Информационное обеспечение при ситуационном управлении в электрических сетях 6–110 кВ

background image

background image

6

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 2(5), 

июнь

 2017

Информационное

 

обеспечение

 

при

 

ситуационном

 

управлении

в

 

электрических

сетях

 6–110 

кВ

О

сновной

 

тренд

 

постиндустриальной

 

эпохи

 

имеет

 

тенденцию

 

к

 

росту

 

численности

 

населения

его

 

плотности

 

и

 

сосредоточению

 

основных

 

потре

-

бителей

 

и

 

технологических

 

производств

 

вокруг

 

уже

 

имеющейся

 

инженерной

 

инфраструктуры

Вызванная

 

урбанизация

 

делает

 

энергетические

 

сети

 

весьма

 

чувстви

-

тельными

 

к

 

природным

 

и

 

техногенным

 

чрезвычайным

 

си

-

туациям

 (

ЧС

). 

Наличие

 

достаточно

 

развитых

 

электронных

 

средств

 

коммуникации

а

 

особенно

 

социальных

 

сетей

 

по

-

вышают

 

риск

 

развития

 

техногенных

 

нарушений

 

из

-

за

 

не

-

контролируемого

 

ажиотажного

 

потребления

 

энергоресур

-

сов

 

и

 

переход

 

их

 

в

 

социальную

 

плоскость

Для

 

решения

 

данного

 

круга

 

задач

 

в

 

энергетике

 

целе

-

сообразно

 

использовать

 

ситуационное

 

управление

При

 

существующей

 

системе

 

взаимодействия

 

в

 

топливно

-

энер

-

гетическом

 

комплексе

  (

ТЭК

РФ

 

функционируют

 

три

 

си

-

туационно

-

аналитических

 

центра

  (

САЦ

), 

наиболее

 

тесно

 

связанные

 

информационными

 

связями

это

 

САЦ

 

СО

 

ЕЭС

САЦ

 

Минэнерго

 

РФ

САЦ

 

ПАО

 «

Россети

» [1]. 

Следует

 

отме

-

тить

что

 

основное

 

направление

 

деятельности

 

данных

 

САЦ

 

относятся

 

к

 

ситуационному

 

информированию

При

 

сложив

-

шейся

 

структуре

 

основной

 

объем

 

работ

 

по

 

ситуационному

 

управлению

 

ложится

 

на

 

ситуационные

 

центры

 

управления

 

(

СЦУ

ДЗО

 

ПАО

 «

Россети

» 

и

как

 

следствие

при

 

ошибках

 

в

 

ситуационном

 

управлении

кроме

 

юридических

 

и

 

фи

-

нансовых

 

рисков

обусловленных

 

наличием

 

заключенных

 

договоров

 

на

 

оказание

 

услуг

 

по

 

передаче

 

электрической

 

энергии

 

и

 

договоров

 

на

 

технологическое

 

присоединение

также

 

имеются

 

и

 

репутационные

 

риски

Поэтому

 

вопрос

 

ситуационного

 

управления

 

в

 

ДЗО

 

ПАО

 «

Россети

» 

требует

 

тщательной

 

проработки

 

и

 

особого

 

внимания

.

Научное

 

направление

  «

Ситуационное

 

управление

» 

сформировалось

 

в

 70–80-

е

 

годы

 

прошлого

 

века

 

и

 

было

 

обусловлено

 

дальнейшим

 

развитием

 

автоматизирован

-

ных

 

систем

 

диспетчерского

 

управления

  (

АСДУ

в

 

электро

-

энергетике

 

и

 

широким

 

внедрением

 

вычислительной

 

техники

 

в

 

технологические

 

процессы

 

выработки

 

и

 

распределения

 

электрической

 

энергии

Основные

 

направления

 

в

 

обла

-

сти

 

ситуационного

 

управления

 

были

 

заложены

 

Поспело

-

вым

 

Д

.

А

., 

Осиповым

 

Г

.

С

., 

Клыковым

 

Ю

.

И

. [2–4]. 

Современ

-

ные

 

разработки

 2000–2017 

годов

 

в

 

области

 

коммуникаций

искусственного

 

интеллекта

  (

ИИ

), 

бурный

 

рост

 

мощностей

 

вычислительных

 

устройств

 [5] 

позволили

 

методам

 

ситуаци

-

онного

 

управления

 

выйти

 

на

 

совершенно

 

новый

 

качествен

-

ный

 

уровень

.

