Интеллектуальные сети приносят выгоду

Page 1
background image

Page 2
background image

22

Январь

февраль

 2014

    

SMART 

Grid

Повышение

 

надёжности

 

как

 

результат

 

внедрения

 «

умных

 

сетей

».

Интеллектуальные сети 
приносят выгоду

В минувшем году распределительные сети компании 
PPL Electric Utilities стали ещё интеллектуальнее.

Стив Джелатко (Steve Gelatko), Майк Годоров (Mike Godorov) и Билл Келлер (Bill Keller), 

компания PPL Electric Utilities Corp.

М

енее

 

чем

 

через

 

год

 

после

 

того

как

 

компания

 

PPL Electric Utilities 

закончила

 

реализацию

 

пилотного

 

проекта

 

по

 

внедрению

 

интеллекту

-

альной

 

сети

 

в

 

г

Гаррисберг

Пенсильвания

США

городские

 

жители

 

и

 

население

 

округов

 

вокруг

 

столицы

 

штата

 

смогли

 

убедиться

 

в

 

том

что

 

количество

 

незапланированных

 

перерывов

 

электроснабжения

 

и

 

их

 

средняя

 

продолжительность

 

значительно

 

снизились

Сравнивая

 

общие

 

показатели

 

работы

 

сетей

 

в

 

пилот

-

ной

 

зоне

 

за

 12 

месяцев

 

к

 

сентябрю

 2013 

года

 

с

 

показа

-

телями

 

работы

 

этих

 

же

 

сетей

 

до

 

реализации

 

программы

 

«

умная

 

сеть

», 

компания

 PPL Electric 

пришла

 

к

 

выводу

что

 

среднее

 

количество

 

незапланированных

 

перерывов

 

электроснабжении

 

сократилось

 

за

 

год

 

на

 58%, 

а

 

сред

-

няя

 

продолжительность

 

перерыва

 

электроснабжения

 

снизилась

 

на

 55%.

Справедливости

 

ради

 

следует

 

отметить

что

 

погод

-

ные

 

условия

 

за

 

год

 

до

 

внедрения

 

проекта

 

были

 

гораздо

 

хуже

чем

 

в

 

течение

 

последних

 12 

месяцев

 

по

 

сентябрь

 

2013 

включительно

Поэтому

 

ожидается

что

 

долго

-

срочные

 

показатели

 

работы

 

модернизированных

 

сетей

 

могут

 

оказаться

 

несколько

 

ниже

 

текущих

поскольку

 

влияние

 

погодных

 

условий

 

с

 

течением

 

времени

 

норма

-

лизуется

И

 

всё

 

же

 

компания

 PPL Electric 

в

 

ближайшие

 

пять

 

лет

 

за

 

счёт

 

внедрения

 

автоматизации

 

распреде

-

лительной

 

сети

 

ожидает

 

повышение

 

её

 

надёжности

 

на

 

25%. 

Такое

 

повышение

 

основано

 

на

 

анализе

 

эксплуата

-

ционных

 

показателей

 

трёхфазных

 

распределительных

 

сетей

 

без

 

учёта

 

глобальных

 

погодных

 

явлений

 (

напри

-

мер

ураганы

 

и

 

ледяные

 

дожди

).

Общий

 

объём

 

проекта

Рассчитанный

 

на

 

три

 

года

 

проект

 

стоимостью

 

38 

миллионов

 

долларов

 

при

 

правительственной

 

под

-

держке

 

из

 

фондов

 

экономического

 

стимулирования

 

со

-

гласно

 

закону

 «

О

 

восстановлении

 

и

 

реинвестировании

 

американской

 

экономики

» (American Reinvestment and 

Recovery Act (ARRA) 

включает

 

установку

 

около

 300 

ав

-

томатических

 

устройств

 

в

 50 

местных

 

распределитель

-

ных

 

сетях

обслуживающих

 

около

 63 

тысяч

 

потребите

-

лей

В

 

проект

 

также

 

входит

 

модернизация

 10 

районных

 

подстанций

 

на

 

территории

 

площадью

 388 

км

2

а

 

также

 

разработка

 

специальной

 

безопасной

 

системы

 

связи

На

 

новых

 

автоматизированных

 

линиях

 

отмечено

 

повыше

-

ние

 

надёжности

по

 

сравнению

 

с

 

неавтоматизирован

-

ными

.

