Исследователи из Политехнического Университета Салезиана в городе Куэнка предложили новую систему диагностики работы гидроэлектростанций. Разработанный ими инструмент позволяет сократить время выявления неисправностей большинства элементов оборудования до 90 %, что существенно снижает риски длительных простоев. Это особенно важно для Эквадора, где около 78 % всей электроэнергии производится на гидроэлектростанциях.

Ключевое значение в функционировании ГЭС имеет система автоматического регулирования скорости турбины — Governor. Она отвечает за поддержание стабильной частоты тока, синхронизацию генератора с энергосистемой, управление запуском и остановом оборудования, а также за устойчивость работы при изменении нагрузки или возникновении аварийных ситуаций. Отказ этой системы может привести к остановке генерации и значительным временным потерям.

В рамках исследования ученые проанализировали работу системы Governor на ГЭС «Аласан», входящей в состав проекта «Мазар-Дудас». Опираясь на техническую документацию и экспертную оценку, они выделили 15 основных типов отказов и измерили средние временные затраты на их устранение при использовании традиционного подхода, основанного на визуальном осмотре и ручной проверке сигналов. В среднем на обнаружение и устранение каждой неисправности уходило от 60 до 180 минут. При этом отдельные сбои, такие как отказ датчика скорости или нарушение работы клапанов дефлектора, оказалось невозможно диагностировать без полной остановки агрегата.

Для решения этой проблемы исследователи применили модель сетей Петри — инструмента, позволяющего описать систему в виде набора логических состояний, событий и переходов между ними. Такая модель наглядно отображает структуру и логику взаимодействия компонентов: от начальной инициализации до активации механизмов. Это дало возможность смоделировать весь процесс работы Governor, учесть его поведение при различных отказах и точно определить, где именно происходит сбой.

Результаты оказались впечатляющими. Диагностика электронных и управляющих компонентов ускорилась в среднем на 75–92 %. Например, на поиск неисправностей в инжекторе, датчике положения или соленоиде вместо привычных полутора-двух часов по новой модели требовалось всего 10–15 минут. Для механических компонентов улучшение составило до 50 %, что объясняется необходимостью физического доступа и осмотра. В целом использование сетей Петри дало сокращение времени диагностики почти по всем позициям. Кроме того, модель позволила корректно обрабатывать ситуации с множественными или параллельными сбоями, что особенно важно в условиях реального производства.

Теперь исследователи предлагают внедрить эту модель в автоматизированную систему управления и мониторинга станции (SCADA), чтобы в режиме реального времени отслеживать состояние компонентов Governor, автоматически выявлять отклонения и предупреждать персонал. Это откроет дорогу для предиктивного обслуживания, позволит сократить время простоя оборудования и повысит общую надежность работы ГЭС.