В

 

электроэнергетике

которая

 

состоит

 

из

 

сложных

 

по

 

структуре

 

объектов

 

и

 

функций

 

управления

 

ими

ситуацион

-

ное

 

управление

 

используется

 

для

 

решения

 

следующих

осо

-

бо

 

значимых

 

задач

:

 

ликвидации

 

в

 

кратчайшие

 

сроки

 

последствий

 

ЧС

 

с

 

максимальной

 

эффективностью

 

использования

 

ремонтных

 

ресурсов

 (

материалов

 / 

механизмов

 / 

бри

-

гад

);

 

минимизации

 

недоотпуска

 

электроэнергии

 (

мощности

потребителям

 

посредством

 

резервных

 

возможностей

 

энергосистем

;

В

 

настоящей

 

статье

 

описаны

 

общие

 

задачи

 

и

 

принципы

 

построения

 

системы

 

управления

 

базами

 

данных

 

и

 

базами

 

знаний

 

для

 

ситуационного

 

управления

 

в

 

электроэнергети

-

ке

Дан

 

обзор

 

функций

 

и

 

задач

 

по

 

обеспечению

 

информаци

-

онной

 

поддержки

 

технологических

 

процессов

 

функциони

-

рования

 

субъектов

 

электроэнергетики

.

Готовность

 

к

 

внештатным

 

ситуациям

Сергей

 

БОРДАНОВ

к

.

т

.

н

., 

начальник

 

Службы

 

элек

 

три

-

ческих

 

режимов

 

Центра

 

управления

 

сетями

 

филиала

ПАО

 «

МРСК

 

Волги

» — 

«

Чувашэнерго

»


background image

7

 

взаимодействия

 

с

 

профильными

 

министерствами

ведомствами

 

и

 

иными

 

госструктурами

к

 

компетенции

 

которых

 

относятся

  

вопросы

 

надежности

бесперебой

-

ности

 

и

 

безопасности

 

энергоснабжения

;

 

специализированного

 

взаимодействия

 

со

 

СМИ

 

и

 

ин

-

формационными

 

площадками

 

общего

 

доступа

.

Первые

 

два

 

пункта

 

особо

 

значимых

 

задач

 

ситуационного

 

управления

 

в

 

электроэнергетике

 

требуют

 

интеллектуальных

 

средств

 

поддержки

 

принятия

 

оптимальных

 

решений

Ситуационное

 

управление

 

основывается

 

на

 

базовых

 

понятиях

ситуации

классификации

 

ситуации

преобразо

-

вания

 

ситуации

 [7]. 

Концепция

 

ситуационного

 

управления

 

основана

 

на

 

выборе

 

оптимального

 

управленческого

 

ре

-

шения

 

при

 

сложившейся

 

ситуации

 

из

 

набора

 

допустимых

 

управляющих

 

воздействий

Основной

 

проблемой

 

ситуаци

-

онного

 

управления

 

является

 

анализ

 

факторов

 

и

 

событий

который

 

предполагает

 

обработку

 

большого

 

количества

 

разнородной

 

информации

Под

 

сложившейся

 

ситуацией

 

(

C

понимается

 

совокупность

 

текущего

 

состояния

 

объекта

 

(

вектор

 

состояния

 

X

и

 

его

 

внешней

 

среды

 (

вектор

 

возму

-

щений

 

F

). 

Тогда

 

C

 = < 

X

F

 >. 

(1)

Исходя

 

из

 (1) 

полная

 

ситуация

 

примет

 

вид

:

 

S

 = < 

C

G

 >, 

(2)

где

 

C

 — 

текущая

 

ситуация

G

 —

цель

 

ситуационного

 

управ

-

ления

.

В

 

свою

 

очередь

 

цель

 

ситуационного

 

управления

 

может

 

быть

 

представлена

 

в

 

виде

 

целевой

 

ситуации

 

G

g

к

 

которой

 

должна

 

быть

 

приведена

 

имеющаяся

 

текущая

 

ситуация

Ис

-

ходя

 

из

 

множества

 

целевых

 

ситуаций

 

полная

 

ситуация

 

при

-

мет

 

вид

 

S

 = < 

C

G

g

 >. 

(3)

Полагая

что

 

текущая

 

ситуация

 

C

 

принадлежит

 

некото

-

рому

 

классу

 

Q'

а

 

целевая

 

ситуация

 

G

g

 — 

классу

 

Q"

ищется

 

такой

 

вектор

 

управляющих

 

воздействий

 

U

  (

ситуационное

 

управление

), 

который

 

принадлежит

 

множеству

 

допустимых

 

управляющих

 

воздействий

 

u

 

и

 

обеспечит

 

преобразование

 

одного

 

класса

 

ситуаций

 

в

 

другой

:

 

 

u

 

 

Q'

 

 

G

g

 

 

Q"

. (4)

Таким

 

образом

ситуационное

 

управление

 

можно

 

выра

-

зить

 

в

 

виде

:

 

(

Q'

Q"

 

 

u

, (5)

где

 

классы

 

пар

 

Q'

Q"

 (

текущая

 

ситуация

 — 

целевая

 

ситу

-

ация

соотносятся

 

с

 

результатом

 

управления

 

U

 

в

 

допусти

-

мых

 

пределах

 

.

Исходя

 

из

 (1)–(5) 

при

 

ситуационном

 

управлении

 

пробле

-

ма

 

выбора

 

управляющих

 

воздействий

 

U

 

сводится

 

к

 

адек

-

ватной

 

оценке

 

состояния

 

объекта

 

и

 

среды

 

управления

 

и

 

от

-

несению

 

текущей

 

ситуации

 

к

 

одному

 

из

 

типовых

 

классов

 

с

 

выбором

 

допустимого

 

управляющего

 

воздействия

которое

 

приводит

 

к

 

достижению

 

поставленной

 

цели

 

управления

 

Q"

 

(

целевой

 

ситуации

).