Сотрудники

 

компании

 

воодушевлены

 

первыми

 

успе

-

хами

 

работы

 

электрических

 

сетей

 

после

 

внедрения

 

технологии

 smart grid 

в

 

районе

 

Гаррисберга

В

 

перспек

-

тивные

 

планы

 

входит

 

укрепление

 

наиболее

 

уязвимых

 

мест

 

распределительной

 

сети

 

и

 

сокращение

 

количе

-

ства

 

перерывов

 

в

 

электроснабжении

 

потребителей

В

 

результате

 

компания

 PPL Electric 

строит

 

более

 

мощ

-

ную

 

и

 

современную

 

распределительную

 

сеть

которая

 

будет

 

обеспечивать

 

нужды

 

потребителей

 

в

 

течение

 

многих

 

лет

Система

 

управления

 

распределительными

 

сетями

Важным

 

аспектом

 

реализации

 

проекта

 

является

 

внедрение

 

новой

 

системы

 

управления

 

распредели

-

тельными

 

сетями

 (Distribution Management System, 

DMS), 

разработанной

 

компанией

 Alstom Grid, 

ко

-

торая

 

будет

 

выполнять

 

функцию

  «

мозга

» 

модер

-

низированной

 

системы

 

электроснабжения

 

и

 

даст

 

возможность

 

компании

 

получать

 

более

 

полную

 

ин

-

формацию

 

о

 

ситуациях

 

в

 

сети

При

 

использовании

 

технологии

 FLISR (

определение

 

места

 

поврежде

-

ния

изолирование

 

места

 

повреждения

 

и

 

восста

-

новление

 

электроснабжения

интеллектуальные

 

сетевые

 

устройства

 

направляют

 

аварийные

 

сигна

-

лы

 

и

 

система

 

рекомендует

 

диспетчеру

 

действия

 

по

 

изменению

 

конфигурации

 

сети

 

для

 

быстрого

 

вос

-


Page 3
background image

23

  

Январь

февраль

 2014

Монтажник

 

закрывает

 

линию

 

под

 

напряжением

 

для

 

подготовки

 

к

 

монтажу

 

нового

 

интеллектуального

  

выключателя

 (

виден

 

под

 

корзиной

 

подъёмника

).

становления

 

электроснабжения

 

как

 

можно

 

большего

 

числа

 

потребителей

 

и

 

сведения

 

к

 

минимуму

 

перерывов

 

энергоснабжения

.

Кроме

 

того

система

 

будет

 

иметь

 

возможность

 

осу

-

ществлять

 

автоматические

 

переключения

 

в

 

сети

 

для

 

отключения

 

повреждённых

 

участков

 

и

 

восстановления

 

электроснабжения

 

потребителей

Анализируя

 

инфор

-

мацию

 

от

 

электронных

 

устройств

 

в

 

сети

 

в

 

режиме

 

близ

-

ком

 

к

 

режиму

 

реального

 

времени

, DMS 

обеспечит

 

дис

-

петчеров

 PPL Electric 

большим

 

объёмом

 

информации

 

о

 

работе

 

энергосистемы

 

в

 

реальных

 

условиях

 

и

 

позво

-

лит

 

электрической

 

сети

 

автоматически

 

распознавать

 

и

 

мгновенно

 

реагировать

 

на

 

возникающие

 

ситуации

В

 

настоящее

 

время

 

в

 

работу

  

введена

 

система

 SCADA, 

а

 

функции

 

технологии

 FLISR 

и

 

анализа

 

распредели

-

тельной

 

сети

 

планируются

 

к

 

внедрению

 

к

 

середине

 

2014 

года

.

Ожидается

что

 

новая

 

централизованная

 

система

 

DMS 

позволит

 

службам

 

планирования

 

развития

 

сети

 

получать

 

более

 

подробную

 

информацию

 

о

 

потребле

-

нии

 

и

 

нагрузке

 

различного

 

оборудования

 

сети

 

с

 

целью

 

более

 

рационального

 

планирования

 

внедрения

 

меро

-

приятий

 

по

 

повышению

 

надёжности

 

и

 

для

 

определения

 

приоритетов

 

в

 

инвестиционной

 

деятельности

.

