Передовые технологии группы компаний «Россети»

Page 1
background image

Page 2
background image

2

Ежеквартальный спецвыпуск № 1 (24), март 2022

В  статье  в  структурированной  форме  даются  общие  пред-

ставления  о  политике  и  приоритетах  инновационного  раз-

вития  группы  компаний  «Россети»,  излагаются  основные 

положения  программы  инновационного  развития,  обобща-

ются главные достижения «Россетей» в направлении НИОКР 

за 2021 год, приводятся примеры наиболее актуальных про-

ектов, реализуемых в настоящее время.

Передовые технологии 

группы компаний  

«Россети»

Эльдар МАГАДЕЕВ,

к. т. н., главный 

эксперт Департамента 

технической политики,

ответственный 

секретарь НТС 

«Россети» / «Россети 

ФСК ЕЭС»

Григорий 

ГЛАДКОВСКИЙ, 

заместитель 

главного инженера 

ПАО «Россети»

Дмитрий КАПУСТИН,

к. т. н., начальник 

Департамента 

технической политики 

ПАО «Россети»

ПРИОРИТЕТЫ ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ

Политика инновационного развития группы компаний «Россети» является стратеги

-

ческим документом, определяющим основные принципы инновационного и научно­ 

технического  развития,  нацеленные  на  повышение  эффективности  деятельности 

компании через разработку и внедрение новых технологий, разработку, производ

-

ство и вывод на рынок новых инновационных продуктов и услуг, соответствующих 

мировому уровню. Инновационное развитие компании подразумевает участие всех 

структурных подразделений исполнительного аппарата ПАО «Россети» и дочерних 

зависимых  обществ  ПАО  «Россети»  (далее 

 ДЗО)  в  реализации  инновационной 

деятельности.

Основной  целью  инновационного  развития  группы  компаний  «Россети»  является 

переход к электрической сети нового технологического уклада с качественно новыми 

характеристиками надежности, эффективности, доступности, управляемости и клиен

-

тоориентированности электросетевого комплекса Российской Федерации, с примене

-

нием в ДЗО ПАО «Россети» единой идеологии в области инновационного развития.

Одним  из  основных  мероприятий  инновационного  развития  группы  компаний 

«Россети»  является  проведение  научно­ исследовательских,  опытно­ конструкторских 

и технологических работ (далее 

 НИОКР), имеющих своей целью развитие крупных 

инновационных направлений, создание принципиально новых разработок, технологий, 

методов, а также выполнение прикладных научных работ, направленных на улучшение 

существующих технологий и изделий. НИОКР позволяет создать существенный техно

-

логический  задел  для  дальнейшего  стратегического  развития  компании,  определить 

наиболее эффективные подходы к оптимизации технологических и бизнес­ процессов 

в компании. При этом компания ориентирована на построение полного цикла НИОКР 

от  идеи  до  масштабной  коммерциализации  решений,  развитие  технологического  ре­

естра по основным направлениям, включая цифровые технологии, создание полигонов 

для отработки на базе корпоративных центров компетенций.

Программа инновационного развития группы компаний «Россети» на 2020–2025 го­

ды устанавливает следующие приоритеты научных исследований и разработок:

Инновации


Page 3
background image

3

 

умные подстанции 35–750 кВ (цифровое проектирова

-

ние,  новые  решения  для  мониторинга  и  диагностики 

оборудования, кибербезопасность);

 

активно­ адаптивные  сети:  технологии  цифровых  РЭС 

с  функциями  самовосстановления  после  нарушений 

электроснабжения,  поддержкой  «активных  потре

-

бителей»  и  их  участие  в  работе  сети  (зарядки  для 

электротранспорта, умный учет, объекты малой гене

-

рации и др.), высокоточные системы определения мест 

повреждения и локализации аварийных участков сети;

 

комплексная эффективность бизнес­ процессов и авто

-

матизация  систем  управления,  в  том  числе  проекты 

цифровой трансформации и мероприятия ведомствен

-

ного проекта Минэнерго России «Единая техническая 

политика  —  надежность  электроснабжения»,  закре

-

пленные «Россетями»;

 

новые  технологии  и  материалы  (сверхпроводимость, 

композиты, накопители энергии, технологии постоянно

-

го тока в сетях 0,4 и 6–35 кВ, обеспечение параллель

-

ной работы сети и ВИЭ);

 

организационные  инновации  (управление  знаниями, 

инновационный  менеджмент,  управление  результата

-

ми интеллектуальной собственности.

