17
Июль
–
август
2016
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
Эволюция в направлении
гибких сетей
APS внедряет инструменты и инфраструктуру,
жизненно необходимые для улучшения клиентского
опыта потребителей и будущего успеха компании.
Джонатан Дазенберри (Jonathan Dusenberry),
Burns & McDonnell, и
Адольфо Малдонадо
(Adolfo Maldonado)
,
Ясдип Сингх (Jasdeep Singh)
и
Чед Лонски (Chad Lonski)
, Arizona Public Service
1
Знаменитый
эпизод
из
истории
Дикого
Запада
,
перестрелка
бандитов
со
стражами
порядка
при
участии
легендарного
шерифа
Уайетта
Эрпа
,
произошедшая
26
октября
1881
года
.
По
мотивам
этого
события
снято
множество
фильмов
в
жанре
вестерн
. —
Прим
.
перев
.
М
ногие
годы
компании
эволюционировали
,
применяя
новые
технологии
,
чтобы
удов
-
летворить
растущие
запросы
клиентов
по
-
требителей
и
общества
.
Компьютеры
стали
меньше
и
мобильнее
.
Мобильные
телефоны
стали
умнее
и
функциональнее
.
Автомобили
стали
безопаснее
и
надежнее
.
Электрические
компа
-
нии
—
не
исключение
. Arizona Public Service (APS) —
одна
из
таких
компаний
,
и
она
использует
новые
технологии
в
целях
оптимизации
надежности
и
произво
-
дительности
,
вовлечения
пользователей
в
управление
,
извлечения
полезной
бизнес
-
информации
из
данных
и
доставки
альтернативной
энергии
по
гибким
сетям
будущего
.
Основанная
через
пять
лет
после
легендарной
перестрелки
у
корраля
О
-
Кей
1
в
Тумстоуне
(
штат
Аризона
,
США
), APS
является
старейшим
и
круп
-
нейшим
поставщиком
электроэнергии
в
штате
и
об
-
служивает
более
1,2
млн
коммерческих
и
частных
клиентов
в
11
из
15
округов
Аризоны
.
Корпоративная
сверхзадача
компании
—
создать
стабильное
энер
-
гетическое
будущее
для
Аризоны
путем
использо
-
вания
инновационных
технологий
,
возобновляемых
источников
энергии
и
энергоэффективности
.
Во
ис
-
полнение
этой
задачи
APS
ввела
в
строй
солнечные
генераторы
суммарной
мощностью
более
1,223
МВ
,
что
вывело
компанию
в
первую
пятерку
по
индустрии
.
APS
также
принимает
стратегическое
участие
в
ре
-
СИСТЕМНАЯ
СИСТЕМНАЯ
эволюция
эволюция
18
Июль
–
август
2016
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
Управление
сетью
APS
осуществляется
из
центра
управления
распре
-
делением
.
Сотрудники
APS
демонтируют
старый
АПВ
.
ализации
комплексных
проектов
высо
-
котехнологичных
сетей
на
общесистем
-
ном
уровне
,
входя
в
первую
десятку
компаний
по
этому
параметру
.
APS
давно
известно
,
что
текущее
состояние
электрических
сетей
не
яв
-
ляется
адекватным
для
того
,
чтобы
про
-
должать
постоянно
производить
и
рас
-
пределять
надежную
,
экологически
чистую
энергию
бизнесам
и
жителям
Аризоны
.
Чтобы
сделать
электриче
-
скую
сеть
достаточно
гибкой
,
способной
справиться
с
требованиями
двадцать
первого
века
,
потребуются
передовые
технологии
.
Почему
гибкая
сеть
?
В
APS
предвидели
,
что
сеть
буду
-
щего
должна
будет
обладать
динами
-
ческими
возможностями
,
на
которые
первоначальная
сеть
никогда
не
была
рассчитана
.
