20
Ежеквартальный
спецвыпуск
№
3 (18),
сентябрь
2020
Повышение
эффективности
оперативного
и
технического
обслуживания
противо
-
аварийной
автоматики
путем
разработки
ПК
«
ПАУК
»
Артем
БОНДАРЕНКО
,
заместитель
начальника
службы
релейной
защиты
и
автоматики
филиала
ПАО
«
ФСК
ЕЭС
» —
Кубанское
предприятие
магистральных
электрических
сетей
Цифровизация
производственных
процессов
Владимир
КИЗИН
,
начальник
сектора
противоаварийной
автоматики
службы
релейной
защиты
и
автоматики
центра
управления
сетями
ПАО
«
Россети
Кубань
»
Е
ЭС
России
охватывает
практически
всю
заселенную
территорию
страны
и
явля
-
ется
крупнейшим
в
мире
централизованно
управляемым
энергообъединением
.
Российская
энергетическая
система
является
единой
по
причине
неразделимого
энергетического
процесса
производства
,
передачи
и
потребления
электрической
энергии
.
При
этом
энергосистема
разделена
по
форме
собственности
и
техническому
об
-
служиванию
между
различными
компаниями
(
ДЗО
группы
компаний
«
Россети
»,
генериру
-
ющие
компании
,
ОАО
«
РЖД
»,
АО
«
Оборонэнерго
»
и
др
.).
Еще
одной
из
отличительных
особенностей
энергосистемы
является
широкое
применение
устройств
противоаварий
-
ной
автоматики
(
ПА
).
Их
применение
обосновано
экономическим
эффектом
по
сравне
-
нию
с
затратами
на
строительство
новых
линий
электропередачи
или
установкой
нового
силового
оборудования
.
Устройства
ПА
обеспечивают
надежную
работу
энергосистемы
и
представляют
собой
сложную
разветвленную
структуру
,
охватывающую
большинство
энергообъектов
.
Основные
параметры
настройки
ПА
определяются
специалистами
АО
«
СО
ЕЭС
»
и
в
виде
задания
направляются
собственникам
аппаратуры
ПА
[1].
Эф
-
фективная
работа
ПА
может
быть
достигнута
только
при
согласованной
настройке
всех
устройств
,
связанных
последовательной
логической
цепочкой
по
выявлению
аварийного
процесса
,
формированию
управляющих
воздействий
(
УВ
),
их
передачи
и
реализации
[2].
За
последние
годы
широкое
применение
получили
устрой
-
ства
противоаварийной
автоматики
(
ПА
),
которые
в
слож
-
ных
условиях
развития
энергосистемы
России
обеспечи
-
вают
ее
надежную
работу
.
Каждое
устройство
ПА
имеет
индивидуальную
логику
работы
и
сложную
систему
связей
с
другими
устройсвами
ПА
,
релейной
защиты
(
РЗ
)
и
автома
-
тики
управления
коммутационными
аппаратами
.
В
настоя
-
щий
момент
отсутствует
система
машинного
мониторинга
и
анализа
работы
системы
ПА
.
Специалистами
нескольких
энергетических
компаний
ведется
разработка
программого
комплекса
для
решения
этой
задачи
.
Достигнуты
цели
по
созданию
электронной
базы
данных
устройств
ПА
,
получе
-
на
наблюдаемость
логики
работы
и
заложена
основа
для
автоматического
анализа
системы
ПА
в
целом
.
21
В
случае
неправильной
работы
одного
из
промежуточных
устройств
ликвида
-
ция
аварийного
процесса
может
быть
не
только
затруднена
,
но
и
привести
к
значительному
усугублению
аварии
.
В
связи
с
этим
все
собственники
энерго
-
объектов
,
задействованных
в
противо
-
аварийном
управлении
,
должны
иметь
актуальную
информацию
о
действу
-
ющих
настройках
ПА
и
представлять
свою
значимость
в
процессе
противо
-
аварийного
управления
.
Эта
задача
мо
-
жет
быть
решена
внедрением
единого
программного
комплекса
по
хранению
и
обработке
данных
настроек
работы
алгоритмов
ПА
.