К

 

концу

 2013 

г

на

 25 

подстанциях

 

компании

 PPL 

Electric 

будут

 

установлены

 

интеллектуальные

 

устрой

-

ства

Для

 

обеспечения

 

функций

 

автоматики

 PPL Electric 

в

 

трёхфазных

 

сетях

 

использует

 

вакуумные

 

реклоузеры

 

производства

 

компаний

 Cooper Power Systems 

и

 G&W 

Electric, 

а

 

также

 

воздушные

 

выключатели

 

с

 

одновре

-

менным

 

отключением

 

всех

 

полюсов

 

с

 

электроприводом

 

производства

 Cleveland/Price, 

оснащённые

 

коммуника

-

ционными

 

устройствами

Компания

 

также

 

рассматрива

-

ет

 

вопрос

 

использования

 

оборудования

 

компании

 S&C 

Electric IntelliRupter.

Во

 

время

 

реализации

 

проекта

 ARRA 

компания

 PPL 

Electric 

в

 

качестве

 

средств

 

связи

 

для

 

передачи

 

инфор

-

мации

 

о

 

состоянии

 

оборудования

 

и

 

данных

 

в

 

систему

 

DMS 

использовала

 

устройства

 WiMAX, 

однако

 

эта

 

технология

 

не

 

оправдала

 

ожидаемого

 

уровня

 

функци

-


Page 4
background image

24

Январь

февраль

 2014

    

Запланированное

 

внедрение

 

интеллектуальной

 

сети

 

Пилотный

 

проект

 

Гаррисберг

2013

2014

2015

2016

2017

2018

Всего

Устройства

300

229

383

529

642

676

676

3436

Линии

50

52

106

132

160

169

169

839

SMART 

Grid

ональности

Основываясь

 

на

 

накопленном

 

опыте

 

ис

-

пользования

 

этой

 

технологии

, PPL Electric 

в

 

качестве

 

средства

 

связи

 

для

 

передачи

 

данных

 

телеметрии

 

реши

-

ла

 

использовать

 

сотовую

 

сеть

 

связи

 

общего

 

пользова

-

ния

В

 

настоящий

 

момент

 

сотовая

 

связь

 

обеспечивает

 

требуемый

 

уровень

 

обслуживания

 

с

 

точки

 

зрения

 

вре

-

менных

 

задержек

 

и

 

скорости

 

передачи

 

данных

.

Как

 

это

 

работает

В

 

случае

 

возникновения

 

перерыва

 

электроснабже

-

ния

например

 

при

 

падении

 

дерева

 

на

 

линию

 

электропе

-

редачи

датчики

 

интеллектуальной

 

сети

 

обнаруживают

 

место

 

повреждения

отправляют

 

информацию

 

в

 

систе

-

му

 DMS, 

а

 

затем

 

система

 

автоматически

 

производит

 

переключения

 

в

 

сети

 

для

 

возобновления

 

электроснаб

-

жения

 

потребителей

 

через

 

неповреждённые

 

линии

Это

 

будет

 

происходить

 

так

 

быстро

что

 

большинство

 

потре

-

бителей

 

почувствуют

 

только

 

кратковременный

 

перерыв

 

в

 

электроснабжении

Например

новые

 

вакуумные

 

реклоузеры

 

с

 

дистан

-

ционным

 

компьютерным

 

управлением

 

автоматически

 

определят

 

место

 

повреждения

 

и

 

изменят

 

конфигура

-

цию

 

сети

что

 

позволит

 

сэкономить

 

время

 

и

 

высвобо

-

дить

 

ремонтные

 

бригады

 

для

 

проведения

 

ремонтных

 

работ

В

 

настоящее

 

время

 

эту

 

информацию

 

диспетче

-

ры

 

компании

 PPL Electric 

получают

 

от

 

базовой

 

системы

 

SCADA, 

которая

 

позволяет

 

им

 

осуществлять

 

дистанци

-

онное

 

управление

 

устройствами

 

с

 

целью

 

локализации

 

повреждения

 

и

 

восстановления

 

подачи

 

электроснабже

-

ния

В

 

любом

 

случае

 

электроснабжение

 

потребителей

 

будет

 

восстановлено

 

в

 

считанные

 

минуты

Для

 

сравне

-

ния

ремонтной

 

бригаде

 

