Отдел электроэнергетических проблем

Первый в мире сверхпроводниковый турбогенератор 20 МВА, 300 об./мин.


Гидрогенератор для Курской МГЭС 500 кВт, 5000 об./мин.

Отдел электроэнергетических проблем Российской академии наук (ОЭЭП РАН) организован постановлением Президиума Российской академии наук №20 от 14 января 1992 года.

Необходимость создания и дальнейшего развития ОЭЭП РАН вызвана распадом системы организации основополагающих исследований в электроэнергетике и электротехнике и необходимостью сохранения наиболее перспективных научных школ, имеющих глубокие корни и давние традиции.

Основной целью деятельности Отдела является выполнение фундаментальных исследований и прикладных разработок:

• создание принципиально новых типов изделий электротехники и электрофизики, нетрадиционных источников энергии;

• создание высокоэффективного энергосберегающего оборудования;

• научное обоснование концепций развития энергетики Северо-западного региона страны с учетом рыночных отношений и современных тенденций в мировой энергетике;

• исследование экологических проблем энергетики и разработка научных основ создания электроэнергетических установок на альтернативных источниках, аккумулирование и сбережение энергии;

• координация фундаментальных исследований по тематике Отдела, проводимых в институтах неакадемического профиля,

• сохранение и развитие научных школ, созданных членами РАН.

ОЭЭП РАН является единственным в стране научным учреждением, занятым комплексным решением проблем, связанных с производством, преобразованием, передачей и использованием энергии. Научная деятельность осуществляется в рамках программы фундаментальных исследований РАН «Физико-технические проблемы энергетики» по направлениям: энергосберегающие и экологически чистые технологии; возобновляемые и альтернативные источники энергии; создание математических моделей электромеханических преобразователей энергии в энергосистеме и в автономных системах; создание научных основ развития малой и микроэнергетики; использование сверхпроводимости в энергетике; разработка адаптивных систем управления и диагностики на новой элементной базе и др. Кроме того, ведутся инициативные поисковые исследования и работы по договорам с организациями министерств и ведомств РФ и рядом зарубежных фирм по реализации результатов научных исследований.

Заметным вкладом в развитие отечественной энергетики стали результаты некоторых работ ОЭЭП РАН. Разработаны и созданы уникальные экспериментальные электромеханические преобразователи различных типов, создаются электрические машины нового поколения, обеспечивающие решение проблем энергосбережения. Создана современная теория и выполнены основополагающие исследования по созданию нового поколения синхронных машин с постоянными магнитами, в которых достигнута повышенная эффективность и одновременно обеспечено высокое качество электроэнергии.

Созданы математические модели сложных электромеханических процессов в турбоагрегатах и турбодвигателях предельных мощностей для прогнозирования их поведения в энергосистеме.

Проводятся уникальные исследования динамических процессов в преобразователях энергии, содержащих сверхпроводящие устройства. Впервые создан источник питания топологиче-ского типа на основе высокотемпературных сверхпроводниковых пленок на токи 10-12 А.

Создается комплексная система диагностики состояния агрегатов, включающей диагностику как генератора, так и турбины; в частности, автоматизированных методов диагностики гидротурбинного оборудования, находящегося в длительной эксплуатации.

Разработаны адаптивные системы автоматического управления возбуждением и мощностью энергетических агрегатов с использованием полупроводниковых силовых IGBT модулей.

Разработаны научные основы создания и выполнены образцы высокоэффективного и экологически чистого электрооборудования - безредукторных (малошумных) турбоагрегатов для микро- (малой) энергетики с управляемыми преобразователями частоты, генераторов на постоянных магнитах с управляемыми преобразователями частоты, для возобновляемых и альтернативных источников энергии.

Впервые выполнен анализ электромагнитного поля в зазоре электрической машины при наличии магнитных клиньев в пазах статора (ротора).

Впервые решена задача совместного рассмотрения электромагнитных, тепловых полей и термомеханических напряжений в электротехнике. Разработаны программные модули, позволяющие анализировать взаимосвязь электромагнитных, тепловых и механических процессов в узлах энергоагрегатов.

Разработана концепция развития электроэнергетики Северо-Запада России до 2010 года. При разработке концепции решена научная задача прогнозирования развития энергетики в условиях ограниченной исходной информации.

Разработана концепция энергетической политики и формирования политики энергосбережения региона Санкт-Петербурга и Ленинградской области.

Разработана программа развития малых гидроэлектростанций для Камчатской области, в соответствии с которой предполагается за счет малых ГЭС замещение дефицитного дальнепривозного топлива для производства электроэнергии. На основе разработанной концепции создаются энергетические установки нового поколения для нетрадиционных возобновляемых источников энергии и различные высокоэффективные когенеративные комплексы на их основе.

Проводятся исследования в области создания энергосберегающих строительных материалов и конструкций для гражданских и промышленных объектов.

Совместно с Польской академией наук проводятся исследования по созданию современной теории синхронных машин с постоянными магнитами, а также по созданию нового поколения регулируемых машин переменного тока.

Результаты исследований обсуждались и одобрены на различных научных конференциях в России и за рубежом, а также публиковались в журналах «Известия РАН. Энергетика», «Электричество», «Промышленность России», «Петербургский журнал электроники» и др.

В ОЭЭП РАН работает высококвалифицированный научный персонал, в том числе академик РАН и член-корреспондент РАН, 4 доктора наук, 10 кандидатов наук. Кроме того, в фундаментальных разработках Отдела принимают непосредственное участие специалисты Санкт-Петербургской научной школы электротехников и энергетиков, включая 12 академиков и членов-корреспондентов РАН. На базе Отдела создана Ассоциация инженеров-электриков, координирующая и направляющая усилия инженеров-электриков России на решение проблем электротехнической отрасли.

Научные сотрудники Отдела являются членами международных и российских Энергетической, Инженерной и Электротехнической академий, Академии холода, а также членами ряда зарубежных академий.

В ОЭЭП РАН организована издательская группа, осуществляющая выпуск трудов сотрудников Отдела на собственной базе и базе издательства «Наука». Ежегодно один из номеров журнала «Известия РАН. Энергетика» посвящен изданию научных трудов ведущих ученых Отдела.

ОЭЭП РАН имеет прочные научные контакты с научными организациями РАН, ведущими отраслевыми институтами и университетами, а также промышленными предприятиями Санкт-Петербурга и РФ, которые представляют производственную базу для реализации научно-технических разработок. Для проведения широкомасштабных экспериментов используются возможности Санкт-Петербургского Государственного технического университета, Института проблем транспорта РАН, Краковского технического университета, НИИэлектромаш и др.

Отдел осуществляет широкое международное сотрудничество с научными организациями стран СНГ, а также Франции, Китая, Польши, Болгарии, Венгрии, Румынии, Дании, Ирана.