Надёжные и гибкие распределительные сети – комплекс решений, обеспечивающих эффективную и надёжную работу распределительной сети уровня напряжения от 6 до 220 кВ (как правило, не включая уровень напряжения 220 кВ), открытой и адаптивной к новым объектам и участникам рынка.

Интеллектуальная распределённая энергетика – комплекс технологий и решений энергоснабжения, альтернативных "большой энергетике".

Потребительские сервисы - комплекс решений, обеспечивающих конечным потребителям кастомизированные сервисы энергоснабжения и управления инженерной инфраструктурой (в т.ч. автономными источниками энергии).

Водородная энергетика - комплекс решений, обеспечивающих производство, хранение, транспортировку водорода и выработку энергии из водородного топлива.

Технологии для цифровых районов электрической сети и их компонент, в т.ч.:

• информационные системы управления,
• системы автоматизации процессов ликвидации аварий воздушных (кабельных) сетей,
• интеллектуальные системы учёта и энергомониторинга

Технологии, методы и инструменты инжиниринга знаний, поддерживающих единую, семантически непротиворечивую, согласованную модель электроэнергетики

Технологии и решения для управления микрогрид, в том числе платформы управления энергетической гибкостью, платформы управления объектами распределенной энергетики.
Микрогрид - часть распределительной сети низкого напряжения, имеющая фиксированные границы, включающая объекты распределенной энергетики, технологические режимы которых являются управляемыми и скоординированными как в параллельном режиме работы с электроэнергетической системой, так и в изолированном.

Технологии гибридных энергетических комплексов, электрификации, теплоснабжения и интеллектуального управления микрогридами.

Инженерные решения по применению СНЭ в различных областях.

Технологии для развития компонентной базы силовой электроники по перспективным направлениям:

1. интеллектуальные транзисторные модули (узлы с сосредоточенными параметрами, узлы с распределенными параметрами)
2. микросхемы управления многоуровневыми инверторами
3. силовые полупроводники из новых материалов (карбид кремния и др.)
4. силовая оптоэлектроника (гальваническая развязка в преобразователях на напряжение свыше 3 кВ)
5. однокорпусные микросхемы для частотного регулирования асинхронных двигателей общепромышленного назначения
6. преобразователи напряжения для ВИЭ (низковольтная силовая электроника и Mosfet)
7. контроллеры с функцией диагностики силовых схем

Технологии в части масштабируемости, интероперабельности и удобства использования сервисов с применением технологий распределенных реестров и смарт-контрактов для участников рынков электрической энергии и мощности

Технологические решения по низко-углеродному производству дешевого водорода

Технологические решения по энергоэффективному хранению и транспортировке водорода

Технологические и инженерные решения по созданию систем накопления энергии (электрохимическим, кинетическим (ТАЭС) и пр)

Технологии создания и инженерные решения по применению энергетических установок с топливными элементами и их компонентов по следующим направлениям:

• технологии электрохимических генераторов (ЭХГ) с топливными элементами для создания компактных источников тока,
• мобильный ЭХГ высокой мощности,
• компактные источники тока на органическом топливе.

Технологии и инженерные решения в области создания зарядной инфраструктуры электротранспорта (ЗИЭ): технические решения по зарядным станциям, инфраструктурные решения по созданию зарядной сети, ИТ-решения по интерфейсам для пользователей

Проблема
Традиционный подход к моделированию объектов основан на работе оператора - аудитора, с человекомашинным интерфейсом ввода данных (планшет), когда оператор выполняя обход или осмотр энергообъекта вводит данные в модель (посредством ввода численной информации или фотографий). Такой подход неэффективен по времени.

Описание проектной задачи
Участникам предлагается представить концепцию программно-аппаратного комплекса (сочетание беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) с компьютерным зрением, машинного обучения) для целей автономного формирования модели воздушной линии электропередачи.
БПЛА, выполняя автономный облёт энергообъекта (самым простым кейсом являются воздушные линии 10-35 кВ), по собранным данным должен автоматически определять (используя формальный классификатор): тип объекта, тип его компонентов, координаты на местности, вероятно отклонения от типовых.