Программа включает также проекты в рамках четырех 

контуров цифровой трансформации — цифровые объекты, 

цифровые системы управления, цифровой сотрудник, циф

-

ровые коммуникации — с использованием технологий:

 

интернет  вещей  (цифровые  подстанции,  цифровые 

районы электрических сетей, зарядная инфраструкту

-

ра, умный учет и др.);

 

робототехника  и  беспилотная  авиация  (диагностика 

и мониторинг, геоинформационные системы и др.);

 

большие данные (системы управления, проект «Циф

-

ровой монтер» и др.);

 

ВОЛС и цифровые каналы связи;

 

искусственный интеллект и машинное обучение (систе

-

мы управления, удаленные клиентские сервисы и др.);

 

виртуальная/дополненная  реальность  (платформы 

обучения);

 

блокчейн (система расчетов).

ОСНОВНЫЕ ИТОГИ РЕАЛИЗАЦИИ 

ПРОГРАММЫ НИОКР-2021

В 2021 году группой компаний «Россети» было реализовано 

87 работ, из которых 51 исследование посвящено пробле

-

мам распределительных электрических сетей и 36 работ 

 

вопросам  в  магистральных  сетях.  Наиболее  активными 

участниками инновационной деятельности являются ДЗО 

ПАО  «Россети»,  от  которых  приходит  наибольшее  число 

заявок в НИОКР. 

Результатом  НИОКР,  помимо  внедрения  результа

-

тов  разработки,  является  патентно­ лицензионная  де

-

ятельность,  которая  позволяет  расширить  возможно

-

сти  применения  инновационных  разработок  не  только 

в ПАО «Россети», но и других ТСО, а также осуществить 

коммерциализацию  нематериальных  активов  и  повысить 

капитальную  стоимость  компании.  Одним  из  ключевых 

направлений деятельности является регистрация резуль

-

татов НИОКР, их учет, экспертиза и оценка на предмет воз

-

можной коммерциализации.

Как результат этой деятельности, в 2021 году было 

получено 42 охранных документа на результаты НИОКР, 

готовых  к  внедрению  в  качестве  готовых  технических 

решений. 

Более половины из зарегистрированных инновацион

-

ных разработок и изобретений 

 программные комплексы 

различного  уровня,  ориентированные  на  межсистемную 

интеграцию,  анализ  технического  состояния  оборудова

-

ния на основе данных диагностики, оптимизацию работы 

по расчистке просек ВЛ от древесно­ кустарниковой рас

-

тительности,  решения  по  построению  высокоавтомати

-

зированных  РЭС,  подстанций  и  режимную  оптимизацию 

в  электрических  сетях.  Столь  высокое  разнообразие 

новых решений на базе цифровых технологий в полной 

мере соответствует принятой в группе компаний «Россе

-

ти»  стратегии  и  направлений  развития  электросетевого 

комплекса.

Проводимая  регистрационная  работа  способству

-

ет  увеличению  дополнительной  внетарифной  выручки. 

В 2021 году было получено более 100 млн руб. в качестве 

платежей по лицензионным договорам на предоставление 

прав на результаты НИОКР.

По итогам 2021 года 23 результата НИОКР были пере

-

даны в опытно­ промышленную эксплуатацию. Среди наи

-

более актуальных и важных для группы компаний «Россе

-

ти» разработок:

 

устройство  выравнивания  нагрузки  для  трехфазных 

распределительных сетей 0,4 кВ;

 

автоматизированная  точка  коммерческого  учета 

электроэнергии 6(10) кВ;

 

программный комплекс «Виртуальный кабинет охраны 

труда»;

 

тренажер  ЦПС  для  подготовки  и  переподготовки 

электротехнического  персонала  и  повышения  квали

-

фикации специалистов;

 

устройство  автоматического  повторного  включения 

с  функцией  контроля  состояния  линий  электропере

-

дачи;

 

комплекс  автоматизированной  системы  мониторинга 

и цифрового дистанционного управления оборудовани

-

ем и устройствами МП РЗА;

 

программно­ технический  комплекс  автоматизирован

-

ной системы оптимизации режимов;

 

программно­ аппаратный комплекс мониторинга состо

-

яния силовых трансформаторов в распределительных 

электрических сетях 35–110 кВ.


