Praemonitus praemunitus. Общемировые тенденции построения систем прогнозирования и раннего обнаружения негативных природных явлений

Page 1
background image

Page 2
background image

58

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 1, 

июнь

 2016

58

Praemonitus praemunitus

Э

лектросетевая

 

инфраструктура

 

в

 

настоящее

 

вре

-

мя

 

является

 

одной

 

из

 

необходимых

 

систем

 

жиз

-

необеспечения

 

и

 

нормального

 

функционирования

 

любого

 

населенного

 

пункта

промышленного

 

или

 

сельскохозяйственного

 

объекта

Именно

 

в

 

силу

 

повсемест

-

ной

 

распространенности

 

электрических

 

сетей

 

последствия

 

воздействия

 

на

 

них

 

негативных

 

природных

 

явлений

таких

 

как

 

ураганы

ледяные

 

дожди

наводнения

 

оцениваются

 

как

 

особенно

 

тяжелые

.

Во

 

многих

 

энергетических

 

компаниях

особенно

 

в

 

тех

которые

 

осуществляют

 

свою

 

деятельность

 

на

 

территориях

подверженных

 

частому

 

воздействию

 

разрушительных

 

при

-

родных

 

явлений

технологии

 

и

 

мероприятия

направленные

 

на

 

скорейшее

 

восстановление

 

энергосистемы

 

после

 

тех

-

нологических

 

нарушений

достаточно

 

хорошо

 

отработаны

Однако

 

лучше

 

минимизировать

 

возможный

 

ущерб

чем

 

вкладывать

 

значительные

 

средства

 

в

 

восстановление

 

по

-

врежденного

 

имущества

В

 

связи

 

с

 

этим

 

в

 

последние

 

годы

 

энергокомпаниями

 

США

 

и

 

Австралии

 

активно

 

внедряются

 

мероприятия

направленные

 

на

 

прогнозирование

 

и

 

раннее

 

обнаружение

 

негативных

 

природных

 

явлений

моделирова

-

ние

 

и

 

минимизацию

 

возможных

 

последствий

 

от

 

них

 

и

 

пла

-

нирование

 

наиболее

 

вероятных

 

и

 

оптимальных

 

методов

 

реагирования

.

В

 

данной

 

статье

 

мы

 

рассмотрим

 

различного

 

рода

 

упреж

-

дающие

 

мероприятия

предлагаемые

 

и

 

применяемые

 

на

 

практике

 

такими

 

компаниями

как

 Atlantic City Electric, First 

Energy, LIPA, Edison Electric Institute (EEI), IBM (

США

), Ergon 

Energy, Energex (

Австралия

).

Широкое

 

распространение

 

в

 

зарубежных

 

электросете

-

вых

 

компаниях

 

имеют

 

следующие

 

мероприятия

 

упредитель

-

ного

 

характера

:

• 

формирование

 

и

 

реализация

 

программ

 

контроля

 

состо

-

яния

 

растительности

 

в

 

зимнее

 

и

 

весеннее

 

время

своев

-

ременное

 

выявление

 

и

 

устранение

 

угрожающих

 

сетям

 

деревьев

;

• 

расширение

 

материально

-

технической

 

базы

  (

опоры

 

линий

траверсы

линии

 

электропередачи

 

и

 

другое

 

обо

-

рудование

), 

необходимой

 

для

 

осуществления

 

электро

-

снабжения

;

• 

проведение

 

регулярных

 

работ

 

по

 

подготовке

 

системы

 

энергоснабжения

 

к

 

сезону

 

штормов

 

в

 

соответствии

 

Затопленная

 

подстанция

Александр

 

ПАВЛОВ

,

заместитель

 

директора

 

по

 

реализации

 

услуг

 

ПО

 «

Центральные

 

электрические

 

сети

» 

филиала

ОАО

 "

МРСК

 

Урала

" — 

"

Свердловэнерго

"

«

Предупрежден

 — 

значит

 

вооружен

». 