В
2013
году
Компания
разработала
стра
-
тегический
план
«
Проект
работ
по
модернизации
сети
2025»,
в
котором
было
задано
направление
внедрения
передовых
технологий
для
повышения
прозрачности
и
возможностей
автоматизации
рас
-
пределительной
сети
.
Одна
из
проблем
,
которые
призвана
решить
гибкая
сеть
,
состоит
в
необходимо
-
сти
работать
с
двунаправленным
потоком
энергии
,
что
обусловлено
ростом
использования
распреде
-
ленных
энергетических
ресурсов
(Distributed Energy
Resources, DER),
например
,
солнечных
батарей
на
крышах
и
хранилищ
электроэнергии
.
Возможность
изменения
направления
потока
энер
-
гии
в
случае
отключения
позволяет
APS
преодолевать
критические
нагрузки
и
восстанавливать
электроснаб
-
жение
потребителей
гораздо
быстрее
.
К
несчастью
,
традиционные
релейные
системы
координации
показы
-
вают
себя
не
с
лучшей
стороны
при
изменении
направ
-
ления
потока
по
распределительной
сети
.
Защитные
и
автоматизирующие
устройства
требуются
не
только
на
подстанции
.
Они
должны
быть
расположены
по
всей
сети
,
чтобы
позволить
динамично
осуществлять
изме
-
нения
в
отдельных
системах
распределения
.
Важно
не
только
управлять
направлением
потока
и
корректировать
его
,
но
и
контролировать
и
регули
-
ровать
напряжение
по
необходимости
.
Динамическая
вариабельность
напряжения
позволяет
APS
произ
-
водить
коррекции
при
изменениях
нагрузки
мгновен
-
но
,
а
не
сезонно
.
Благодаря
использованию
двуна
-
правленной
коммуникации
(
между
оборудованием
и
контрольным
центром
)
и
интегрированных
вольт
/
вольт
-
ампер
-
реактивных
контроллеров
(IVVC)
в
регу
-
ляторах
,
батареях
конденсаторов
и
реакторах
,
ком
-
пания
может
мгновенно
реагировать
на
жалобы
по
поводу
качества
энергоснабжения
.
Чтобы
обеспечить
должное
функционирование
этих
устройств
,
необхо
-
дима
надежная
коммуникационная
сеть
.
Вот
почему
жизненно
важно
,
чтобы
планирование
коммуникаци
-
онной
инфраструктуры
было
согласовано
с
програм
-
мой
внедрения
передовых
сетевых
технологий
.
В
области
действия
системы
APS
может
варьироваться
как
нагрузка
,
так
и
непостоянные
источники
энер
-
гии
.
По
определению
,
непостоянство
источника
энергии
означает
,
что
про
-
изводительность
DER
не
подлежит
не
-
посредственному
контролю
.
Ветровые
и
солнечные
генераторы
—
наиболее
характерные
примеры
непостоянных
источников
энергии
,
так
как
их
основ
-
ные
переменные
наиболее
непред
-
сказуемы
.
Сила
и
направление
ветра
,
интенсивность
солнечного
освещения
и
плотность
облачного
покрова
не
под
-
лежат
контролю
.
Вот
почему
в
масштабе
страны
большинство
устройств
DER
в
насто
-
ящее
время
используются
только
для
замены
традиционного
топлива
на
электростанциях
,
не
использующих
воз
-
обновляемые
источники
или
в
сочета
-
нии
с
накопительными
устройствами
.
По
мере
роста
спроса
на
коммерческое
и
домашнее
хранение
энергии
,
а
также
развития
и
повышения
надежности
на
-
СИСТЕМНАЯ
СИСТЕМНАЯ
эволюция
эволюция
19
Июль
–
август
2016
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
копительных
батарей
,
фактическая
стоимость
вложе
-
ний
капитала
в
эти
технологии
будет
становиться
все
более
и
более
очевидной
.
Планирование
производства
электроэнергии
ста
-
новится
все
сложнее
с
точки
зрения
управления
,
из
-
за
распространения
в
сети
домашних
солнечных
панелей
и
других
устройств
DER.