Процесс

 

ситуационного

 

управления

 

можно

 

представить

 

в

 

виде

 

алгоритма

приведенного

 

на

 

рисунке

 1.

Под

 

основными

 

блоками

 

алгоритма

 

ситуационного

 

управления

 

понимаются

:

• 

информация

 

о

 

текущей

 

ситуации

 — 

данные

 

от

 

средств

 

измерения

оперативного

 

контроля

наблюдения

 

и

 

сбора

 

информации

 

о

 

текущей

 

ситуации

;

• 

анализатор

 — 

блок

формирующий

 

информацию

 

по

 

кон

-

кретной

 

сложившейся

 

ситуации

 

и

 

выдающий

 

сообщения

 

о

 

необходимости

 

вмешательства

 

в

 

процесс

 

управления

;

• 

классификатор

 — 

блок

выполняющий

 

отнесение

 

ин

-

формации

 

о

 

текущей

 

ситуации

 

к

 

одному

 

или

 

нескольким

 

классам

которым

 

должно

 

соответствовать

 

реализуемое

 

управление

;

• 

коррелятор

 — 

блок

получающий

 

всю

 

информацию

 

от

 

классификатора

 

и

 

вырабатывающий

 

решение

 

для

 

управ

-

ления

если

 

от

 

экстраполятора

 

поступает

 

единственное

 

решение

и

 

передающий

 

информацию

 

на

 

блок

 

выбора

если

 

экстраполятор

 

формирует

 

несколько

 

правил

;

• 

экстраполятор

 — 

блок

в

 

котором

 

хранятся

 

все

 

векторы

 

управляющих

 

воздействий

определяет

 

те

 

векторы

ко

-

торые

 

должны

 

быть

 

использованы

;

Информация

 

о

 

текущей

 

ситуации

Анализатор

Классификатор

Экстраполятор

Воздействие

 

на

 

объект

 

управления

в

 

текущей

 

ситуации

Блок

 

выбора

Коррелятор

Рис

. 1. 

Алгоритм

 

реализации

 

ситуационного

 

управления

 

для

 

те

-

кущей

 

ситуации


background image

8

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 2(5), 

июнь

 2017

• 

блок

 

выбора

 — 

выбирает

 

правило

в

 

том

 

числе

 

и

 

по

 

допустимости

из

 

предложенных

 

коррелятором

 

по

 

ин

-

формации

 

экстраполятора

Формализация

 

задач

 

ситуационного

 

управления

 

в

 

со

-

четании

 

с

 

технологиями

 

ИИ

 

позволяет

 

перейти

 

к

 

формиро

-

ванию

 

интеллектуальных

 

экспертных

 

ИТ

-

систем

способных

 

получать

 

результаты

сравнимые

а

 

иногда

 

и

 

превосходящие

 

результаты

 

деятельности

 

человека

-

эксперта

обосновываю

-

щего

 

или

 

готовящего

 

предложения

 

для

 

лица

принимающего

 

решение

 

по

 

ситуационному

 

управлению

 [8]. 

Такая

 

система

 

позволяет

 

показывать

 

цели

  (

будущее

 

состояние

), 

прогресс

 

в

 

достижении

 

целей

 (

прошлое

 

состояние

и

 

может

 

включать

 

интерпретации

необходимые

 

для

 

лиц

принимающих

 

реше

-

ния

а

 

также

 

давать

 

им

 

возможность

 

вводить

 

свои

 

решения

.

Одним

 

из

 

ключевых

 

факторов

 

в

 

ситуационном

 

управле

-

нии

 

является

 

понятие

 

ситуационной

 

осведомленности

Со

-

гласно

 

классическому

 

определению

принцип

 

ситуационной

 

осведомленности

 

представляет

 

собой

  «

чувственное

 

вос

-

приятие

 

элементов

 

обстановки

 

в

  (

едином

пространствен

-

но

-

временном

 

континууме

осознанное

 

восприятие

 

их

 

значе

-

ния

а

 

также

 

проецирование

 

их

 

на

 

ближайшее

 

будущее

» [6].

Ситуационная

 

осведомленность

 

предполагает

 

наличие

 

развитых

 

информационных

 

каналов

а

 

также

 

специализиро

-

ванных

 

баз

 

данных

 (

БД

и

 

баз

 

знаний

 (

БЗ

) [9].

В

 

Центре

 

управления

 

сетями

  (

ЦУС

филиала

 

ПАО

 

«

МРСК

 

Волги

» — «

Чувашэнерго

» 

совместно

 

с

 

Департа

-

ментом

 

региональной

 

энергетики

 

ООО

  «

НПП

 

Инженерный

 

центр

» (

г

Чебоксары

проведены

 

исследования

 

и

 

выполне

-

ны

 

практические

 

работы

 

по

 

созданию

 

специализированных

 

баз

 

данных

 

и

 

баз

 

знаний

а

 

также

 

системы

 

управления

 

ими

Рис

. 2. 

