Arun G. Phadke¶

Arun G. Phadke (род. 1939) — американский инженер-электроэнергетик индийского происхождения, один из основоположников цифровой релейной защиты и синхронизированных векторных измерений (технологии PMU) в электроэнергетических системах. Его работы заложили основу для современных систем мониторинга переходных режимов (WAMS) и интеллектуальных энергосетей (Smart Grid).

¶Биография

Арун Г. Пхадке родился в 1939 году в Индии. Получил степень бакалавра в области электротехники в Университете Пуны (ныне Институт технологии Пуны) в 1961 году. Продолжил образование в США, где в 1964 году получил степень магистра, а в 1968 году — докторскую степень (Ph.D.) в Университете Висконсин-Мэдисон. Его диссертация была посвящена вопросам анализа и моделирования энергосистем.

С 1968 по 1990 год работал в Американской электрической энергетической компании (American Electric Power, AEP) в Колумбусе, штат Огайо. В AEP он занимал должность главного инженера по системам управления и защиты, где впервые применил цифровые технологии для релейной защиты. В 1990 году перешёл в Виргинский политехнический институт и университет штата (Virginia Tech), где стал профессором кафедры электротехники и вычислительной техники. В 2005 году вышел на пенсию, получив статус заслуженного профессора (Professor Emeritus). Продолжает консультировать и публиковать научные работы.

¶Основные научные достижения

¶Цифровая релейная защита

В 1970-х годах, работая в AEP, Пхадке впервые предложил и реализовал концепцию цифрового реле защиты. Традиционные электромеханические и статические реле были заменены программируемыми цифровыми устройствами, способными выполнять сложные алгоритмы анализа сигналов тока и напряжения. В 1979 году он совместно с коллегами опубликовал первую статью, описывающую цифровое реле для защиты линий электропередачи. Эта работа стала основой для всей современной микропроцессорной релейной защиты, которая сегодня является стандартом в отрасли.

¶Синхронизированные векторные измерения (PMU)

В 1980-х годах Пхадке разработал концепцию синхронизированных по времени измерений векторов напряжения и тока (phasor measurement units, PMU). Используя сигналы точного времени от спутниковой системы GPS, он предложил метод синхронизации измерений в разных точках энергосистемы с погрешностью не более 1 микросекунды. Это позволило в реальном времени наблюдать за динамическими процессами в энергосистеме — фазовыми углами, колебаниями мощности, переходными режимами. Первый прототип PMU был создан в 1988 году в AEP. В 1990-х годах Пхадке и его группа в Virginia Tech разработали серийные образцы PMU, которые стали применяться для мониторинга крупных энергосистем в США, Европе и России.

¶Системы мониторинга переходных режимов (WAMS)

На основе технологии PMU Пхадке предложил архитектуру широкомасштабных систем мониторинга переходных режимов (Wide Area Monitoring Systems, WAMS). WAMS позволяют диспетчерам энергосистем в реальном времени видеть состояние сети на больших территориях, выявлять предвестники аварий (например, низкочастотные колебания) и принимать меры для предотвращения каскадных отключений. Эта технология стала ключевой для предотвращения массовых блэкаутов, подобных аварии 2003 года в США и Канаде.

¶Ключевые публикации

Пхадке является автором или соавтором более 200 научных статей и нескольких монографий, ставших классическими в области электроэнергетики:

• «Computer Relaying for Power Systems» (1988, 2-е издание 2009) — первая в мире книга, посвящённая цифровой релейной защите. Переведена на русский язык.
• «Synchronized Phasor Measurements and Their Applications» (2008, 2-е издание 2017) — основополагающий труд по технологии PMU и WAMS.
• «Power System Relaying» (совместно с С. Хоровицем, 1992, 4-е издание 2014) — учебник, используемый в университетах по всему миру.

¶Награды и признание

• IEEE Herman Halperin Electric Transmission and Distribution Award (1991) — за вклад в развитие цифровой защиты.
• IEEE Power Engineering Society Distinguished Service Award (1995).
• IEEE Medal for Power Engineering (2010) — высшая награда IEEE в области электроэнергетики «за пионерские работы в области цифровой релейной защиты и синхронизированных векторных измерений».
• Член Национальной инженерной академии США (National Academy of Engineering, 2002).
• Почётный доктор ряда университетов, включая Университет Пуны (Индия) и Университет Висконсин-Мэдисон (США).

¶Применение технологий в России

В России технология синхронизированных векторных измерений (PMU) и WAMS активно внедряется с 2000-х годов. Системы мониторинга переходных режимов (СМПР) на базе PMU используются в Единой энергетической системе (ЕЭС) России для контроля устойчивости, обнаружения аварийных режимов и повышения надёжности. Разработки Пхадке лежат в основе многих российских устройств синхронизированных измерений, производимых компаниями «Радиус» (Москва) и «Энергопром» (Санкт-Петербург). В 2015 году Пхадке был избран иностранным членом Российской академии наук (РАН) по отделению энергетики.

¶Критика и ограничения

Несмотря на широкое признание, технология PMU имеет ограничения: высокая стоимость установки и обслуживания устройств, необходимость точной синхронизации по времени (зависимость от GPS, уязвимость к помехам), а также сложность обработки больших объёмов данных (Big Data) в реальном времени. Некоторые специалисты отмечают, что алгоритмы, предложенные Пхадке для цифровой защиты, не всегда оптимальны для сетей с распределённой генерацией (например, солнечных и ветровых электростанций), что требует дальнейшей адаптации.

¶Наследие

Арун Г. Пхадке считается «отцом» цифровой релейной защиты и синхронизированных векторных измерений. Его работы напрямую повлияли на создание интеллектуальных энергосетей (Smart Grid) и систем управления энергосистемами нового поколения. Технология PMU используется в более чем 50 странах мира, включая Россию, Китай, Индию, США и страны Европейского союза. В 2020 году его имя было включено в Зал славы IEEE (IEEE Hall of Fame) за вклад в развитие электроэнергетики.