Хранилища
быстрого
отклика
в
сочетании
с
измерением
энергии
,
поступающей
от
солнечных
батарей
,
позволят
APS
компенсировать
не
-
постоянный
характер
устройств
DER.
Чтобы
успеть
за
стремительно
растущей
индустрией
солнечных
панелей
в
Аризоне
, APS
разработала
первую
в
стране
солнечно
-
энергетическую
партнерскую
программу
.
Эта
программа
позволяет
APS
использовать
инфраструктуру
солнеч
-
ных
панелей
на
крышах
жилых
домов
для
изучения
воз
-
можностей
инновационных
инверторов
в
режиме
реаль
-
ного
времени
в
реальной
системе
электроснабжения
.
Параллельно
с
партнерской
программой
APS
уже
многие
годы
экспериментирует
с
различными
техно
-
логиями
на
небольших
территориях
в
целях
тести
-
рования
их
рентабельности
. APS
также
разработала
серию
приложений
для
анализа
данных
,
чтобы
луч
-
ше
разобраться
в
полученной
информации
.
Одно
из
таких
приложений
—
система
прогнозирования
и
визуализации
производства
солнечной
энергии
.
Это
геопространственное
приложение
,
которое
ис
-
пользует
передовую
измерительную
инфраструктуру
(AMI),
охватывающую
более
40 000
солнечных
па
-
нелей
на
крышах
зданий
.
Получаемые
данные
дают
картину
текущей
продуктивности
солнечных
панелей
и
прогноз
на
день
вперед
.
Это
дает
возможность
для
улучшения
маркетинга
и
продаж
,
а
также
текущего
планирования
.
Запуск
технологий
Компания
APS
начала
свое
продвижение
в
направ
-
лении
гибкой
сети
в
2007
году
с
запуском
AMI,
которая
открыла
возможность
двунаправленной
коммуникации
с
измерительными
приборами
,
что
значительно
от
-
личается
от
традиционного
считывания
показателей
приборов
.
Новые
возможности
этой
технологии
,
та
-
кие
как
удаленное
подключение
и
отключение
услуг
и
улучшенный
сбор
данных
,
позволили
повысить
эф
-
фективность
работы
компании
,
значительно
сократив
время
,
затрачиваемое
персоналом
на
выезды
(
сокращение
сроков
обслужи
-
вания
,
снижение
затрат
на
топливо
,
риска
дорожно
-
транспортных
происшествий
и
за
-
грязнения
окружающей
среды
).
Это
означа
-
ло
повышение
скорости
отклика
на
запросы
клиентов
и
улучшение
практики
использова
-
ния
человеческих
ресурсов
.
При
помощи
более
1,3
млн
высокотех
-
нологичных
счетчиков
AMI
также
предо
-
ставляет
APS
преимущества
в
области
управления
и
планирования
,
позволяя
управлять
напряжением
,
отключениями
и
нагрузкой
на
трансформаторы
.
В
допол
-
нение
к
этому
оказалось
,
что
поддержива
-
емое
AMI
разнообразие
способов
оплаты
очень
выгодно
потребителям
,
поскольку
позволяет
им
контролировать
использова
-
ние
электроэнергии
и
снижать
свои
расхо
-
ды
на
электроснабжение
.
APS
продемонстрировала
понимание
того
,
что
для
работы
с
постоянно
меняю
-
щейся
сетью
жизненно
необходимо
снабдить
обслу
-
живающий
персонал
соответствующими
высокотехно
-
логичыми
инструментами
.
Поэтому
следующим
шагом
проекта
стало
внедрение
системы
управления
отклю
-
чениями
,
которая
позволила
операторам
сменить
бу
-
мажные
карты
на
более
точную
цифровую
систему
.
Это
был
значительный
шаг
вперед
в
изменении
принципов
работы
компании
,
который
позволил
шире
исполь
-
зовать
возможности
,
предоставляемые
AMI.