Вид

 

главного

 

окна

 

разработанного

 

программного

 

комплекса

:  1 — 

главное

 

дерево

 

эле

-

ментов

 

текущего

 

слоя

; 2 — 

палитра

 

для

 

начертания

 

технологических

 

схем

; 3 — 

технологи

-

ческая

 

схема

 

текущего

 

слоя

; 4 — 

многостраничный

 

блокнот

 

для

 

ввода

/

вывода

 

запрашивае

-

мой

 

информации

; 5 — 

текущий

 

лист

 

блокнота

 

для

 

ввода

/

вывода

Привязка

 

всех

 

событий

полей

 

БД

 

и

 

БЗ

 

были

 

выполнены

 

к

 

однолинейной

 

схеме

 

Чувашэнерго

Данный

 

выбор

 

был

 

об

-

условлен

 

постоянной

 

работой

 

оперативно

-

технологического

 

персонала

 

и

 

технических

 

руководителей

 (

лиц

принимающих

 

решения

именно

 

с

 

однолинейной

 

схемой

 

основной

 

сети

 35–

110 

кВ

а

 

также

 

распределительными

 

сетями

 0,4–10 

кВ

 [10]. 

На

 

рисунке

 2 

показано

 

главное

 

окно

 

системы

 

управления

 

специализированными

 

БД

 

и

 

БЗ

 

со

 

вспомогательными

 

окна

-

ми

 (

далее

 — 

программный

 

комплекс

).

На

 

позиции

 3 

рисунка

 2 

в

 

отдельном

 

окне

 

представле

-

на

 

интерактивная

 

однолинейная

 

схема

 

электрической

 

сети

Для

 

полноценного

 

использования

 

возможностей

 

программ

-

ного

 

комплекса

 

необходимо

 

использовать

 

систему

 

визуа

-

лизации

 

с

 

двумя

  (

или

 

более

мониторами

 

или

 

видео

-

стену

 

и

 

отдельные

 

мониторы

 

персонала

 

ситуационного

 

центра

 

управления

Сформированные

 

структуры

 

и

 

созданная

 

БД

 

имеют

 

реляционную

 

модель

 

данных

 

с

 

классами

 

связей

 

сущность

-

связь

 (

рисунок

 3

а

). 

В

 

БД

 

хранится

 

информация

 

о

 

топологии

 

электрической

 

сети

электрических

 

параметрах

 

элементов

 

сети

типах

 

и

 

характеристиках

 

оборудования

графиках

 

ремонтов

протоколов

 

высоковольтных

 

испытаний

пара

-

метрах

 

обобщенной

 

нагрузки

  (

в

 

том

 

числе

 

информация

 

о

 

социально

 

значимых

 

объектах

). 

Выбранная

 

структура

 

БД

 

позволяет

 

структурированно

 

сохранять

 

информацию

 

об

 

объектах

 

управления

а

 

также

 

отображать

 

в

 

графической

 

части

 

параметры

 

сети

электрические

 

параметры

 

режима

 

и

 

вспомогательную

 

справочную

 

информацию

Возможно

 

построение

 

информационной

 

системы

где

 

каждому

 

графи

-

ческому

 

изображению

 

электрического

 

элемента

 

на

 

схеме

 

можно

 

поставить

 

в

 

соответствие

 

комплекс

 

информационных

 

объ

-

ектов

хранящих

 

данные

 

раз

-

личного

 

характера

 

и

 

назначения

Для

 

пользователя

 

предусмотре

-

ны

 

необходимые

 

и

 

удобные

 

фор

-

мы

 

работы

 

с

 

данными

например

выбор

 

нужного

 

объекта

 

БД

поиск

 

информации

редактирование

 

и

 

ввод

дополнение

 

БД

вывод

 

необходимой

 

информации

 

и

 

т

.

п

.

Программное

 

обеспечение

 

для

 

управления

 

БД

 

функцио

-

нально

 

делится

 

на

 

несколько

 

блоков

Главная

 

и

 

объединяю

-

щая

 

часть

 

комплекса

 

представ

-

ляет

 

собой

 

специализированный

 

графический

 

редактор

Графиче

-

ский

 

редактор

 

выполняет

 

следу

-

ющие

 

функции

рисование

 

одно

-

линейной

 

схемы

 

сети

создание

 

расчетной

 

модели

задание

 

ре

-

жима

 

сети

  (

включение

отключе

-

Готовность

 

к

 

внештатным

 

ситуациям


background image

9

ние

 

коммутационных

 

аппаратов

ввод

 

задающих

 

токов

 

источников

), 

ввод

 

параметров

 

элементов

 

и

 

заполнение

 

базы

 

данных

контроль

 

правильно

-

сти

 

начертания

 

схемы

 

и

 

отображение

 

результатов

 

расчета

.  