Page 4
background image

4

Ежеквартальный спецвыпуск № 1 (24), март 2022

Еще 15 результатов НИОКР были внедрены в дочерних 

обществах ПАО «Россети». Среди внедренных инноваци

-

онных решений:

 

анкерные многогранные опоры 0,4 кВ;

 

опора ВЛ 0,4–10 кВ из модифицированного дисперсией 

многослойных углеродных нанотрубок железобетона;

 

региональные геоинформационные базы данных (циф

-

ровые  слои),  характеризующие  требуемую  периодич

-

ность расчистки просек ВЛ от ДКР;

 

автоматизированная  система  мониторинга  и  анализа 

функционирования РЗА;

 

программно­ технический 

комплекс 

визуального 

осмотра  и  наблюдения  за  состоянием  оборудования 

подстанций для предупреждения возникновения техно

-

логических нарушений;

 

устройство  управляемой  коммутации  кабельных 

и  кабельно­ воздушных  линий,  силовых  трансформа

-

торов,  шунтирующих  реакторов  и  конденсаторных 

установок 110–750 кВ.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Среди большого числа различных исследований и разра

-

боток,  проведенных  в  2021  году  в  ДЗО  группы  компаний 

«Россети», есть ряд проектов, требующих отдельного вни

-

мания и описания.

Цифровой двой ник ВЛ 6–220 кВ, включающий в себя 

мониторинг  элементов  ВЛ  (опоры,  провода,  изоля

-

торы)

2021  году  в  ПАО  «Россети  Центр  и  Приволжье» 

завершена научно­ исследовательская работа, направлен

-

ная  на  разработку  информационной  модели  воздушной 

линии электропередачи, содержащей актуальные данные 

о физическом объекте. В конце 2021 года результат НИОКР 

введен в опытно­ промышленную эксплуатацию в филиале 

ПАО «Россети Центр и Приволжье» на ВЛ 110 кВ Заречье­ 

опора № 15 

 «Тулэнерго».

В  рамках  проекта  разработаны  модули:  охраны 

ВЛ,  дистанционного  мониторинга  (рисунок  1),  изолято

-

ров,  опор,  фундаментов  опор,  проводов,  заземляющих 

устройств  опор  ВЛ,  виртуальной  метеостанции  ВЛ.  Раз

-

работаны  математические  модели  для  ВЛ  6–220  кВ. 

Также  проведено  исследование  устойчивости  моделей 

цифрового двой ника, исследованы характеристики мате

-

матических  моделей  модулей,  выполнены  другие  этапы 

исследований.

Среди  основных  преимуществ  от  внедрения  следу

-

ет  отметить  возможность  определения  состояния  фун

-

даментов  опор  ВЛ  посредством  анализа  резонансной 

частоты,  фиксации  ее  предельных  значений  с  выдачей 

предупреждающих  и  аварийных  сигналов,  обнаружения 

несанкционированного подъема посторонних лиц на опо

-

ру ВЛ, обнаружения появления объектов в охранной зоне 

ВЛ. Важным преимуществом также является возможность 

прогноза  гололедообразования  на  элементах  ВЛ  и  про

-

гноза «пляски» проводов.

Блочно- модульная  система  накопления  электро

-

энергии (БМ СНЭ) со сменными батарейными блоками 

для автономного энергоснабжения удаленных потре

-

бителей малой мощности.

 В 2021 году в ПАО «Россети 

Центр»  началась  разработка  блочно­ модульной  системы 

накопления  электроэнергии  со  сменными  батарейными 

блоками для автономного энергоснабжения удаленных по

-

требителей малой мощности.

Целью настоящей работы является создание блочно­ 

модульной конструкции СНЭ с двумя комплектами сменных 

батарейных  блоков,  транспортировочным  контейнером 

и зарядным устройством для обеспечения электроснабже

-

ния удаленных потребителей малой мощности.

Ожидается, что за счет применения БМ СНЭ у рас

-

пределительных  электросетевых  компаний  появится 

возможность  полного  демонтажа  питающего  участка 

сети,  включая  подстанцию,  что,  как  следствие,  по

-

зволит  сократить  объемы  ТОиР  на  содержание  участ

-

ков  линий  6–10  и  0,4  кВ,  снизить  уровень  аварийности 

на протяженных участках ВЛ, проходящих по лесистым 

и болотистым местностям, снизить уровень потерь элек

-

трической энергии и сократить затраты на техническое 

перевооружение и реконструкцию.