Эта

 

латинская

 

фра

-

за

 

как

 

нельзя

 

лучше

 

отражает

 

общемировые

 

тенденции

 

по

-

строения

 

систем

 

прогнозирования

 

и

 

раннего

 

обнаружения

 

негативных

 

природных

 

явлений

моделирования

 

и

 

миними

-

зации

 

возможных

 

последствий

 

от

 

них

 

и

 

планирования

 

наи

-

более

 

вероятных

 

и

 

оптимальных

 

методов

 

реагирования

.

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 1, 

июнь

 2016

Мировой

 

опыт


Page 3
background image

59

59

с

  «

Программами

 

подготовки

 

к

 

летнему

 

сезону

»;

• 

проверка

 

подстанций

 

и

 

осмотр

 

основных

 

системообразующих

 

и

 

распределительных

 

линий

;

• 

регулярное

 

обновление

 

и

 

пере

-

смотр

 

на

 

основе

 

практического

 

опыта

  «

Программ

 

управления

 

чрезвычайными

 

ситуациями

 

в

 

регионе

»;

• 

проведение

 

обучения

подготовки

 

и

 

тестирования

 

слу

-

жащих

 

энергокомпаний

 

на

 

предмет

 

готовности

 

к

 

работе

 

в

 

аварийной

 

ситуации

 

при

 

соблюдении

 

техники

 

безопас

-

ности

 

в

 

чрезвычайных

 

условиях

;

• 

разработка

 

и

 

распространение

 

среди

 

населения

 

информационных

 

руководств

посвященных

 

системе

 

энергоснабжения

 

и

 

последствиям

 

ураганов

наводнений

 

и

 

циклонов

 

для

 

энергоснабжения

имеющемуся

 

опыту

 

в

 

отношении

 

недавних

 

природных

 

катаклизмов

основ

-

ным

 

положениям

 

по

 

распределению

 

электроэнергии

планированию

 

и

 

управлению

 

землепользованием

пла

-

нированию

 

и

 

управлению

 

чрезвычайными

 

ситуациями

строительству

 

и

 

проектированию

 (

домов

 

включительно

);

• 

отработка

 

с

 

потребителями

 

методов

 

реагирования

 

в

 

условиях

 

чрезвычайных

 

ситуаций

.

Программы

 

энергокомпаний

 

по

 

управлению

 

стихий

-

ными

 

бедствиями

 

и

 

соответствующие

 

региональные

 

программы

 

являются

 

комплексными

 

и

 

тщательно

 

про

-

работанными

Они

 

направляют

 

деятельность

 

всех

 

спа

-

сательных

 

служб

 

и

 

детально

 

прописывают

 

содержание

 

подготовительных

 

работ

 

и

 

порядок

 

проведения

 

восстано

-

вительных

 

работ

 

в

 

зависимости

 

от

 

масштаба

 

поврежде

-

ний

 

энергосистемы

 

в

 

случае

 

отключения

 

электроэнергии

Особое

 

внимание

 

в

 

таких

 

программах

 

уделяется

 

безопас

-

ности

 

населения

 

и

 

служащих

 

компании

защите

 

энерго

-

системы

 

и

 

восстановлению

 

энергоснабжения

Основные

 

принципы

заложенные

 

в

 

эти

 

программы

:

• 

оценка

 

ущерба

 — 

определение

 

масштаба

 

поврежде

-

ний

 

системы

 

энергоснабжения

 — 

должна

 

проводиться

 

быстро

 

и

 

тщательно

 

сразу

 

же

 

после

 

природного

 

явления

 

и

 

исчезновения

 

угрозы

 

безопасности

Эта

 

первона

-

чальная

 

оценка

 

позволяет

 

определить

 

приблизительное

 

число

 

требуемых

 

оперативно

-

ремонтных

 

бригад

необ

-

ходимые

 

ресурсы

 

и

 

время

нужное

 

для

 

полного

 

восста

-

новления

 

энергоснабжения

;

• 

главные

 

подстанции

 

и

 

высоковольтные

 

ЛЭП

передающие

 

большие

 

электрические

 

нагрузки

 

потребителям

проверя

-

ются

 

и

 

восстанавливаются

 

в

 

первую

 

очередь

;

• 

подготовка

 

местных

 

оперативно

-

ремонтных

 

бригад

 

про

-

водится

 

заранее

и

 

они

 

всегда

 

находятся

 

в

 

полной

 

готов

-

ности

При

 

необходимости

 

для

 

оказания

 

помощи

 

в

 

восста

-

новлении

 

энергоснабжения

 

также

 

могут

 

быть

 

оперативно

 

мобилизованы

 

бригады

 

из

 

близлежащих

 

регионов

.