Исходная

 

электрическая

 

сеть

 

изобра

-

жается

 

с

 

помощью

 

готовых

 

графических

 

образов

 

(

примитивов

элементов

 

сети

 

при

 

помощи

 

клави

-

атуры

 

или

 

мыши

Графические

 

образы

 

элементов

 

сети

 

компонуются

 

в

 

библиотеки

которые

 

пользо

-

ватель

 

может

 

дополнять

 

необходимыми

 

новыми

 

элементами

.

Графические

 

элементы

 

сети

 

изображаются

 

на

 

координатной

 

сетке

 

с

 

фиксированным

 

шагом

Они

 

располагаются

 

на

 

сетке

 

в

 

четырех

 

направлениях

вверх

вниз

влево

 

и

 

вправо

Причем

 

курсор

 

ав

-

томатически

 

переносится

 

в

 

конец

 

нарисованного

 

элемента

.

Графическое

 

отображение

 

информации

 

зна

-

чительно

 

облегчает

 

работу

 

с

 

моделью

 

сети

упро

-

щает

 

поиск

 

и

 

исправление

 

возможных

 

ошибок

 

при

 

создании

 

расчетной

 

схемы

 (

рисунок

 2).

Число

 

графических

 

элементов

 

расчетной

 

схе

-

мы

 

ограничено

 

только

 

оперативной

 

памятью

 

компьютера

Для

 

рисования

 

электрической

 

сети

 35–500 

кВ

расположен

-

ной

 

на

 

территории

 

Чувашской

 

Республики

требуется

 

по

-

рядка

 9500 

элементов

причем

 

более

 

половины

 

из

 

них

 

пред

-

ставляют

 

собой

 

комментарии

названия

 

подстанций

линий

трансформаторов

 

и

 

т

.

п

.

Каждый

 

элемент

 

электрической

 

схемы

отображаемый

 

на

 

дисплее

имеет

 

поля

 

данных

 

с

 

информацией

 

следующего

 

содержания

ссылки

 

на

 

БД

 

с

 

графической

 

информацией

 

для

 

его

 

изображения

 

на

 

электрической

 

схеме

БД

 

примитивов

 

сети

БЗ

 

со

 

способами

 

построения

 

схемы

 

замещения

сведе

-

ния

 

об

 

устройствах

функционально

 

связанных

 

с

 

выбранным

 

элементом

Например

карты

 

установки

 

устройств

 

релейной

 

защиты

карты

 

уставок

 

РЗА

схемы

 

панелей

 

РЗА

протоколы

 

высоковольтных

 

испытаний

 

и

 

т

.

д

.

Структура

 

БД

 

сущность

-

связь

 

строится

 

в

 

виде

 

дерева

Например

изображенный

 

на

 

графической

 

схеме

 

транс

-

форматор

 

содержит

 

ссылку

 

на

 

БД

 

с

 

расчетными

 

электри

-

ческими

 

параметрами

к

 

которым

 

относятся

 

комплексные

 

сопротивления

 

схемы

 

замещения

коэффициенты

 

транс

-

формации

группа

 

соединения

 

обмоток

а

 

также

 

ссылку

 

на

 

БД

 

со

 

схемой

 

его

 

РЗА

 

и

 

схемой

 

охлаждения

 0,4 

кВ

результатами

 

высоковольтных

 

испытаний

отбора

 

проб

 

масла

бланков

 

переключений

 

и

 

т

.

п

Узлы

 

этого

 

дерева

 

представлены

 

классами

содержащими

 

БД

 

по

 

решаемой

 

задаче

-

операции

 

работы

 

с

 

данными

чтение

запись

кор

-

ректировка

удаление

представление

 

информации

 

на

 

экране

передача

 

информации

 

вышестоящей

 

сущности

 — 

«

предку

», 

кроме

 

того

узлы

 

дерева

 

содержат

 

матрицу

 

ссы

-

лок

 

на

 

сущности

 — «

потомки

». 

Структура

 

построения

 

БД

 

комплексом

 

указана

 

на

 

рисунке

 3.

Рис

. 3. 

Структура

 

БД

 

и

 

графическое

 

представление

 

информации

 

на

 

экране

 

терминала

а

принцип

 

построения

 

БД

б

графическое

 

представление

 

информации

 

из

 

БД

 

на

 

экране

б

)

а

)

Для

 

построения

 

схемы

 

замещения

 

при

 

расчете

 

аварий

-

ных

 

режимов

 

работы

 

электрической

 

сети

 

для

 

однократной

 

продольной

 

или

 

поперечной

 

несимметрии

 

с

 

использовани

-

ем

 

метода

 

симметричных

 

составляющих

 

сформирована

 

БЗ

Используя

 

графическое

 

изображение

 

сети

 

и

 

информацию

 

из

 

БЗ

программный

 

комплекс

 

в

 

автоматическом

 

режиме

 

формирует

 

схему

 

замещения

 

сети

 

и

 

выполняет

 

расчет

 

ава

-

рийных

 

электрических

 

величин

таких

 

как

 

напряжения

токи

потоки

 

мощности

 

для

 

фазных

 

величин

 

и

 

симметричных

 

со

-

ставляющих

 [11].