может

 

потребоваться

 

час

 

и

 

бо

-

лее

 

для

 

осмотра

 

линии

определения

 

места

 

поврежде

-

ния

 

и

 

изменения

 

конфигурации

 

сети

прежде

 

чем

 

линия

 

будет

 

восстановлена

Расширение

 

автоматизации

 

распределительной

 

сети

В

 

мае

 2013 

г

. PPL Electric 

переехала

 

в

 Pocono 

Mountain, 

регион

 

на

 

северо

-

востоке

 

штата

 

Пенсиль

-

вания

где

 

началась

 

вторая

 

фаза

 

реализации

 

проек

-

та

 

интеллектуальной

 

сети

Этот

 

проект

стоимостью

 

10 

млн

 

долларов

 

США

который

 

включает

 

установку

 

более

 

чем

 200 

единиц

 

оборудования

 

интеллектуаль

-

ной

 

сети

предполагает

 

повышение

 

надёжности

 

элек

-

троснабжения

 

более

 

чем

 70000 

потребителей

 

округа

 

Monroe 

начиная

 

с

 2014 

года

.

Округ

 Monroe 

был

 

запланирован

 

для

 

реализации

 

второй

 

фазы

 

проекта

потому

 

что

 

он

 

расположен

 

в

 

ре

-

гионе

которому

 

автоматизация

 

принесёт

 

наибольшую

 

выгоду

 

с

 

точки

 

зрения

 

повышения

 

надёжности

 

электро

-

снабжения

 

потребителей

С

 

самого

 

начала

 

потреби

-

тели

 

региона

 Pocono 

испытывали

 

более

 

длительные

 

перерывы

 

электроснабжения

 

по

 

сравнению

 

со

 

средним

 

потребителем

 

компании

 PPL Electric. 

Это

 

можно

 

объяс

-

нить

 

тем

что

 

регион

 

изобилует

 

лесами

 

и

 

расположен

 

в

 

горной

 

местности

.

По

 

окончании

 

работ

 

в

 

окру

-

ге

 Monroe 

технология

 smart grid 

будет

 

внедрена

 

в

 

следующем

 

году

 

в

 

южной

 

части

 

территории

 

обслуживания

 

компании

 PPL 

Electric, 

а

 

затем

 

по

 

плану

 — 

на

 

остальной

 

территории

 

компа

-

нии

где

 

требуется

 

повышение

 

надёжности

 

электроснабжения

В

 

целом

 

компания

 

обслужива

-

ет

 

около

 1,4 

миллиона

 

потребителей

 

на

 

территории

 

площадью

 25900 

км

2

 

в

 29 

округах

 

центральной

 

и

 

вос

-

точной

 

Пенсильвании

Сети

 

включают

 

в

 

себя

 

более

 

1400 

устройств

 

с

 

дистанционным

 

управлением

уста

-

новленных

 

в

 

распределительной

 

сети

таких

 

как

 

рекло

-

узеры

 

и

 

воздушные

 

выключатели

 

с

 

одновременным

 

от

-

ключением

 

всех

 

полюсов

 

с

 

электроприводом

которые

 

также

 

становятся

 

частью

 

интеллектуальной

 

сети

.

Цель

 

компании

 PPL Electric 

до

 

конца

 

десятилетия

 — 

распределить

 

между

 

устройствами

 

интеллектуальной

 

сети

 

примерно

 

по

 500 

потребителей

 

и

 

внедрить

 

тех

-

нологию

 smart grid 

почти

 

на

 100% 

распределительной

 

сети

.

В

 

последующие

 

насколько

 

лет

 

компания

 PPL Electric 

также

 

планирует

 

внедрить

   

функции

 

дистанционного

 

управления

 

и

 

мониторинга

 

на

 

всех

 

батареях

 

статиче

-

ских

 

конденсаторов

  (

БСК

в

 

распределительной

 

сети

Этим

 

самым

 

будет

 

обеспечена

 

корректная

 

работа

 

БСК

 

и

 

снижены

 

расходы

 

на

 

их

 

техническое

 

обслуживание

Функция

 

мониторинга

 

обеспечит

 

передачу

 

телеметри

-

ческих

 

данных

таких

 

как

 

напряжение

 

и

 

ток

 

нейтрали

 

в

 

систему

 DMS 

для

 

облегчения

 

анализа

  

потокораспреде

-

ления

 

и

 

определения

 

состояния

 

устройства

.