Помимо

 

стандартных

 

мероприятий

 

по

 

обеспечению

 

надежности

 

электроснабжения

 

в

 

штормовой

 

период

 

в

 

от

-

дельных

 

энергокомпаниях

 

существуют

 

и

 

специализиро

-

ванные

 

программы

.

Так

еще

 

в

 2001 

году

 Ergon Energy (

Австралия

завила

 

о

 

своих

 

повышенных

 

обязательствах

 

по

 

отношению

 

к

 

на

-

селению

 

северного

 

побережья

 

Квинсленда

территории

уязвимой

 

к

 

воздействию

 

циклонов

в

 

рамках

 

своей

 

Про

-

граммы

 

повышения

 

надежности

 

энергосистем

 

на

 

терри

-

ториях

подверженных

 

воздействию

 

циклонов

 (Cyclone 

Area Reliability Enhancement — CARE).

Программа

 

предусматривает

 

обязательства

 

вложить

 

120 

млн

 

долларов

 

в

 

течение

 20 

лет

 

в

 

реализацию

 

меро

-

приятий

направленных

 

на

 

повышение

 

надежности

 

систе

-

мы

 

энергоснабжения

 

основных

 

объектов

 

коммунальной

 

инфраструктуры

 

и

 

снижение

 

риска

 

повреждений

 

объек

-

тов

 

энергосистемы

 

на

 

территориях

подверженных

 

воз

-

действию

 

циклонов

.

Сильной

 

стороной

 

Программы

 CARE 

является

 

повы

-

шение

 

надежности

 

важнейших

 

участков

 

системы

 

энерго

-

снабжения

 

в

 

прибрежных

 

городах

подверженных

 

воздей

-

ствию

 

штормов

При

 

том

что

 

неблагоприятные

 

погодные

 

условия

 

все

 

равно

 

могут

 

нарушить

 

энергоснабжение

программа

 CARE 

направлена

 

на

 

обеспечение

 

возмож

-

ности

 

более

 

быстрого

 

восстановления

 

энергоснабжения

 

основных

 

объектов

 

инфраструктуры

 

и

 

относящихся

 

к

 

ним

 

участков

 

энергосистемы

.

К

 

числу

 

дополнительных

 

мероприятий

 

по

 

минимиза

-

ции

 

последствий

 

ураганов

 

можно

 

отнести

 

перечисленные

 

ниже

 

направления

 

технической

 

политики

применяемые

 

энергокомпаниями

.

Планирование

 

размещения

.

 

Места

 

расположения

 

объ

-

ектов

 

электрических

 

сетей

 

должны

 

выбираться

 

таким

 

обра

-

зом

чтобы

 

минимизировать

 

угрозу

 

их

 

затопления

 

и

 

отключе

-

ния

Данное

 

правило

 

соблюдается

 

как

 

на

 

стадии

 

генерального

 

планирования

так

 

и

 

на

 

стадии

 

непосредственного

 

выделения

 

земель

 (

рисунок

 1).

Координация

 

строительных

 

решений

 

и

 

последующих

 

работ

.

 

В

 

целях

 

наиболее

 

полной

 

синхронизации

 

действий

 

энергокомпаний

 

и

 

территориальных

 

администраций

 

в

 

ходе

 

планирования

 

строительства

развития

 

инфраструктуры

 

и

 

ее

 

последующего

 

восстановления

 

после

 

стихийного

 

бедствия

 

практикуется

 

применение

 

общих

 

геоинформационных

 

систем

 

Рис

. 1. 

Рекомендуемое

 

и

 

нерекомендуемое

 

размещение

 

трансформаторных

 

подстан

-

ций

 (

согласно

 

методическим

 

рекомендациям

 

компании

 Ergon Energy)


Page 4
background image

60

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 1, 

июнь

 2016

(

ГИС

). 