Рассмотрим

 

на

 

примере

как

 

возможности

 

программ

-

ного

 

комплекса

 

облегчают

 

решение

 

задач

 

ситуационного

 

управления

.

Пусть

 

необходимо

 

вывести

 

в

 

ремонт

 

Т

-1 

на

 

ПС

 110 

кВ

 

«

Радуга

» (

рисунок

 4), 

при

 

этом

 

потребители

запитанные

 

от

 

Рис

. 4. 

Схема

 

прилегающей

 

сети

 110 

кВ

 

к

 

ПС

 110 

кВ

 «

Радуга

»


background image

10

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 2(5), 

июнь

 2017

1

с

 10 

кВ

 

ПС

 110 

кВ

 «

Радуга

», 

будут

 

через

 

включенный

 

СВ

 

10 

кВ

 

запитаны

 

от

 2

с

 10 

кВ

 

ПС

 110 

кВ

 «

Радуга

».

Из

 

БД

 

режимных

 

замеров

 

определяется

 

загрузка

 

транс

-

форматоров

 

Т

-1 

и

 

Т

-2 

ПС

 110 

кВ

  «

Радуга

». 

Она

 

составляет

 

45% 

и

 41% 

соответственно

Ремонтный

 

режим

 N-1 

проходит

 

по

 

загрузке

 

трансформаторов

Кроме

 

этого

необходимо

 

рас

-

смотреть

 

аварийный

 

режим

 N-2 

при

 

аварийном

 

отключении

 

Т

-2. 

На

 

рисунке

 5 

показан

 

серым

 

цветом

 

обесточенный

 

район

 

Рис

. 5. 

Схема

 

обесточенной

 

сети

 10 

кВ

 

при

 

аварийном

 

отключении

 

Т

-1 

и

 

Т

-2 

на

 

ПС

 

110 

кВ

 «

Радуга

»

сети

 10 

кВ

 

в

 

результате

 

отключения

 

Т

-1 

и

 

Т

-2 

на

 

ПС

 110 

кВ

  «

Радуга

». 

Бежевым

 

цветом

 

показан

 

район

 

смежной

 

сети

 6 

кВ

красным

 — 

район

 

прилегающей

 

к

 

ПС

 

110 

кВ

  «

Радуга

» 

сети

 10 

кВ

имеющий

 

питание

 

от

 

других

 

центров

 

питания

Обе

-

сточенными

 

оказались

 85 

ТП

 10/0,4 

кВ

Из

 

БД

 

нагрузок

 0,4 

кВ

 

можно

 

определить

сколько

 

социально

 

значимых

 

объектов

 

и

 

населения

 

осталось

 

без

 

питания

.

На

 

схеме

приведенной

 

на

 

рисун

-

ке

 5 

хорошо

 

видны

 

места

 

секционирова

-

ния

 

и

 

переключения

 

участков

 

обесточен

-

ной

 

сети

 

на

 

другие

 

центры

 

питания

Ввиду

 

малости

 

масштаба

 

и

 

для

 

наглядности

они

 

выделены

 

цветами

оранжевый

 — 

ПС

 

110 

кВ

  «

Светлая

» 

и

 

точки

 

переключения

 

на

 

РП

-25, 

ТП

-414 

и

 

ТП

-419, 

зеленым

 — 

ПС

 110 

кВ

  «

Вурманкасы

» 

и

 

точки

 

пере

-

ключения

 

на

 

ТП

-410 

и

 

ПНС

 — 

НЮР

Для

 

определения

 

возможности

 

таких

 

пере

-

ключений

 

необходимо

 

выполнить

 

расчет

 

электрического

 

режима

 

сети

 10 

кВ

 

с

 

про

-

веркой

 

допустимости

 

токовых

 

нагрузок

 

по

 

условиям

 

силового

 

оборудования

 

и

 

релейной

 

защиты

а

 

также

 

допустимым

 

уров

-

ням

 

напряжения

 

в

 

электрически

 

удаленных

 

точках

 

участков

 

сети

На

 

рисунке

 6 

показаны

 

расчетные

 

токовые

 

величины

 

наиболее

 

тяжело

 

загруженного

 

кабеля

 10 

кВ

отходящего

 

от

 

ПС

 110 

кВ

 «

Светлая

». 

Кабель

 

имеет

 

сечение

 3×240 

с

 

длитель

-

но

 

допустимым

 

током

 

в

 

земле

 314 

А

Для

 

нормального

 

режима

 

нагрузка

 

в

 

режиме

 

максимума

 

составляла

 162,7 

А

 (52%). 

При

 

выполнении

 

переключений

 

на

 

ТП

-414, 

ток

 

через

 

кабель

 

в

 

утяжеленном

 

режиме

 

составит

 302,072 

А

 (96%), 

что

 

является

 

допустимым

Уставка

 

МТЗ

 

выключателя

 

составляет

 360 

А

что

 

не

 

приведет

 

к

 

сра

-

батыванию

 

релейной

 

защиты

 

от

 

тока

 

в

 

утяжеленном

 

режиме

.