Стратегия

 

автоматизации

 

оценивается

 

в

 

сумму

 

бо

-

лее

 100 

млн

 

долларов

которая

 

является

 

частью

 

рас

-

считанных

 

на

 

пять

 

лет

 

инвестиций

 

компании

 

общим

 

объёмом

 3,8 

миллиарда

 

долларов

предназначенных

 

для

 

модернизации

 

магистральных

 

и

 

распределитель

-

ных

 

сетей

 

компании

Все

 

указанные

 

мероприятия

 

яв

-

ляются

 

частью

 

непрерывного

 

долгосрочного

 

процесса

 

замены

 

устаревающей

 

сетевой

 

инфраструктуры

 

и

 

мо

-

дернизации

 

сети

усовершенствования

 

её

 

эксплуатаци

-

онных

 

характеристик

 

и

 

повышения

 

надёжности

 

электро

-

снабжения

 

потребителей

Эффект

 

надёжности

Ожидается

что

 

технология

 smart grid 

значительно

 

улучшит

 

показатель

 SAIFI, 

один

 

из

 

ключевых

 

показа

-

телей

 

надёжности

 

электроснабжения

 

потребителей

С

 

точки

 

зрения

 

повышения

 

качества

 

обслуживания

 

по

-

требителей

повышение

 

индекса

 SAIFI 

является

 

одним

 

из

 

основных

 

рычагов

на

 

который

 

может

 

воздействовать

 

компания

Её

 

инвестиции

 

в

 

технологии

 smart grid 

явля

-

ются

 

качественно

 

новым

 

шагом

 

в

 

вопросе

 

повышения

 

надёжности

Кроме

 

того

пятилетний

 

бизнес

-

план

 

компании

 

вклю

-

чает

 

в

 

себя

 

внедрение

 

этой

 

технологии

 

на

 

линиях

 

с

 

наихудшими

 

характеристиками

 

с

 

целью

 

повышения

 

надёжности

 

электроснабжения

 

наиболее

 

проблемных

 

участков

 

сети

Включая

 

в

 

план

 

линии

 

с

 

неудовлетвори

-

тельными

 

эксплуатационными

 

характеристиками

ком

-

пания

 

гарантирует

что

 

инвестиции

 

в

 

повышение

 

надёж

-

ности

 

электроснабжения

 

принесут

 

наибольшую

 

выгоду

Целью

 

этого

 

процесса

 

является

 

снижение

 

количества

 

потребителей

страдающих

 

от

 

длительных

 

перерывов

  

электроснабжения

и

 

обеспечение

 

проведения

 

работ

 


Page 5
background image

25

  

Январь

февраль

 2014

После

 

того

 

как

 

открытые

 

участки

 

линии

 

под

 

напряжением

 

прикрыты

монтажники

 

компании

 PPL 

готовы

 

к

 

установке

 

интеллектуального

 

выключателя

.

SMART 

Grid

с

 

повышенной

 

информационной

 

подготовкой

которая

 

будет

 

способствовать

 

снижению

 

продолжительности

 

отключений

При

 

повышенной

 

надёжности

 

энерго

-

снабжения

полученной

 

в

 

результате

 

реализации

 

таких

 

проектов

как

 

автоматизация

 

распределительной

 

сети

компания

 PPL Electric 

надеется

 

наиболее

 

полно

 

удов

-

летворить

 

запросы

 

своих

 

потребителей

.

С

 

введением

 

системы

 DMS 

уровень

 

информацион

-

ной

 

обеспеченности

 

диспетчеров

 

сети

 

позволит

 

в

 

пол

-

ной

 

мере

 

выполнять

 

свои

 

обязанности

 

и

 

успешно

 

про

-

водить

 

определение

 

мест

 

и

 

ликвидацию

 

повреждений

 

в

 

распределительной

 

сети

Система

 DMS 

позволит

:

• 

отображать

 

состояния

 

устройств

 

автоматизации

 

распределительной

 

сети

 

в

 

реальном

 

времени

• 

проводить

 

ежедневное

 

сопровождение

 

модели

 

рас

-

пределительной

 

сети

что

 

позволит

 