Мы
считаем
,
что
обеспечить
максимально
надежную
ра
-
боту
энергосистемы
можно
только
в
условиях
полной
инфор
-
мационной
осведомленности
о
логике
работы
устройств
ПА
.
РАЗВИТИЕ
ПА
НА
ТЕРИТОРИИ
КРАСНО
-
ДАРСКОГО
КРАЯ
И
РЕСПУБЛИКИ
АДЫГЕЯ
Энергосистема
Краснодарского
края
и
Республики
Адыгея
была
и
остается
дефицитной
по
причине
превосходства
потребления
электрической
энергии
над
генерацией
.
Гене
-
рируется
1500
МВт
,
а
потребление
в
часы
максимума
на
-
грузок
достигает
5300
МВт
.
В
связи
с
этим
для
обеспечения
устойчивой
работы
энергосистемы
при
аварийных
режимах
работы
широко
применяется
противоаварийное
управление
в
виде
отключения
нагрузки
.
На
2020
год
задействовано
950
МВт
нагрузки
на
нужды
ПА
(
рисунок
1).
Отключение
на
-
грузки
производится
посредством
специальной
автоматики
отключения
нагрузки
(
САОН
),
которая
распределена
по
всей
территории
энергорайона
.
Передача
команд
на
отключение
нагрузки
осуществля
-
ется
при
помощи
устройств
передачи
аварийных
сигналов
и
команд
(
УПАСК
),
которые
образуют
обширную
сеть
кана
-
лов
связи
.
Число
их
растет
с
каждым
годом
.
В
1998
году
про
-
тивоаварийное
управление
включало
в
себя
33
канала
ПА
.
Затем
активное
развитие
энергосистемы
Краснодар
-
ского
края
в
результате
проведения
Зимних
Олимпий
-
ских
игр
в
2014
году
,
присоединения
Республики
Крым
в
2015
году
привели
к
резкому
увеличению
устройств
ПА
.
На
момент
2020
года
насчитывается
300
введенных
кана
-
лов
ПА
(
рисунок
2),
а
десятки
каналов
находятся
на
этапе
№
Наименование
2020
год
1
Суммарная
нагрузка
ЭС
5200
МВт
Суммарные
объемы
САОН
ЭС
942
МВт
2
Нагрузка
прибрежной
зоны
(
побережье
Черного
моря
)
1053
МВт
Объемы
САОН
(
побережье
)
361
МВт
Рис
. 1.
Объемы
нагрузки
,
заведенной
под
действие
САОН
34%
66%
19%
81%
Рис
. 2.
Схема
каналов
ПА
энергосистемы
Краснодарского
края
и
Республики
Адыгея
в
2020
году
22
Ежеквартальный
спецвыпуск
№
3 (18),
сентябрь
2020
проектирования
и
наладки
.
Следовательно
за
прошедшие
20
лет
только
по
УПАСК
произошло
количественное
увели
-
чение
в
10
раз
(
рисунок
3).
Помимо
каналов
связи
между
объектами
энергетики
существует
сложная
система
связи
внутри
самих
объ
-
ектов
(
вторичные
цепи
связи
релейной
защиты
и
авто
-
матики
и
ПА
).
Для
примера
показаны
кабельные
связи
одного
приемника
(
ПРМ
)
на
узловой
подстанции
(
ПС
)
с
двенадцатью
передатчиками
(
ПРД
)
и
двумя
комплекта
-
ми
релейной
защиты
(
РЗ
) (
рисунок
4).
Каждая
связь
мо
-
жет
быть
изменена
по
заданию
диспетчерского
центра
АО
«
СО
ЕЭС
»,
что
,
в
свою
очередь
,
вызывает
цепную
реакцию
в
изменении
реализации
управляющих
воздей
-
ствий
от
ПА
во
взаимосвязанных
каналах
связи
.
В
резуль
-
тате
этого
появилась
сложность
в
стыковке
заданий
на
настройку
отдельных
устройств
ПА
на
сложных
узловых
ПС
.