Это

 

позволяет

 

более

 

наглядно

 

и

 

комплексно

 

оценить

 

ситуацию

 

и

 

принять

 

взвешенные

 

решения

.

Особое

 

конструктивное

 

исполнение

 

энергообъектов

Для

 

объектов

размещаемых

 

в

 

зонах

 

возможного

 

затопления

применяются

 

индивидуальные

 

технические

 

решения

мини

-

мизирующие

 

риски

 

возникновения

 

коротких

 

замыканий

 

вслед

-

ствие

 

попадания

 

воды

 

на

 

токоведущие

 

части

 (

рисунки

 2–4).

Также

 

применяются

 

технические

 

решения

позволяющие

 

повысить

 

устойчивость

 

электрических

 

сетей

 

к

 

последствиям

 

сильного

 

ветра

К

 

таким

 

техническим

 

решениям

 

в

 

части

 

стро

-

ительства

 

воздушных

 

линий

 

электропередачи

 

можно

 

отнести

:

• 

строительство

 

линий

 

на

 

опорах

 

повышенного

 

габари

-

та

 (

в

 

зонах

 

затопления

);

• 

применение

 

изолированного

 

провода

;

• 

использование

 

усиленных

 

или

 

двойных

 

траверс

;

проволок

и

 

повышенной

 

прочности

 (

с

 

сердечниками

 

из

 

композитных

 

материалов

).

Управление

 

нагрузками

 

и

 

переключениями

Необходи

-

мо

 

для

 

сохранения

 

управления

 

переключениями

 

в

 

сетях

Оперативный

 

персонал

 

принимает

 

решения

 

о

 

выполнении

 

тех

 

или

 

иных

 

переключений

 

в

 

сетях

 

на

 

основе

 

комплексной

 

оценки

 

рисков

формируемой

 

в

 

том

 

числе

 

на

 

основе

 

инфор

-

мации

 

о

 

текущем

 

техническом

 

состоянии

 

объекта

оценке

 

отключающей

 

способности

 

его

 

коммутационных

 

аппаратов

стратегической

 

и

 

социальной

 

важности

.

Совершенствование

 

процессов

По

 

итогам

 

ликвида

-

ции

 

последствий

 

очередного

 

крупного

 

технологического

 

нарушения

 

делается

 

комплексная

 

оценка

 

работы

 

всей

 

системы

выявляются

 

ее

 

слабые

 

стороны

 

и

 

вносятся

 

кор

-

ректирующие

 

действия

.

Помимо

 

собственной

 

технической

 

политики

 

энергоком

-

пании

 

также

 

принимают

 

активное

 

участие

 

в

 

разработке

 

технических

 

решений

используемых

 

при

 

строительстве

 

зданий

 

в

 

зонах

 

повышенного

 

риска

Электрооборудование

 

существующих

 

зданий

 

подвергается

 

модернизации

 

и

 

пере

-

носу

 

из

 

мест

 

возможного

 

затопления

 

в

 

более

 

безопасные

 

(

рисунок

 5).

В

 

последние

 

годы

 

наряду

 

с

 

техническими

 

мероприяти

-

ями

направленными

 

на

 

минимизацию

 

ущерба

 

от

 

стихии

учитывая

 

современный

 

уровень

 

развития

 

информаци

-

онных

 

технологий

все

 

более

 

широкое

 

распространение

 

начали

 

получать

 

системы

 

раннего

 

предупреждения

 

воз

-

никновения

 

и

 

развития

 

негативных

 

природных

 

явлений

а

 

также

 

моделирования

 

возможных

 

последствий

 

от

 

них

.

Например

фирмой

 IBM 

для

 

североамериканских

 

электросетевых

 

компаний

 

разработана

 

экспертная

 

систе

-

ма

работающая

 

с

 

сенсорами

 WeatherBug (

около

 400 

сен

-

соров

 

на

 

регион

), 

которая

 

позволяет

 

начать

 

размещение

 

ремонтных

 

бригад

 

и

 

складов

 

необходимых

 

материалов

 

в

 

центрах

 

наиболее

 

вероятных

 

отключений

 

за

 72 

часа

 

до

 

начала

 

шторма

.

Рис

. 2. 