Планируемый результат
Концепция программно-аппаратного комплекса для целей автономного формирования модели воздушной линии электропередачи и наполнения базы данных объектов для дальнейшего анализа.

Требования к кандидатам
·      Теоретические знания формальных атрибутов воздушных линий 6-35 кВ и общих сведений о БАС.
·      Наличие e-learning сертификатов, при возможности: Сourser, Skilbox, netology и т.д.
·      Знания Python, Linux, SQL, Понимание сетевых технологий (http(s), tcp и прочее), GIT, умение разбираться в чужом коде.

Оборудования и материалы
Компьютеры с установленными ПО

Проблема
Сетевая компания планирует реконструкцию подстанции 35/10 кВ с повышением надёжности электроснабжения потребителей прилегающей сети 10 кВ.
Надёжность электроснабжения потребителей прилегающей сети 10 кВ должна быть максимальной в рамках ограничения по бюджету

Описание проектной задачи
Участникам проекта предлагается разработать оптимальную топологию распределительной электрической сети на примере участка района электрических сетей (РЭС) в целях повышения надежности электроснабжения и снижения затрат на обслуживание РЭС
Для этого на основании исходных данных необходимо построить математическую модель участка сети ( AS IS – как есть), оценить исходное состояние в части показателей качества, надежности и доступности электроснабжения.
На основании сделанных выводов предложить в рамках установленного бюджета лучший вариант модели сети AS TO BE ( как будет).
В качестве исходных данных предоставляются : однолинейная схема подстанции, поопорные схемы отходящих ВЛ 10 кВ, географические координаты отдельных объектов сети, данные диспетчерских журналов, данные по нагрузкам, любые другие исходные данные.

Планируемый результат
Модель сети AS IS, модель сети AS TO BE, концепция модернизации.

Требования к кандидатам

1. Знание основных топологий распределительных сетей 6(10) - 35 кВ
2. Знания принципов расчета надежности SAIDI, SAIFI.

Оборудования и материалы
Личный ноутбук.

Проблема
Отсутствие стандартных BIM инструментов проектирования вторичных цепей.

Описание проектной задачи
Существует два отдельных программных обеспечения для моделирования отдельных элементов энергообъектов: Revit – для разработки информационных моделей объектов, а также EPlan для разработки схем вторичных соединений.
Участникам проекта предлагается разработать модель компилятора между двумя отдельными программными продуктами.

Планируемый результат
Принципиальные, монтажные схемы, а также спецификации вторичных цепей в Revit.

Требования к кандидатам
Знание и умение работать в API Revit, EPlan или Autocad Electrical (продвинутый пользователь).

Оборудования и материалы
Рабочая станция с предустановленным Eplan и Revit. (при возможности).

Проблема
Отсутствие сервисов для прогнозирования потребление региона лучше, чем ручной прогноз (либо их дороговизна).

Описание проектной задачи
Участникам проекта предлагается спроектировать и реализовать модель для прогнозирования профиля потребления на уровне региона. В случае возможности и опыта команды, команда может разработать не только модель прогнозирования, но отдельный сервис, который будет содержать программный интерфейс (API) который позволит загружать через web методы входные данные и формировать профиль потребления. В качестве входных данных для модели/сервиса должны использоваться: 1) Дата прогнозирования 2) Прогноз погоды на дату прогнозирования 3) В качестве опциональных данных можно загружать использовать данные за предыдущий день/дни На выходе от модели ожидается профиль потребления (почасовое потребление электроэнергии региона). В качестве датасета, будет представлены данные за 5 лет. Для сравнения будет использовать данные ручного прогнозирования.

Планируемый результат
В результате должна получиться модель которая будет прогнозировать потребление региона лучше, чем ручной прогноз.

Требования к кандидатам
Навыки работы по инструментам и библиотекам построения моделей прогнозирования

Оборудования и материалы
Для работы необходимы ноутбуки/ПК с установленным ПО. Минимальный набор ПО: пакет Conda.

