Функциональность систем мониторинга в условиях трансформирующейся энергосистемы активных потребителей

114

ДИАГНОСТИКА 

И МОНИТОРИНГ

Функциональность систем мониторинга 
в условиях трансформирующейся 
энергосистемы активных потребителей

Кучерявенков

А

.

А

.,

 директор ООО МНПП «АНТРАКС» 

Карташева

Е

.

А

.,

 руководитель отдела маркетинга, ООО МНПП «АНТРАКС»

П

роисходящая  в  настоя-

щий  момент  трансфор-

мация 

энергосистемы 

в  сторону  децентрали-

зованной модели привносит в ме-

няющееся  энергоснабжение  ряд 

особенностей  из  практики  рас-

пределительных  сетей  сложной 

конфигурации.  Наличие  в  сис-

теме  активных  потребителей 

(просьюмеров), 

необходимость 

интеграции  возобновляемых  ис-

точников  электроэнергии  требует 

динамичного  изменения  потоков 

транспортировки и распределения 

электроэнергии.  Ключевыми  осо-

бенностями  сетей  нового  поколе-

ния становится работа линий элек-

тропередачи  при  попеременном 

питании с различных направлений 

и  интеллектуальное  управление 

имуществом  энергосистемы,  тре-

бующее  не  планового  обслужива-

ния, а оперативного реагирования 

на состояние энергооборудования.

Для  легкого  конфигурирования 

и  реконфигурирования  модерни-

зированной  энергосети  необходи-

мо наращивать уровень автомати-

зации  в  области  наблюдаемости 

и  управляемости  всех  слагаемых 

систем энергоснабжения в режиме 

реального  времени.  Расчет  точек 

автоматизации  сети,  поддержка 

функций самовосстановления, ди-

намичное регулирование напряже-

ния и снижение нагрузки — все это 

требует  постоянного  мониторинга 

линий  электропередачи  и  обору-

дования питающих пунктов, а так-

же  самодиагностики  устройств 

мониторинга  и  управления.  Су-

щественно  увеличить  глубину 

анализа  диагностической  инфор-

мации  позволяют  современные 

программно-аппаратные  комплек-

сы,  обрабатывающие  одновре-

менно информацию от множества 

источников  данных,  сопоставля-

ющих  получаемую  информацию 

с  уже  накопленной  базой  данных 

по работе сети, применяющие ве-

роятностную  модель  для  отсече-

ния  ложных  данных  и  механизмы 

искусственного  интеллекта  для 

оценки рисков и помощи в приня-

тии управляющих решений.

Максимальную 

наглядность 

и  удобство  использования  мони-

торинга модернизированных сетей 

сложной  конфигурации  позволяет 

обеспечить применение географи-

ческих  информационных  систем, 

включающих  сведения  о  место-

положении  и  свойствах  простран-

ственных  объектов,  представлен-

ные  в  координатно-временной 

системе. С помощью геоинформа-

ционной  системы  возможно  осу-

ществить  формирование  много-

уровневой  информационной  сети 

и системы контроля и управления 

воздушными  и  кабельными  лини-

ями  на  основе  данных  с  различ-

ных  диагностических  устройств: 

датчиков  тока,  датчиков  напряже-

ния, датчиков температуры линии, 

датчиков обледенения и простран-

ственных датчиков положения про-

водника,  топографических  и  уда-

ленных  устройств  для  определе-

ния местоположения повреждения 

линии.  Эти  данные  не  только  по-

зволят немедленно отреагировать 

на произошедшие в энергосистеме 

события,  но  и  позволят  реализо-

вать механизм предиктивной диа-

гностики  повреждений,  оценить 

вероятность отказа отдельных уз-

лов сети и перейти к активно-адап-

тивному  конфигурированию  рас-

пределительных сетей.

Базовым функционалом систе-

мы мониторинга является коррект-

ная  идентификация  всех  видов 

повреждений  линий  электропере-

дачи  (однофазные  замыкания  на 

землю  и  междуфазные  замыка-

ния)  при  любом  направлении  пе-

ретока мощности или при нулевом 

перетоке  (линия  под  охранным 

напряжением),  при  обрыве  про-

вода,  в  цикле  АПВ,  при  появле-

нии  повреждения  как  в  процессе 

нормального  функционирования, 

так  и  при  включении  в  распреде-

лительную  сеть  потребителей. 

Определение  места  повреждения 

с визуализацией текущего состоя-

ния сети и места аварии, автома-

тическое  секционирование  линий 

при  аварийном  процессе  и  учет 

недопоставленной  электроэнер-

гии  обеспечивается  внедрением 

геоинформационной  системы  мо-

ниторинга  и  управления  электро-

передачей.

Предлагаемая  компанией

АНТРАКС  система  мониторинга 

и автоматизации распределитель-

ной  энергосети  основана  на  ис-

пользовании  линейки  интеллек-

туальных  датчиков  собственной 

разработки  и  производства  (ин-

дикаторы  для  воздушных  линий 

ИКЗ,  мониторы  электрической 

сети  А-сигнал,  интеллектуальные 

цифровые  разъединители  РИЦ). 

Она позволяет определять любой 

тип  аварии  на  воздушных  и  ка-

бельных линиях 6–110 кВ, а также 

оперативно  секционировать  по-

врежденные  участки.  Кроме  того, 

часть  аварийных  ситуаций  систе-

ма прогнозирует заблаговременно 

на  основании  анализа  поведения 

оборудования  ВЛ.  При  масшта-

бировании  в  сторону  увеличения 

аналитической  части  система  по-

зволяет  управлять  информацией 

и бизнес-аналитикой на базе циф-

ровых технологий обработки боль-

ших  массивов  данных  с  исполь-

зованием  систем  искусственного 

интеллекта и машинного обучения.