На  сегодняшний  день  опытный  образец  блочно­ 

модульной  СНЭ  смонтирован  на  объекте  филиала 

ПАО  «Россети  Центр» 

  «Тверьэнерго»  (рисунок  2). 

БМ СНЭ обеспечивает возможность подключения потреби

-

телей для реконструкции ВЛ 0,4 кВ в необходимом объеме.

Плавка гололедно- изморозевых отложений на ВЛ 

0,4–10  кВ  с  использованием  мобильных  устройств.

 

В  2021  году  в  ПАО  «Россети  Волга»  завершена  научно­ 

исследовательская  и  опытно­ конструкторская  работа 

Инновации

Рис. 1. Модуль дистанционного мониторинга проводов


Page 5
background image

5

по  разработке  современных  методов  и  способов  плавки 

гололедно­ изморозевых отложений на ВЛ 0,4–10 кВ с ис

-

пользованием  мобильных  устройств.  В  рамках  работы 

разработан  и  изготовлен  опытный  образец  мобильной 

установки для плавки гололедно­ изморозевых отложений 

в распределительных электрических сетях 0,4–10 кВ. Уста

-

новка выполнена на автомобильной платформе для удоб

-

ства транспортировки к месту ликвидации аварий на ВЛ, 

связанных с образованием гололеда ( рисунок 3).

С  помощью  установки  плавка  гололеда  производится 

постоянным  током,  с  использованием  тиристорных  вы

-

прямителей (источником питания выступает генераторная 

установка 

 ДГУ). Регулирование тока плавки достигается 

соответствующим выбором напряжения выпрямительного 

агрегата,  регулировкой  тока  выпрямительной  установки 

и  подбором  сопротивления  в  качестве длины  прогревае

-

мого участка.

Оперативное  управление  установкой  (включение,  ре

-

гулирование  тока  нагрузки,  отключение)  осуществляется 

от системы управления, которая автоматически формиру

-

ет управляющие импульсы тиристорам с соответствующим 

значением угла регулирования.

Роботизированный  механизм,  позволяющий  опе

-

ративному  персоналу  дистанционно  проводить  пе

-

реключения  на  разъединителях  35–110  кВ  с  ручным 

приводом.

 

В  2021  году  в  филиале  ПАО  «Россети  Центр 

и  Приволжье» 

  «Рязаньэнерго»  дан  старт  реализации 

НИОКР по разработке роботизированного механизма, по

-

зволяющего  оперативному  персоналу  дистанционно  про

-

водить  переключения  на  разъединителях  с  ручным  при

-

водом, в том числе из ЦУС. Актуальность работы связана 

с тем, что при оперировании разъединителями с ручным 

приводом,  особенно  имеющими  большой  срок  эксплуа

-

тации,  существует  высокая  вероятность  излома  опорных 

колонок с последующим падением изоляторов и токоведу

-

щих шин и поражением оперативного персонала электри

-

ческим током.

В  рамках  данной  НИОКР  поставлена  цель  получить 

продукт, обеспечивающий одновременно как возможность 

проведения  оперативных  переключений,  так  и  миними

-

зацию  воздействия  опасного  фактора  излома  и  падения 

изоляторов при производстве оперативных переключений 

на  объектах,  оборудованных  разъединителями  с  ручным 

приводом.  По  сравнению  с  используемыми  решениями 

(применение  защитных  козырьков,  специальных  дугоза

-

щитных костюмов), при производстве ручных переключе

-

ний  роботизированное  устройство  для  дистанционного 

переключения разъединителей 35–110 кВ обеспечит более 

технологичную и комплексную защиту и сохранение жизни 

и здоровья оперативного и ремонтного персонала.

По состоянию на 31.12.2021 разработаны два лабора

-

торных образца роботизированного механизма (рисунок 4), 

проведены их лабораторные испытания.

Защиты с улучшенными показателями точности 

и  селективности  на  методах  определения  расстоя

-

ния  до  места  повреждения  для  распределительных 

сетей. 

В ПАО «Россети Московский регион» в рамках вы

-

Рис. 2. Внешний вид и система управления БМ СНЭ

Рис. 3. Внешний вид мобильной установки


Page 6