Проблема
Масса портативного генератора велика из-за использования высокотемпературных сталей с токарной обработкой и от того с толстыми стенками, которые значительно увеличивают время разогрева на рабочую температуру.

Описание проектной задачи
Участникам проекта предлагается разработать максимально облегченную конструкцию высокотемпературного модуля электрохимического генератора на основе твердооксидных топливных элементов, сохранив функционал, разделение газовых пространств и заданное распределение температур. Исходная конструкция предоставляется компанией-партнером.

Планируемый результат
Масса модуля электрохимического генератора уменьшена в 5-10 раз.

Требования к кандидатам
Инженерное, физическое образование, умение конструировать в CAD-программах

Оборудования и материалы
Для выполнения необходим любой пакет CAD-программ. Исходная математическая модель конструкции представлена в формате SolidWorks

Проблема
Сетевая компания (СК) выявила участок распределительной сети 10 кВ с проблемами по обеспечению надлежащих показателей надежности, качества и доступности электроснабжения потребителей. Специалистами СК был предложен вариант модернизации, направленный на решение проблем в сети.

Планируемый результат
Участникам кейса необходимо изучить модель модернизированной сети согласно варианту СК и предложить свой более оптимальный вариант модернизации с учетом ограничений по:

• надежности – улучшение показателя до заданной величины;
• качеству – отсутствие недопустимых отклонений по напряжению в соответствии с ГОСТ;
• доступности – отсутствие превышения пропускной способности элементов сети, включая питающие подстанции, во всех режимах работы сети.

Решение представляется в виде:

• Структурированного перечня проблем рассматриваемой сети с учетом ограничений, описанных выше;
• Оптимальной модели участка распределительной сети 10 кВ, включающей набор технических решений, направленных на решение проблем рассматриваемой сети;
• Оценки стоимости реализации предлагаемых технических решений;
• Сравнительного анализа стоимости вариантов модернизации, предлагаемых СК и участниками кейса.

Модель исходной сети и модель модернизированной сети согласно варианту СК будут представлены в описании кейса.

Состав команды для решения кейса
Электроэнергетик (2-3 чел.), экономист.

Оборудование и материалы
Персональный компьютер с установленным ПО для работы с файлами формата .docx, .xlsx, .pdf, pptx, .dwg и доступом в интернет.

Проблема
При включении и отключении электрического оборудования в сетях 6–35 кВ возникают переходные электромагнитные процессы, характер которых определяется типом нагрузки и моментом коммутации. Для ёмкостной нагрузки (батареи статических конденсаторов, фильтрокомпенсирующие установки, протяженные кабельные линий) при включении характерны высокие импульсные зарядные токи, обусловленные мгновенным подключением значительной ёмкости к сети. При отключении таких установок возможны коммутационные перенапряжения, связанные с разрядом ёмкости и взаимодействием с индуктивностями сети, что создаёт повышенные нагрузки на изоляцию оборудования и коммутационную аппаратуру.

Для индуктивной нагрузки (силовые трансформаторы) при включении характерно возникновение бросков тока намагничивания, обусловленных насыщением магнитопровода и наличием остаточной магнитной индукции. Эти токи могут многократно превышать номинальные значения и сопровождаться значительными электромагнитными усилиями в обмотках. При отключении индуктивной нагрузки основную опасность представляют коммутационные перенапряжения, возникающие при резком прерывании тока и перераспределении энергии магнитного поля, что приводит к дополнительным нагрузкам на изоляцию трансформаторов и выключателей.

Отсутствие управления моментом включения и отключения приводит к формированию неблагоприятных переходных процессов.