Теперь
,
Линейщики
APS
поднимают
новый
линейный
регулятор
на
место
установки
.
Линейщики
APS
готовятся
к
установке
новой
линейной
батареи
конденсаторов
.
СИСТЕМНАЯ
СИСТЕМНАЯ
эволюция
эволюция
20
Июль
–
август
2016
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
когда
цифровая
система
обеспечила
визуализацию
данных
о
состоянии
сети
, APS
перешла
к
эксперимен
-
тированию
с
различными
технологиями
на
небольших
контролируемых
территориях
.
Высокотехнологичная
сеть
С
2009
по
2012
годы
APS
запустила
несколь
-
ко
пилотных
проектов
высокотехнологичных
сетей
,
чтобы
лучше
понять
особенности
их
функциони
-
рования
.
В
г
.
Флагстафф
(
штат
Аризона
) APS
был
проведен
эксперимент
с
системой
повсеместной
территориальной
локализации
,
изолирования
и
са
-
мовосстановления
работы
после
обрывов
(FLISR),
использующей
,
помимо
прочего
оборудования
,
ком
-
муникационные
распределительные
шкафы
.
Это
по
-
зволило
APS
тестировать
различное
оборудование
и
технологии
,
проводя
оценку
возможности
их
при
-
менения
в
масштабах
штата
.
Эта
пилотная
система
заложила
фундамент
нынешних
возможностей
высо
-
котехнологичной
сети
APS
и
в
настоящее
время
вне
-
дряется
на
других
территориях
по
всему
штату
.
Другой
проект
APS —
внедрение
в
распредели
-
тельную
сеть
технологии
IVVC,
которая
позволяет
производить
оптимизацию
напряжения
и
VAR
на
от
-
дельных
фидерах
.
Повсеместное
внедрение
этой
технологии
даст
APS
возможность
дистанционного
управления
распределительными
батареями
кон
-
денсаторов
и
регуляторами
с
целью
корректировки
проблем
с
качеством
электроснабжения
в
режиме
реального
времени
.
Одновременно
с
мониторингом
качества
электроснабжения
APS
осуществила
стра
-
тегическое
размещение
снабженных
передающими
устройствами
датчиков
отключений
по
всей
сети
,
чтобы
определять
местонахождения
сбоев
,
что
дает
возможность
операторам
и
командам
обслуживания
быстро
реагировать
и
сокращать
время
отключений
ради
блага
клиентов
.
В
2013
году
сеть
APS
пережила
еще
одно
обнов
-
ление
в
форме
технологии
автоматизированного
по
-
вторного
включения
(
АПВ
),
защитного
устройства
,
используемого
в
основном
на
воздушных
ЛЭП
.
Вне
-
дрение
АПВ
началось
с
нескольких
дюжин
,
но
по
про
-
гнозам
в
ближайшие
несколько
лет
их
число
достигнет
100.
В
настоящее
время
APS
использует
трехфазные
АПВ
с
двунаправленной
коммуникацией
для
замены
старых
механических
переключателей
.
Эти
же
АПВ
могут
использоваться
в
качестве
секционных
разъ
-
единителей
на
линии
и
оборудованы
встроенной
кон
-
трольной
системой
,
которая
способна
обнаруживать
неисправности
с
высоким
импедансом
—
проблема
,
с
которой
APS
боролась
десятилетиями
.
В
последнее
время
имеет
место
потребность
в
замене
предохранителей
малыми
однофазными
АПВ
—
в
APS
их
называют
«
трип
-
сейверами
»,
кото
-
рые
устанавливаются
прямо
на
традиционные
плав
-
кие
предохранители
.
Эти
устройства
размыкаются
только
в
усло
виях
длительного
сбоя
,
но
замыкаются
обратно
при
кратковременном
сбое
(
например
,
упав
-
шая
ветка
,
молния
или
ветер
,
заставивший
две
фазы
соприкоснуться
),
таким
образом
,
сокращая
число
вы
-
ездов
линейщиков
ради
замены
предохранителя
.
