние солнечной радиации и наличие наледи. В результате можно прогнозировать температуру провода, тепловые потери мощности и изменение электрического сопротивления при различных сценариях погоды, — комментирует Майя Сержантова, к. т.н, доцент кафедры электромеханики и робототехники ГУАП.

Практическая ценность разработки заключается в том, что она может использоваться при планировании и эксплуатации электросетей. Более точное прогнозирование режимов работы ЛЭП позволяет оптимизировать их пропускную способность, снизить потери электроэнергии и уменьшить риск аварийных ситуаций, связанных с перегревом проводов или обледенением.

— Для обычных потребителей это означает более стабильное электроснабжение и потенциальное снижение затрат, связанных с потерями энергии в сетях. Особенно актуальна система для регионов с суровыми климатическими условиями. В рамках проекта модель была адаптирована к погодным условиям Восточной Сибири, где сильные морозы, ветровые нагрузки и обледенение существенно осложняют эксплуатацию ЛЭП. Однако подход может быть масштабирован и применён в других регионах России, — сообщила Дарья Лызлова, студентка 3 курса ГУАП, принявшая участие в исследовании.

Разработка может заинтересовать энергетические компании, проектные организации и муниципальные структуры, отвечающие за развитие и модернизацию электросетевой инфраструктуры. В перспективе система может использоваться как инструмент поддержки принятия решений при управлении энергосистемами и внедрении «умных» сетей.

Проект выполнен командой кафедры электромеханики и робототехники Института киберфизических систем ГУАП — Дмитрием Крыловым, Дарьей Лызловой и Майей Сержантовой — в рамках научно-исследовательской работы. Проект сочетает академический подход и практическую ориентацию на реальные задачи энергетики, что делает его перспективным для дальнейшего внедрения и развития совместно с отраслевыми партнерами.

Проект реализуется в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (нацпроект «Молодежь и дети»). Новость о разработке опубликована на сайте «Приоритет-2030»