Планируемый результат
Участники должны обосновать целесообразность применения устройств управляемой синхронной коммутации как инженерного решения, направленного на снижение негативного влияния коммутационных переходных процессов при включении и отключении оборудования и повышение надёжности эксплуатации электрооборудования.
Решение должно содержать:

• анализ режимов работы электрического оборудования и коммутационной аппаратуры, при которых возникают броски тока намагничивания, импульсные токи и коммутационные перенапряжения при коммутации индуктивной и ёмкостной нагрузки;
• описание возможных эксплуатационных последствий коммутационных переходных процессов для оборудования, релейной защиты и смежных элементов электрической сети;
• анализ традиционных способов снижения негативных эффектов коммутаций индуктивной и ёмкостной нагрузки и определение ограничений их применения;
• варианты включения и отключения оборудования при обычной (несинхронной) коммутации, а также при использовании управляемой синхронной коммутации с различными вариантами чередования фаз, в зависимости от типа нагрузки;
• анализ применения устройств управляемой синхронной коммутации (УСК) для электрического оборудования и трансформаторов напряжением 6–35 кВ, работающих с индуктивной и ёмкостной нагрузкой
• техническое обоснование необходимости применения управляемой синхронной коммутации для рассматриваемых условий эксплуатации;
• оценку ожидаемого экономического эффекта от внедрения УСК, связанного со снижением числа аварийных отключений, уменьшением вероятности повреждений оборудования и сокращением затрат на ремонт и восстановление.

Состав команды для решения кейса
аналитик данных, электроэнергетик (1-2 чел.), экономист.

Оборудования и материалы
Персональный компьютер с установленным ПО для работы с файлами формата .docx, .xlsx, .pdf, pptx, .dwg и доступом в интернет.

Проблема
Применение дизельных генераторных установок для регулирования параметров частоты и активной мощности в автоматизированных гибридных энергетических комплексах (АГЭК) обусловливает их эксплуатацию в неоптимальных режимах, включая как неполную нагрузку, так и перегрузки. Данные условия способствуют увеличению удельных показателей расхода топлива, ускоренному снижению ресурса двигателей, а также росту эксплуатационных затрат, связанных с техническим обслуживанием оборудования.

Описание проектной задачи:
Участникам предлагается решить задачу исследования возможностей и отработки алгоритмов использования виртуальных синхронных машин (ВСМ) для стабильной и эффективной работы интеллектуальных микросетей.

Для исследования будут предоставлены данные об энергопотреблении предприятия с учётом его удалённого размещения в АГЭК в составе гибридной солнечной-дизельной электростанции. При выполнении работ необходимо провести технико-экономический анализ реализации виртуальной синхронной машины (ВСП) на базе различных видов систем накопления электрической энергии.

Срок реализации проекта не должен превышать 3 лет; предлагаемые решения должны использовать российские инновационные разработки; должны быть оценены риски предлагаемых решений с точки зрения информационной и технологической безопасности.

Планируемый результат
Решение, использующее модель системы управления инверторов АГЭК для оптимизации расхода топлива дизельных агрегатов

Рекомендуемый состав команды
Рекомендуемый состав команды: инженер-энергетик, экономист, программист-математик

Оборудования и материалы
Для работы необходимы ноутбуки/ПК с установленным ПО. Минимальный набор ПО: Microsoft Office (Word, Excel, Power Point)

Проблема
Энергоснабжение удаленных населённых пунктов как правило осложняется трудностями с доставкой топлива и проблемами с текущим обслуживанием и ремонтом. Это приводит к снижению надежности и значительному удорожанию таких систем, а также получаемой электрической и тепловой энергии.

Для преодоления данных проблем создаются автоматизированные гибридные энергетические комплексы (АГЭК), в которых различные возобновляемые источники энергии (ВИЭ) вместе с источниками гибкости интегрируются в классическую схему энергоснабжения. При этом типы ВИЭ, уровни и степень их интеграции могут значительно меняться, в зависимости от условий конкретного населённого пункта. Кроме того, в АГЭК возможно использование энергоустановок замкнутого цикла на основе водородных технологий, состоящих из 3 основных элементов: электролизер – генератор водорода, система накопления водорода, топливный элемент – генератор электроэнергии.