Также
ситуация
усугубляется
тем
,
что
некоторые
из
устройств
ПА
и
РЗ
могут
находиться
в
собственности
и
техническом
обслуживании
у
разных
эксплуатирующих
организаций
.
В
связи
с
этим
структура
системы
ПА
становится
сложной
и
тяжелой
для
восприятия
и
анализа
.
Из
этого
вытекает
ряд
проблем
:
1.
Сложный
процесс
формирования
и
рассмотрения
дис
-
петчерских
заявок
на
вывод
из
работы
устройств
ПА
,
требующий
указывать
потери
объемов
УВ
и
другие
ре
-
лейные
указания
.
2.
Для
эксплуатирующих
организаций
отсутствует
целостная
информация
о
функционировании
систе
-
мы
ПА
,
что
не
позволяет
в
полной
мере
анализиро
-
вать
правильность
функционирования
отдельных
устройств
ПА
.
3.
Долгий
процесс
анализа
случаев
работы
сложных
устройств
ПА
,
что
приводит
к
увеличению
времени
восстановления
нормальной
работы
энергосистемы
в
послеаварийном
режиме
.
Цифровизация
производственных
процессов
Рис
. 4.
Схема
кабельных
связей
ПРМ
с
другими
устройствами
ПА
и
РЗА
Рис
. 3.
Количественное
изменение
устройств
УПАСК
1998
год
2020
год
700
600
500
400
300
200
100
0
23
Рис
. 5.
Перечень
собственников
объектов
электроэнергетики
Рис
. 6.
Перечень
устройств
ПА
и
РЗА
Рис
. 7.
Маршрут
реализации
УВ
РАЗРАБОТКА
ПРОГРАММНОГО
КОМПЛЕКСА
«
ПРОТИВОАВАРИЙНАЯ
АВТОМАТИКА
.
УСТРОЙСТВА
И
КОМАНДЫ
» (
ПК
«
ПАУК
»)
Перечисленные
проблемы
в
области
противоаварийной
автоматики
привели
к
объединению
специалистов
Рос
-
сети
Кубань
(
ПАО
«
Кубаньэнерго
»)
и
филиала
ПАО
«
ФСК
ЕЭС
» —
Кубанское
предприятие
магистральных
электри
-
ческих
сетей
над
формулировкой
задачи
и
дальнейшим
ее
решением
.
Задача
была
описана
аналогично
проблемам
ПА
,
приведенным
в
статье
ранее
.
Решение
этой
задачи
строится
по
пути
использования
современных
техноло
-
гий
в
области
программирования
и
интеграции
элементов
цифровизации
в
энергетике
.
Была
сформирована
общая
электронная
база
устройств
ПА
,
учитывающая
параметры
настройки
каждого
устройства
.
Создавалась
она
на
прин
-
ципе
универсальности
использования
различными
инстру
-
ментами
автоматизации
и
визуализации
,
другими
словами
,
это
«
фундамент
»
для
построения
дальнейшего
много
-
функционального
программного
комплекса
.
В
настоящий
момент
ведется
работа
по
созданию
ПК
«
ПАУК
».
В
рамках
создания
данного
программного
продукта
решаются
сле
-
дующие
задачи
:
1)
максимально
простой
и
интуитивно
понятный
интер
-
фейс
для
формирования
базы
данных
и
дальнейшей
работы
с
ней
;
2)
модуль
безопасности
,
включающий
в
себя
процесс
при
-
своения
прав
для
каждого
пользователя
(
в
настоящий
момент
намечено
два
типа
пользователей
с
правами
редактирования
и
с
правами
просмотра
);
3)
выгрузка
информации
из
базы
данных
для
печати
;
4)
графическое
построение
маршрутов
прохождения
ко
-
манд
ПА
от
мест
формирования
до
конечных
устройств
,
реализующих
необходимые
УВ
;
5)
автоматическая
проверка
внесенных
корректировок
в
логику
работы
устройств
ПА
с
дальнейшим
выводом
ошибок
,
которые
появляются
в
результате
нестыковок
корректируемой
логики
работы
с
логикой
работы
других
устройств
ПА
(
данная
проверка
осуществляется
автома
-
тически
с
заданным
интервалом
времени
,
а
результаты
ее
работы
доступны
для
информации
всем
пользовате
-
лям
ПК
«
ПАУК
»).