Центральной  частью  системы 

является  сервер  сбора  и  обра-

ботки  данных  КОМОРСАН.  Дан-

ные с интеллектуальных датчиков 

поступают  к  серверу  по  разным 

каналам  связи,  в  зависимости 

от  типов  приборов,  включенных 

в  систему.  Комплекты  приборов, 

115

оснащенные  GSM-модулем,  уста-

навливают TCP/IP соединение для 

обмена данными. Индикаторы, ис-

пользующие  для  передачи  канал 

ретрансляции  данных  на  основе 

Mesh-сети, передают информацию 

на  сервер  с  использованием  про-

межуточного  контроллера  сбора 

данных,  который  является  коор-

динатором  сети  и  преобразовате-

лем  интерфейсов.  Передача  ин-

формации  в  систему  КОМОРСАН 

происходит  в  реальном  времени. 

Гибкость  модели  данных  систе-

мы  КОМОРСАН  позволяет  управ-

лять набором ролей и привилегий, 

уровнем  доступа  пользователей 

в КОМОРСАН Web-клиент. Систе-

ма  имеет  встроенные  механизмы 

кибербезопасности  и  сохраняет 

информацию о действиях пользо-

вателей. 

Использование  системы  опти-

мально  для  мониторинга  воздуш-

ных  и  кабельных  линий  класса 

напряжений  6–110  кВ  за  счет  вы-

сокой чувствительности устройств: 

фиксация  аварийных  токов  от 

0,5 А и реализация нескольких ал-

горитмов  определения  аварийной 

ситуации позволяет гарантирован-

но не допустить ложных срабаты-

ваний при малых аварийных токах 

и  надежно  определять  все  виды 

аварийных процессов — однофаз-

ные замыкания на землю и между-

фазные  замыкания.  Определение 

направления  протекания  тока  ко-

роткого замыкания делает возмож-

ной  легкую  локализацию  повреж-

денного сектора воздушной линии 

и точное расстояние до места по-

вреждения.

Для  работы  системы  монито-

ринга  не  требуется  установка  до-

полнительного  оборудования  на 

подстанциях,  что  снижает  общую 

стоимость  системы,  не  требует 

сложного монтажа на подстанциях, 

не  требует  создания  искусствен-

ных  режимов  с  набросами  тока, 

снижающих срок эксплуатации се-

тевого оборудования. Синхронные 

измерения  напряжения  и  токов 

в каждой фазе с меткой реально-

го времени и построением осцил-

лограмм и векторных диаграмм по 

каждой фазе позволяют убедиться 

в  правильной  фазировке  линии 

и  осуществлять  мониторинг  про-

цессов  в  режиме  реального  вре-

мени,  необходимый  для  перехода 

к риск-ориентированному управле-

нию сетью. 

Интеллектуальные датчики про-

изводства компании АНТРАКС вы-

полнены в технологии типа plug and 

play и не требуют проведения на-

стройки  пользователем.  Примене-

ние управляемых устройств секци-

онирования  системы  увеличивает 

срок  работы  энергооборудования, 

в отличие от вакуумных выключа-

телей  (реклоузеров),  которые  по-

рождают в сетях высокочастотные 

(50–200 кГц) перенапряжения, что 

приводит к преждевременному вы-

ходу трансформаторов из строя.

Предлагаемая  компанией

АНТРАКС  система  универсальна

и  интегрируется  с  уже  имеющей-

ся  инфраструктурой  распредели-

тельных  сетей,  включая  SCADA-

системы,  а  при  подключении 

устройств  секционирования  дает 

возможность  управления  энерго-

районами. Система легко настраи-

вается: возможно включение мне-

мосхем,  добавление  выделения 

поврежденного  участка,  выделе-

ние  дополнительных  ролей  поль-

зователя,  сбор  аналитики  в  удоб-

ной  форме.  Мониторинг  дает 

возможность увеличивать пропуск-

ную  способность  линий,  то  есть 

передаваемую  мощность  в  каж-

дый конкретный момент времени.

Использование  системы  по-

зволяет  контролировать  пиковые 

нагрузки,  что  особенно  актуально 

при  интеграции  возобновляемых 

источников  энергии  и  активных 

потребителей.  Возможно  само-

стоятельное  принятие  решений 

системой  управления,  в  том  чис-

ле  управление  переключением 

потока  мощности.  Использование 

вероятностных  алгоритмов  и  ал-

горитмов  машинного  обучения 

позволяет  гарантировать  отказо-

устойчивость  системы,  дает  воз-

можности  самодиагностики  и  са-

мообучения. Поэтапное внедрение 

комплексной системы очень удоб-

но  экономически,  система  легко 

масштабируется «в ширину» (тер-

риториально) и «в глубину» (вклю-

чение новых устройств).

Комплексный  подход  к  мони-

торингу  энергосети  дает  простое 

решение  задачи  модернизации 

и повышения надежности энерго-

системы, а использование дости-

жений  современной  электроники, 

систем связи и технологий машин-

ного  обучения  позволяет  наибо-

лее  экономично  решить  пробле-

му  оперативного  восстановления 

энергоснабжения 

потребителя 

без  установки  первичного  обору-

дования  и  изменения  топологии 

сетей.  

Р

ООО МНПП «АНТРАКС»

+7 (495) 991-12-30,

www.antraks.ru,

[email protected]

№

 4 (55) 2019