Планируемый результат
Участникам необходимо разработать наиболее эффективную систему электро- и теплоснабжения для заданного посёлка, учитывая доступные технологии производства и хранения энергии, когенерации, а также возможности интеллектуального управления потреблением. При этом нужно проанализировать природные условия расположения населённого пункта, текущий и прогнозируемый энергобаланс, а также существующие ограничения.

Решение представляется в виде:

• Балансов тепловой и электрической энергии населенного пункта.
• Модели (структурной схемы) системы энергоснабжения с описанием источников энергии и гибкости, а также их характеристик.
• Обоснования выбора, используемого при создании АГЭК оборудования, а также системы мониторинга и управления оборудованием.
• Технико-экономического обоснования эффективности создания АГЭК в сравнении с классической схемой энергоснабжения, принятой в заданном регионе.

Исходные данные по удаленному населенному пункту, включая мощности потребителей, будут предоставлены в описании кейса.

Состав команды для решения кейса
Электроэнергетик, теплоэнергетик, технолог, экономист-аналитик.

Оборудования и материалы
Личный ноутбук с установленным ПО для работы с файлами формата .docx, .xlsx, .pdf, pptx и доступом в интернет.

Проблема
Критическая инфраструктура энергетических объектов становится всё более уязвимой для киберугроз. Рост числа целевых атак на системы управления энергетическими объектами (АСУ ТП) создает риски нарушения энергоснабжения целых регионов, возможного выхода из строя дорогостоящего оборудования и потенциальных экономических потерь.

Планируемый результат
Участникам необходимо разработать комплексное решение по обеспечению информационной безопасности энергетического комплекса с использованием отечественных технологий кибербезопасности, в частности, решений Positive Technologies. Требуется создать многоуровневую систему защиты, которая будет способна:

• Предотвращать несанкционированный доступ к системам управления
• Детектировать попытки атак в режиме реального времени
• Минимизировать риски вывода оборудования из строя
• Обеспечивать непрерывность работы энергетической инфраструктуры

Решение представляется в виде:

• Архитектуры системы информационной безопасности.
• Модели киберустойчивости энергетического объекта.
• Технико-экономического обоснования внедрения системы защиты.

Исходные данные, которые будут предоставлены участникам:

• Типовая схема АСУ ТП энергетического объекта
• Характеристики оборудования и каналов связи
• Перечень потенциальных уязвимостей

Состав команды для решения кейса
Специалист по информационной безопасности, Инженер АСУ ТП, экономист-аналитик

Оборудования и материалы
Личный ноутбук.
Для решения кейса будет предоставлен доступ к демоверсиям решений Positive Technologies, специализированное ПО для моделирования атак, документация по системам защиты АСУ ТП.

Проблема
В современном мире существует проблема энергообеспечения отдаленных объектов. Классическая схема на основе дизельной генераторной установки (ДГУ), как правило, дорога в эксплуатации и не всегда обеспечивает требуемую надежность, поэтому стремятся перейти к системам замкнутого цикла с использованием систем накопления энергии. Одним из перспективных вариантов является применение водородных технологий.

В энергоустановке (ЭУ) замкнутого цикла на основе топливного элемента (ТЭ) есть три основные части: топливный элемент – генератор электроэнергии, электролизер – генератор водорода, накопитель водорода.

У Заказчика есть несколько удаленных объектов, по которым использование классических методов энергообеспечения не эффективно. Стоит задача определить возможность и целесообразность использования системы замкнутого цикла на базе водородных технологий.

Планируемый результат
Участникам проекта необходимо предложить оптимальное решение ЭУ замкнутого цикла на основе ТЭ. В условии кейса будут указаны необходимая мощность, требования надежности, условия расположения удаленного объекта и прочая информация, необходимая для решения. Выбор альтернативного источника энергии для запасания энергии остаётся за участниками.

Решение представляется в виде технико-экономического обоснования НИОКР на разработку энергоустановки для энергоснабжения удаленного объекта, включающего:

• расчет потребления водорода для случайных наборов по аварийности в течение года;
• оценку необходимых объёмов запасания водорода на объекте;
• оценку экономического эффекта перевода обслуживающего транспорта на водород.