Это
особенно
важно
в
отдаленной
сельской
местности
,
где
выезд
может
отнять
несколько
часов
.
Эти
передовые
программы
развития
сетей
и
тех
-
нологические
новшества
обеспечивают
население
более
безопасным
и
надежным
электроснабжением
.
Они
также
обеспечивают
операторов
необходимой
гибкостью
управления
сетью
для
минимизации
числа
клиентов
,
лишающихся
электроэнергии
при
отключе
-
ниях
,
особенно
вызванных
штормовой
погодой
.
Вос
-
становление
подачи
энергии
значительно
улучшает
-
ся
,
так
как
группа
эксплуатации
обладает
большей
информацией
и
контролем
над
различными
связан
-
ными
между
собой
устройствами
по
всей
системе
.
Что
дальше
?
Дальнейшее
развитие
гибкой
сети
APS
будет
за
-
ключаться
во
внедрении
передовой
системы
управ
-
ления
распределением
электроэнергии
(ADMS),
ко
-
торая
включает
в
себя
управление
отключениями
и
распределением
,
а
также
приложения
системы
SCADA. ADMS
обеспечивает
повышение
наблюда
-
Линейщик
APS
устанавливает
CFI
на
распределительную
линию
.
Линейщик
APS
устанавливает
однофазные
АПВ
на
место
плавких
предохранителей
.
СИСТЕМНАЯ
СИСТЕМНАЯ
эволюция
эволюция
21
Июль
–
август
2016
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
Авторы
статьи
рассказы
-
вают
о
некоторых
моментах
технической
политики
севе
-
роамериканской
сетевой
ком
-
пании
APS,
обслуживающей
потребителей
штата
Аризо
-
на
.
По
всей
видимости
,
значительные
силы
и
сред
-
ства
здесь
вкладываются
в
повышение
качества
электроэнергии
,
надежности
электроснабжения
,
автоматизации
сети
.
Главными
предпосылками
стали
следующие
об
-
стоятельства
:
1.
В
сети
возрастает
доля
возобновляемых
ис
-
точников
электроэнергии
,
снабженных
сред
-
ствами
ее
сбережения
.
Подобные
узлы
попере
-
менно
работают
как
в
режиме
выдачи
в
сеть
мощности
,
так
и
в
режиме
ее
потребления
.
Всеми
этими
режимами
надо
уметь
управлять
удаленно
,
и
без
организации
надежных
каналов
связи
тут
не
обойтись
.
2.
Законодательно
закрепляются
права
потре
-
бителей
на
высокое
качество
энергии
,
и
здесь
сетевой
компании
приходится
оснащать
сеть
регуляторами
напряжения
,
конденсаторными
батареями
,
другими
устройствами
,
налажи
-
вать
взаимодействие
между
ними
.
3.
С
годами
возрастают
требования
к
надежности
электроснабжения
и
,
наверняка
,
растет
конку
-
ренция
между
сетевыми
компаниями
.
По
этому
приходится
искать
способы
быстро
опреде
-
лять
поврежденный
участок
сети
,
не
привлекая
для
этих
целей
ремонтные
бригады
,
а
делая
все
оперативно
в
автоматическом
режиме
.
Так
на
линиях
появляются
реклоузеры
и
устройства
автоматического
повторного
включения
(
АПВ
).
4.
Необходимость
снижения
издержек
на
содержа
-
ние
персонала
,
занимающегося
обслуживанием
сети
и
взаимодействием
с
потребителями
,
уменьшение
объема
документооборота
.
По
этой
причине
сети
оснащаются
умными
счет
-
чиками
,
а
обмен
информацией
между
потреби
-
телями
и
сетевой
компанией
происходит
уже
без
участия
людей
,
без
визитов
клиента
в
сбы
-
товые
организации
и
инспекторов
на
объекты
.