В
качестве
консультантов
в
процессе
разработки
ПК
«
ПАУК
»
задействованы
специалисты
Россети
Кубань
(
ПАО
«
Кубаньэнерго
»),
филиала
ПАО
«
ФСК
ЕЭС
» —
КПМЭС
,
АО
«
СО
ЕЭС
»,
ООО
НПП
«
ЭКРА
»
и
сотрудники
Южно
-
Россий
-
ского
государственного
политехнического
университета
(
НПИ
)
имени
М
.
И
.
Платова
.
ОПИСАНИЕ
ПК
«
ПАУК
»
ПК
«
ПАУК
»
имеет
web-
интерфейс
и
клиент
-
серверную
архи
-
тектуру
,
поэтому
может
быть
доступен
с
любого
устройства
(
персональный
компьютер
,
ноутбук
,
планшет
,
смартфон
),
имеющие
доступ
к
сети
,
в
которой
размещен
программный
24
Ежеквартальный
спецвыпуск
№
3 (18),
сентябрь
2020
комплекс
,
соответственно
,
при
условии
прохождения
авто
-
ризации
пользователем
.
Программа
не
требует
установки
на
устройстве
пользователя
и
доступна
через
любой
web-
браузер
: Google Chrome, Internet Explorer, Opera
и
другие
.
Работа
с
программой
начинается
с
перечня
собственни
-
ков
объектов
электроэнергетики
(
рисунок
5).
Нажатием
на
наименование
собственника
происходит
переход
к
перечню
ПС
с
последующим
переходом
к
устрой
-
ствам
ПА
,
расположенным
на
выбранной
ПС
(
рисунок
6).
Для
каждого
устройства
ПА
прописывается
логика
вза
-
имодействия
с
другими
устройствами
,
что
позволяет
моде
-
лировать
пути
прохождения
команд
ПА
(
рисунок
7).
Данное
моделирование
позволяет
визуализировать
не
только
всю
цепочку
реализации
УВ
от
ПА
,
но
также
детально
просле
-
живать
изменение
наименования
команды
ПА
и
ее
поряд
-
ковый
номер
.
Пунктирными
красными
линиями
показано
отсутствие
канала
ПА
по
причине
оперативного
вывода
или
вывода
для
технического
обслуживания
.
ВНЕДРЕНИЕ
ПК
«
ПАУК
»
Основными
пользователями
ПК
«
ПАУК
»
могут
стать
компа
-
нии
АО
«
СО
ЕЭС
»
и
ПАО
«
Россети
».
Также
программа
мо
-
жет
использоваться
проектными
организациями
и
другими
энергокомпаниями
.
В
первую
очередь
,
мы
предлагаем
вне
-
дрить
наш
программный
продукт
для
энергосистемы
Крас
-
нодарского
края
и
Республики
Адыгея
как
пилотный
проект
.
Затем
,
по
мере
необходимости
,
поэтапно
внедрять
для
дру
-
гих
энергетических
районов
на
территории
России
.
Данное
решение
позволит
создать
общую
типовую
базу
данных
устройств
ПА
.
В
итоге
мы
получим
многофункциональный
инструмент
для
оценки
работы
ПА
и
анализа
эффективно
-
сти
реализации
УВ
.
ПЛАНЫ
РАЗВИТИЯ
ПК
«
ПАУК
»
В
планах
развития
программного
комплекса
«
ПАУК
»:
1.
Создание
детальной
базы
данных
устройств
,
реали
-
зующих
отключение
нагрузки
,
с
отображением
каждо
-
го
фидера
6–10
кВ
с
характерной
для
него
нагрузкой
.
В
дальнейшем
информация
об
отключаемой
нагрузке
будет
поступать
из
системы
телеизмерений
,
благодаря
чему
ПК
«
ПАУК
»
сможет
анализировать
эффективность
устройств
ПА
в
реальном
времени
.