Пример

 

конструктивного

 

исполнения

 

подстанции

,

расположенной

 

в

 

зоне

 

затопления

 (

штат

 

Луизиана

)

Рис

. 3. 

Защита

 

от

 

подтопления

 

на

 

подстанции

 33 

кВ

 

к

 

востоку

 

от

 

Глазго

 (

Шотландия

)

Рис

. 4. 

Пример

 

ячейки

 

среднего

 

напряжения

 

со

 

средним

 

расположением

 

выключателя

 

и

  

верхним

 

расположением

 

шин

• 

использование

 

проводов

 

с

 

улучшенными

 

аэро

 

дина

-

ми

 

чес

 

кими

 

свойствами

 

(

с

 

плотным

 

расположением

 

Мировой

 

опыт


Page 5
background image

61

Рис

. 5. 

Шкала

 

устойчивости

 

зданий

 

к

 

наводнению

 (

согласно

 

методическим

 

рекомендациям

 

компании

 Ergon Energy)

Данный

 

сервис

называемый

 «Deep Thunder», 

бази

-

руется

 

на

 

высокоточных

 

метеорологических

 

прогнозах

формируемых

 

по

 

локальным

 

областям

Данная

 

система

 

математически

 

связана

 

с

 

бизнес

-

приложениями

 

и

 

управ

-

ленческими

 

программами

 

сетевой

 

компании

а

 

также

 

име

-

ет

 

собственные

 

математические

 

модели

 

и

 

алгоритмы

являющиеся

 

элементами

 

экспертной

 

системы

.

В

 

своей

 

работе

 

система

 

использует

:

• 

метеорологические

 

станции

 WeatherBug (AWS Con ver-

gence Technologies, Inc.);

• 

приложение

 IBM Deep Thunder (

расположено

 

в

 

центре

 

обработки

 

данных

 IBM, 

Рочестер

Миннесота

);

• 

системы

 

планетарных

 

данных

 NOAAPORT;

• 

приложение

 IBM Global Business 

Services (GBS);

• 

приложение

 GBS BAO (

бизнес

-

анали

-

тика

 

и

 

оп

 -

тимизация

);

• 

приложение

 GBS ODIS (

управление

 

инновационными

 

решениями

 

по

 

требованию

).

Данная

 

система

 

успешно

 

прошла

 

ис

-

пытания

 

в

 

Чикаго

Балтиморе

Атланте

Форте

 

Лаудердейл

 (

Флорида

), 

а

 

также

 

за

 

пределами

 

США

.

В

 

совокупности

 

своих

 

функций

 

данное

 

решение

 

позволяет

 

сетевой

 

компании

:

• 

спрогнозировать

 

возможные

 

отклю

-

чения

 

в

 

электрических

 

сетях

 

вплоть

 

до

 

уровня

 

распределительной

 

под

-

станции

;

• 

рассчитать

 

необходимые

 

трудозатраты

 

и

 

объем

 

матери

-

алов

 

для

 

ремонта

 

возможных

 

повреждений

 

в

 

электриче

-

ских

 

сетях

;

• 

заранее

 

организовать

 

размещение

 

ремонтных

 

бригад

 

и

 

пополнить

 

складские

 

запасы

 

в

 

центрах

 

наиболее

 

веро

-

ятных

 

отключений

.

Применение

 

в

 

комплексе

 

всех

 

вышеназванных

 

реше

-

ний

 

дает

 

энергокомпании

 

возможность

 

существенно

 

сни

-

зить

 

ущерб

 

от

 

масштабных

 

технологических

 

нарушений

вызванных

 

природными

 

явлениями

а

 

также

 

улучшить

 

свои

 

показатели

 

эффективности

 

при

 

реагировании

 

на

 

чрезвычайные

 

ситуации

.  

Подстанция

 

компании

 Xcel Energy (

Миннесота

), 

подготовленная

 

к

 

наводнению


Читать онлайн

«Предупрежден — значит вооружен». Эта латинская фраза как нельзя лучше отражает общемировые тенденции построения систем прогнозирования и раннего обнаружения негативных природных явлений, моделирования и минимизации возможных последствий от них и планирования наиболее вероятных и оптимальных методов реагирования.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»