диспетчерам

 

сети

 

видеть

 

последние

 

изменения

 

топологии

 , 

кри

-

тически

 

важные

 

для

 

отображения

 

возможности

 

сек

-

ционирования

 

сети

 

для

 

точной

 

локализации

 

места

 

повреждения

 

и

 

восстановления

 

системы

;

• 

анализировать

 

установившийся

 

режим

 

сети

 

в

 

реаль

-

ном

 

времени

 

по

 

информации

 

от

 

устройств

 

автома

-

тизации

 

распределительной

 

сети

а

 

также

 

использо

-

вать

 

данные

 

о

 

часовом

 

потреблении

 

электроэнергии

 

в

 

сети

 

для

 

более

 

точных

 

расчётов

 

установившихся

 

режимов

;

• 

определять

 

места

 

и

 

устранять

 

повреждения

 

с

 

целью

 

быстрого

 

восстановления

 

электроснабжения

 

потре

-

бителей

;

• 

обеспечить

 

нормальную

 

работу

 

устройств

 

регулиро

-

вания

 

напряжения

 

и

 

дать

 

возможность

 

более

 

под

-

робного

 

контроля

 

уровней

 

напряжения

 

в

 

сети

Стив

 

Джелатко

 (Steve Gelatko

, sgelatko@pplweb.

com) — 

старший

 

менеджер

 

по

 

планированию

 

активов

 

распределительной

 

сети

 

компании

 PPL Electric Utilities, 

отвечает

 

за

 

надёжность

 

системы

планирование

 

рас

-

пределения

 

мощностей

техобслуживание

 

распреде

-

лительной

 

сети

проведение

 

НИОКР

 

и

 

оптимизацию

 

инвестиций

 

в

 

распределительную

 

сеть

Джелатко

 

раз

-

работал

 

концепцию

 

развития

 

интеллектуальной

 

сети

 

компании

 PPL Electric Utilities 

и

 

возглавил

 

команду

которая

 

оформила

 

заявку

 

на

 

получение

 

субсидий

 

со

-

гласно

 

закону

 «

О

 

восстановлении

 

и

 

реинвестировании

 

американской

 

экономики

» (ARRA). 

Майк

 

Годоров

 (Mike Godorov

, msgodorov@pplweb.

com) — 

старший

 

менеджер

 

проекта

 

в

 

компании

 PPL 

Electric Utilities 

и

 

руководитель

 

работ

 

по

 

внедрению

 

си

-

стемы

 

управления

 

распределительными

 

сетями

Ранее

 

он

 

руководил

 

работами

 

по

 

устранению

 

замечаний

 

Ми

-

нистерства

 

энергетики

 

по

 

проекту

 

внедрения

 

интеллек

-

туальных

 

сетей

 

в

 

Гаррисберге

До

 

проекта

 

умных

 

сетей

 

руководил

 

отделом

 

по

 

развитию

 

методов

 

измерений

 

и

 

анализу

 

управления

 

данными

 

и

 

оказывал

 

содействие

 

в

 

разработке

 

планирования

 

интеллектуальной

 

системы

 

измерений

 

компании

 PPL Electric Utilities.

Билл

 

Келлер

 (Bill Keller,

 wrkeller@pplweb.com) 

является

 

главным

 

инженером

 

группы

 

планирования

 

распределения

 

компании

 PPL Electric Utilities 

и

   

воз

-

главляет

 

инициативную

 

группу

 

компании

 

по

 

развитию

 

умных

 

сетей

Его

 

группа

 

определяет

 

место

 

установки

 

устройств

 

интеллектуализации

 

сетей

Келлер

 

отвеча

-

ет

 

за

 

выполнение

 

программы

включая

 

формирование

 

бюджета

 

и

 

объёмы

 

поставки

Имеет

 

огромный

 

опыт

 

ра

-

боты

 

в

 

электросетевых

 

компаниях

Компании

упомянутые

 

в

 

статье

:

Alstom Grid | www.alstom.com 

Cooper Power Systems | www.cooperindustries.com 

G&W Electric | www.gwelec.com 

PPL Electric Utilities | www.pplelectric.com 

S&C Electric Co. | www.sandc.com


Читать онлайн

В минувшем году распределительные сети компании PPL Electric Utilities стали ещё интеллектуальнее.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»