Перечисленные
моменты
,
как
мне
показалось
,
стали
ключевыми
мотивами
,
которые
вынуждают
все
сетевые
компании
постоянно
наращивать
ав
-
томатизацию
процесса
выработки
,
передачи
,
рас
-
пределения
и
потребления
электроэнергии
.
В
шта
-
те
Аризона
,
как
следует
из
статьи
,
оснащение
сети
современным
оборудованием
и
технологиями
идет
полным
ходом
.
КОММЕНТАРИЙ
Михаил ДМИТРИЕВ к.т.н., доцент Санкт-Петербургского
политехнического университета
Больше
информации
на
:
Arizona Public Service | www.aps.com
Burns & McDonnell | www.burnsmcd.com
емости
и
автоматизации
путем
интеграции
данных
,
получаемых
от
«
умных
»
сенсоров
(
индикаторов
об
-
рыва
,
автоматизированных
переключателей
,
АВП
и
контроллеров
батарей
конденсаторов
)
и
передо
-
вых
измерительных
приборов
,
подключенных
к
сети
.
Например
, ADMS
предоставит
несколько
способов
работы
с
отключениями
для
управления
выездными
командами
,
приема
жалоб
и
уведомлений
.
Операторы
также
получат
возможность
постоян
-
но
быть
в
курсе
происходящего
с
системой
и
при
не
-
обходимости
осуществлять
удаленное
управление
размыкателями
и
другими
устройствами
на
фидере
.
Дополнительно
APS
получит
возможность
исполь
-
зовать
приложения
для
мониторинга
нагрузки
,
ме
-
стонахождений
отключений
,
пересмотра
событий
,
анализа
процедур
восстановления
,
а
также
трениро
-
вочные
симуляторы
.
Эти
инструменты
и
инфраструктура
жизненно
не
-
обходимы
для
успешного
функционирования
APS
и
улучшения
клиентского
опыта
,
так
как
APS
пред
-
видит
последовательный
рост
распределенной
солнечной
генерации
,
частных
хранилищ
энергии
,
микросетей
,
домашних
систем
управления
энерго
-
потреблением
и
проникновение
электромобилей
на
рынок
транспорта
.
Джонатан
Дазенберри
(jdusenberry@burnsmcd.
com) —
старший
электроинженер
в
Burns & McDonnell.
За
его
спиной
более
8
лет
опыта
в
ПиР
,
в
настоя
-
щее
время
он
работает
менеджером
проектов
ПиР
в
Arizona Public Service.
Адольфо
Малдонадо
(adolfo.maldonado@aps.
com)
работает
старшим
электроинженером
в
отделе
инженерии
и
стандартизации
ПиР
в
компании
APS.
Его
пятнадцатилетний
опыт
в
энергетике
охватывает
как
генерацию
,
так
и
ПиР
.
Ясдип
Сингх
менеджер
по
передовым
сетевым
технологиям
в
Arizona Public
Service,
отвечает
за
стратегическое
планирование
пе
-
редовых
сетевых
технологий
и
анализа
данных
.
Чед
Лонски
менеджер
по
обслуживанию
распределительной
сети
в
APS,
где
он
работает
последние
десять
лет
.
Он
занимает
-
ся
энергетикой
17
лет
в
качестве
линейщика
и
на
раз
-
личных
управленческих
должностях
.
Примечание
редактора
:
фотографии
с
иконкой
T&DHOW
представляют
собой
фрагменты
видеоза
-
писей
полного
процесса
установки
APS.
Видео
нахо
-
дится
по
адресу
www.tdworld.com/videos/td-how.
СИСТЕМНАЯ
СИСТЕМНАЯ
эволюция
эволюция
Оригинал статьи: Эволюция в направлении гибких сетей
APS внедряет инструменты и инфраструктуру, жизненно необходимые для улучшения клиентского опыта потребителей и будущего успеха компании.
Комментарий к статье:
Михаил ДМИТРИЕВ к.т.н., доцент Санкт-Петербургского политехнического университета.