На

 

рисунке

 7 

приведены

 

расчет

-

ные

 

величины

 

напряжения

 

для

 

наи

-

более

 

электрически

 

удаленного

 

ТП

 

(

ТП

-354). 

Уровень

 

напряжения

 

в

 

утя

-

желенном

 

режиме

 

на

 

стороне

 10 

кВ

 

Т

-1 

ТП

-354 

составит

 9,298 

кВ

на

 

низ

-

кой

 

стороне

 

трансформатора

 

составит

 

0,372 

кВ

 (93%) 

при

 

положении

 

ПБВ

 0%.

Полученный

 

расчетный

 

уровень

 

напряжения

 

в

 

утяжеленном

 

режиме

 

является

 

очень

 

низким

и

 

для

 

нормаль

-

ной

 

работы

 

электроприемников

 

у

 

по

-

требителей

 

потребуется

 

выполнить

 

переключение

 

ПБВ

 

трансформаторов

 

в

 

крайнее

 

положение

 (+5%). 

С

 

неудо

-

Рис

. 6. 

Отходящие

 

от

 

ПС

 110 

кВ

 «

Светлая

» 

наиболее

 

нагруженные

 

КЛ

 10 

кВ

 

и

 

окно

 

вывода

 

результатов

 

расчета

 

электрических

 

величин

Готовность

 

к

 

внештатным

 

ситуациям


background image

11

влетворительно

 

низким

 

уровнем

 

напря

-

жения

 (<95%) 

в

 

утяжеленном

 

режиме

 

будет

 

находиться

 

еще

 

пять

 

ТП

 10/0,4 

кВ

.

Таким

 

образом

исходя

 

из

 

анализа

 

полученной

 

ситуации

при

 

аварийной

 

готовности

 1÷3 

часа

 

выведенного

 

в

 

ре

-

монт

 

трансформатора

 

Т

-1 

на

 

ПС

 110 

кВ

 

«

Радуга

», 

целесообразно

 

будет

 

до

-

ждаться

 

включения

 

основного

 

питания

 

со

 

стороны

 

ПС

 110 

кВ

 «

Радуга

», 

так

 

как

 

время

 

переключения

 

ПБВ

 

на

 

шести

 

ТП

 

10/0,4 

кВ

 

и

 

перевод

 

резервного

 

питания

 

на

 

ПС

 110 

кВ

  «

Вурманкасы

» 

и

  «

Свет

-

лая

» 

потребует

 

сопоставимого

 

време

-

ни

При

 

большем

 

времени

 

аварийной

 

готовности

 

целесообразно

 

провести

 

дополнительный

 

анализ

 

с

 

определе

-

нием

 

объемов

 

и

 

области

 

ввода

 

утверж

-

денных

 

графиков

 

временного

 

отклю

-

чения

 

для

 

поддержания

 

нормального

 

уровня

 

напряжения

 

у

 

потребителей

.

Кроме

 

того

представляется

 

возможным

 

оце

-

ночно

 

определить

 

вероятность

 

возникновения

 

на

 

ПС

 110 

кВ

  «

Радуга

» 

аварийного

 

режима

 N-2, 

при

 

аварийном

 

отключении

 

Т

-2. 

Для

 

этого

 

из

 

БД

 

высоковольтных

 

испытаний

 

необходимо

 

извлечь

 

и

 

проанализировать

 

несколько

 

предыдущих

 

заме

-

ров

 

электротехнических

 

параметров

 

по

 

Т

-2, 

также

 

необходимо

 

проанализировать

 

по

 

хроматографии

 

изменение

 

состояния

 

трансформаторного

 

масла

Если

 

ключевые

 

параметры

 

трансформатора

 

имеют

 

тенденцию

 

к

 

ухудшению

то

 

желательно

 

превентивно

 

перевести

 

часть

 

нагрузки

 

на

 

другие

 

центры

 

питания

В

 

данном

 

случае

это

 

ПС

 110 

кВ

 

«

Вурманкасы

» 

и

 «

Светлая

» 

через

 

РП

 10 

кВ

 

смеж

-

ной

 

электросетевой

 

организации

 (

Чебоксарские

 

го

-

родские

 

электрические

 

сети

).

Из

 

приведенного

 

выше

 

примера

 

видно

что

 

ис

-

пользование

 

специализированного

 

программного

 

комплекса

выполняющего

 

сбор

обработку

хране

-

ние

расчеты

анализ

 

и

 

визуализацию

 

информации

позволяет

 

значительно

 

повысить

 

эффективность

 

ситуационного

 

управления

выполнить

 

анализ

 

и

 

прогнозирование

 

рисков

 

возникновения

 

нештат

-

ных

 

и

 

развития

 

аварийных

 

ситуаций

 

в

 

энергосисте

-

ме

В

 

связи

 

с

 

возрастающими

 

потребностями

 

в

 

соз

-

дании

 

интеллектуальных

 

инструментов

 

управления

 

для

 

систем

 

с

 

неполной

 

информацией

 

о

 

состояниях

 

и

 

режимах

высокой

 

сложностью

 

объектов

 

управле

-

ния

которыми

 

являются

 

современные

 

энергетиче

-

ские

 

системы

разработка

 

и

 

внедрение

 

подобных

 

программных

 

комплексов

 

является

 

актуальной

 

за

-

дачей

.  