2.
Включение
в
базу
данных
оперативных
элементов
,
кото
-
рыми
осуществляется
управление
устройствами
ПА
.
На
первоначальном
этапе
положение
этих
ключей
будет
за
-
даваться
вручную
согласно
установленному
нормально
-
му
положению
оперативных
элементов
.
В
дальнейшем
будет
осуществлена
привязка
телемеханики
и
настроено
автоматическое
определение
оперативного
положения
.
3.
Интеграция
с
существующим
программным
комплексом
по
формированию
и
разрешению
оперативных
заявок
на
вывод
оборудования
из
работы
(
ПК
«
Заявки
»).
4.
Интеграция
с
существующим
программным
комплексом
«
ОИК
Диспетчер
»,
которая
позволит
использовать
суще
-
ствующую
систему
телеизмерений
и
телесигнализации
.
ВЫВОДЫ
1.
Сформирована
команда
специалистов
из
ведущих
энер
-
гетических
компаний
Российской
Федерации
,
способная
развивать
ПК
«
ПАУК
»
до
самого
высокого
уровня
.
2.
Определен
ряд
задач
,
которые
будут
решены
внедрени
-
ем
ПК
«
ПАУК
».
3.
Заложена
основа
по
созданию
многофункциональной
электронной
базы
устройств
ПА
.
4.
Созданы
первые
функциональные
инструменты
ПК
«
ПАУК
»
для
автоматической
обработки
электронной
базы
данных
.
5.
Ведется
работа
по
внедрение
опытного
образца
для
энергосистемы
Краснодарского
края
и
Республики
Адыгея
.
6.
Намечены
планы
дальнейшего
развития
ПК
«
ПАУК
».
ЛИТЕРАТУРА
1.
Постановление
Правительства
Российской
Федерации
от
13
августа
2018
года
№
937 «
Об
утверждении
Правил
тех
-
нологического
функционирования
электроэнергетических
систем
и
о
внесении
изменений
в
некоторые
акты
Прави
-
тельства
Российской
Федерации
». URL: https://base.garant.
ru/72015900/.
2.
ГОСТ
Р
55105-2019.
Единая
энергетическая
система
и
изо
-
лированно
работающие
энергосистемы
.
Оперативно
-
дис
-
петчерское
управление
.
Автоматическое
противоаварийное
управление
режимами
энергосистем
.
Противоаварийная
автоматика
энергосистем
.
Нормы
и
требования
(
утв
.
Прика
-
зом
Росстандарта
от
26.12.2019
№
1484-
ст
). URL: http://docs.
cntd.ru/document/1200170656.
Цифровизация
производственных
процессов
Детско
-
юношеская
школа
в
Московском
энергетическом
институте
+7 (985) 734-93-03
+7 (495) 362-70-96
www.teenenergy.ru
Обучение
в
Школе
«
Юный
Энергетик
» —
это
образовательные
курсы
для
детей
10–15
лет
.
Формат
курсов
—
увлекательные
эксперимен
-
ты
,
позволяющие
школьникам
узнать
много
интересного
о
физике
,
технике
и
энергетике
.
Организацией
и
ведением
занятий
занима
-
ются
высококвалифицированные
преподава
-
тели
и
молодые
ученые
из
НИУ
«
МЭИ
».
Оригинал статьи: Повышение эффективности оперативного и технического обслуживания противоаварийной автоматики путем разработки ПК «ПАУК»
За последние годы широкое применение получили устройства противоаварийной автоматики (ПА), которые в сложных условиях развития энергосистемы России обеспечивают ее надежную работу. Каждое устройство ПА имеет индивидуальную логику работы и сложную систему связей с другими устройсвами ПА, релейной защиты (РЗ) и автоматики управления коммутационными аппаратами. В настоящий момент отсутствует система машинного мониторинга и анализа работы системы ПА. Специалистами нескольких энергетических компаний ведется разработка программого комплекса для решения этой задачи. Достигнуты цели по созданию электронной базы данных устройств ПА, получена наблюдаемость логики работы и заложена основа для автоматического анализа системы ПА в целом.