Решение проектной задачи должно соответствовать требованиям заказчика, иметь возможность реализации в текущих условиях развития технологий и быть минимальным по стоимости.

Состав команды для решения кейса
Физик, инженер (технолог), электроэнергетик, экономист-аналитик.

Оборудования и материалы
Личный ноутбук с установленным ПО для работы с файлами формата .docx, .xlsx, .pdf, pptx и доступом в интернет.

Проблема
На сегодняшний день в России остро стоит проблема импортозамещения производства литий-ионных аккумуляторов (ЛИА) с заданными характеристиками. Также существует значительный разрыв между научными разработками в области ЛИА и их промышленным внедрением. Одним из решений данной проблемы может быть создание опытного производства аккумуляторов с заданными характеристиками.

Планируемый результат
Участникам проекта необходимо предложить технологию изготовления и тестирования ЛИА с характеристиками, заданными заказчиком, а также придумать производство этих ЛИА.

Решение представляется в виде:

• Обоснования использования типоразмера, материалов и технологии изготовления ЛИА с характеристиками, предоставленными заказчиком;
• Расчетов количества материалов, необходимых для изготовления ЛИА с заданными характеристиками;
• Описания технологии процесса изготовления ЛИА и список необходимого оборудования;
• Условного плана помещения, с указанием расположения оборудования и коммуникаций (при необходимости), разделением зон (грязная зона\чистая зона\тестирование);
• Списка оборудования + поставщиков компонентов для производства ЛИА, преимущественно отечественные, если это возможно;
• Сметы реализации проекта;
• Диаграммы Ганта по реализации проекта;

Состав команды для решения кейса
Химик, физик, технолог, экономист.

Оборудования и материалы
Личный ноутбук с установленным ПО для работы с файлами формата .docx, .xlsx, .pdf, pptx и доступом в интернет.

Проблема
Расход свежего пара и пара промперегрева являются одним из важнейших показателей для оценки эффективности работы энергоблоков электростанций.

На некоторых электростанциях, в ходе реконструкции, выполняется демонтаж расходомерных устройств по свежему пару, а также происходит модернизация цилиндров высокого давления с переходом от соплового регулирования свежего пара с номинальным давлением перед соплами к дроссельному парораспределению со скользящими параметрами свежего пара. В этом случае расход свежего пара определяется косвенными методами, в частности суммированием показателей расходомеров питательной воды, установленными за регуляторами питания котла и расходом на впрыски в тракт высокого давления.

Стандартный способ контроля достоверности показателей по давлению пара в регулирующей ступени отсутствует, контроль по расходу основного конденсата на деаэратор и сведению теплового баланса, при работе блока в штатном режиме, невозможен. Недостоверность оценки расхода пара в турбину ведет к ошибочным оценкам экономичности её работы и оценке технического состояния оборудования.

Планируемый результат
Участникам необходимо создать наиболее оптимальную систему измерения расхода свежего пара и пара промперегрева по измерениям давления свежего пара и пара промперегрева на входе и выходе из участка паропроводов свежего пара и пара промперегрева. Оптимальность оценивается по достижению требуемой погрешности измерения и использованию минимально короткого участка паропровода для снижения задержки сигнала.

Исходные данные по энергоблоку, будут предоставлены в описании кейса. Для повышения точности оценки расхода пара участникам рекомендуется использовать интеллектуальные методы анализа данных: модели машинного обучения и т.п.

• Схема измерения, с привязкой первичных сигналов к конкретным местам трубопроводов.
• Расчетная погрешность измерения.
• Обоснованный выбор используемого оборудования.

Состав команды для решения кейса
Теплотехник, инженер АСУ ТП, аналитик данных.

Оборудования и материалы
Личный ноутбук с установленным ПО для работы с файлами формата .docx, .xlsx, .pdf, pptx и доступом в интернет.