Рис

. 7. 

Участок

 

наиболее

 

электрически

 

удаленной

 

расчетной

 

сети

 10 

кВ

 

и

 

окно

 

вы

-

вода

 

результатов

 

расчета

 

утяжеленного

 

режима

 

для

 

Т

-1 

ТП

-354

ЛИТЕРАТУРА

 

1. 

Скобелев

 

Е

.

Ю

Организация

 

работы

 

Ситуационно

-

аналитиче

-

ского

 

центра

 

ОАО

  «

СО

 

ЕЭС

» // 

Мониторинг

Наука

 

и

 

безопас

-

ность

, 2012, 

 1(5). 

С

. 50–53.

2. 

Поспелов

 

Д

.

А

Большие

 

системы

Ситуационное

 

управление

М

.: 

Энергия

, 1975. 62 

с

.

3. 

Осипов

 

Г

.

С

От

 

ситуационного

 

управления

 

к

 

прикладной

 

семиоти

-

ке

 // 

Новости

 

искусственного

 

интеллекта

, 2002, 

 6(54). 

С

. 2–12.

4. 

Клыков

 

Ю

.

И

Ситуационное

 

управление

 

большими

 

системами

 // 

М

.: 

Энергия

. 134 

с

.

5. 

Макаров

 

И

.

М

., 

Лохин

 

В

.

М

., 

Манько

 

С

.

В

., 

Романов

 

М

.

П

Искус

-

ственный

 

интеллект

 

и

 

интеллектуальные

 

системы

 

управления

М

.: 

Наука

, 2006. 333 

с

.

6.  Mica R. Endsley, Daniel J. Garland. Situation awareness: analysis 

and measurement. Lawrence Erlbaum Associates, 2000, ISBN 
0805821341, 9780805821345.

7. 

Поспелов

 

Д

.

А

Ситуационное

 

управление

Теория

 

и

 

практика

М

.: 

Наука

, 1986. 284 

с

.

8. 

Попов

 

Э

.

В

Экспертные

 

системы

Решение

 

неформализованных

 

задач

 

в

 

диалоге

 

с

 

ЭВМ

М

.: 

Наука

, 1987. 288 

с

.

9. 

СТО

 34.01-6.2-001-2014. 

Автоматизированные

 

системы

 

опера

-

тивно

-

технологического

 

и

 

ситуационного

 

управления

Типовые

 

функциональные

 

требования

Распоряжение

 

ОАО

 «

Россети

» 

от

 

20.06.2014 

 260

р

10. 

Борданов

 

С

.

А

Применение

 

систем

 

управления

 

данными

 

с

 

гра

-

фическим

 

интерфейсом

 

в

 

производственных

 

службах

 

энерго

-

сис

 

тем

 // 

Вестник

 

Чувашского

 

университета

Естественные

 

и

 

технические

 

науки

, 2011, 

 3. 

С

. 40–44.

11. 

Борданов

 

С

А

Комплекс

 

программ

 

с

 

графическим

 

интерфейсом

 

для

 

расчета

 

электрических

 

величин

 

в

 

электроэнергетических

 

системах

 / 

С

.

А

Борданов

Н

.

М

Ермолаева

В

.

А

Щедрин

 // 

Тру

-

ды

 

академии

 

электротехнических

 

наук

 

Чувашской

 

Республики

1999, 

 4. 

С

. 59–65.


Оригинал статьи: Информационное обеспечение при ситуационном управлении в электрических сетях 6–110 кВ

Читать онлайн

В настоящей статье описаны общие задачи и принципы построения системы управления базами данных и базами знаний для ситуационного управления в электроэнергетике. Дан обзор функций и задач по обеспечению информационной поддержки технологических процессов функционирования субъектов электроэнергетики

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 6(81), ноябрь-декабрь 2023

Разработка и внедрение программно-аппаратного комплекса по прогнозированию часов пиковых нагрузок и управлению графиками нагрузки объектов производственно-хозяйственных нужд

Управление сетями / Развитие сетей Цифровая трансформация / Цифровые сети / Цифровая подстанция
ПАО «Россети Центр», филиал ПАО «Россети Центр и Приволжье» — «Нижновэнерго», ООО «РЭНЕРА», АО «Атомэнергопромсбыт»
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 5(80), сентябрь-октябрь 2023

Разработка алгоритма и модели оптимизации числа и мест установки активно-адаптивных элементов секционирования с оценкой эффективности мероприятий в распредсети

Управление сетями / Развитие сетей
Галиев И.Ф. Яхин Ш.Р. Пигалин А.А. Гарифуллин М.Ш.
Спецвыпуск «Россети» № 3(30), сентябрь 2023

Практические вопросы использования информационных моделей электрических сетей в деловых процессах электросетевой компании

Управление сетями / Развитие сетей Цифровая трансформация / Цифровые сети / Цифровая подстанция
ПАО «Россети Урал»
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»