Применение технологии Цифровая подстанция на существующих объектах

Page 1
background image

Page 2
background image

54

ц

и

ф

р

о

в

а

я

 п

о

д

с

т

а

н

ц

и

я

цифровая подстанция

Применение технологии 
«Цифровая подстанция»
на существующих объектах

В

 

настоящее

 

время

 

активно

 

развивается

 

технология

 «

Цифровая

 

подстанция

» (

далее

 — 

ЦПС

), 

поэтому

 

одной

 

из

 

приоритетных

 

задач

 

является

 

выбор

 

оптимального

 

подхода

 

к

 

внедрению

 

тех

-

нологии

 

ЦПС

а

 

также

 

поиск

 

технических

 

решений

которые

 

по

-

зволят

 

получить

 

новые

 

технологические

 

преимущества

 

и

 

будут

 

давать

 

экономический

 

эффект

 

по

 

сравнению

 

с

 

традиционными

 

технологиями

 

автоматизации

 

и

 

защиты

 

в

 

распределительном

 

электросетевом

 

комплексе

но

 

при

 

этом

 

не

 

приведут

 

к

 

сниже

-

нию

 

надежности

 

системы

.

В 

структуру компании «Россети 

Московский  регион»    (ПАО 

«МОЭСК»)  входят  крупные 

питающие  центры  —  более 

600  подстанций  35–220  кВ,  а  также 

более 40 000 распределительных пун-

ктов и трансформаторных подстанций 

6–10/0,4 кВ, развитая кабельная сеть 

со сложной топологией внутри город-

ской застройки и разветвленные воз-

душные  линии  электропередачи,  ос-

нащенные  реклоузерами  и  пунктами 

секционирования, в сельской местно-

сти. При переходе к технологии ЦПС 

важно  выработать  единые  подходы 

и  принципы  внедрения  цифровых 

технологий,  не  создавая  излишнего 

многообразия  технических  решений, 

архитектур,  регламентов  эксплуата-

ции нового оборудования и систем.

В  настоящее  время  можно  выде-

лить следующие технологии ЦПС:

1)  информационный  обмен  между 

элементами  ЦПС  на  основе  стан-

дартов серии МЭК 61850;

2)  измерение токов и напряжений при 

помощи  электронных/оптичес ких 

измерительных  трансфор маторов 

или  классических  трансформато-

ров,  укомплектованных  устрой-

ствами  преобразования  аналого-

вых  сигналов  (ПАС)  с  цифровым 

выходом  для  передачи  потоков 

мгновенных  значений  в  соответ-

ствии с МЭК 61850-9-2;

3)  выполнение  нескольких  функций 

на одном устройстве (группировка 

функций);

4)  проектирование и конфигурирова-

ние объекта на языке SCL.

ЦПС  представляет  собой  трех-

уровневую  иерархическую  инфор-

мационную  систему,  разделенную 

на  уровень  процесса,  уровень  при-

соединения  и  уровень  подстанции. 

Уровни  процесса  и  присоединения 

осуществляют  информационный  об-

мен  по  цифровой  шине  процесса, 

уровни процесса и подстанции — по 

цифровой шине подстанции.

Сейчас  во  многих  сетевых  компа-

ниях  есть  большой  опыт  построения 

систем телемеханики и АСУ ТП с при-

менением  стандарта  МЭК  61850-8-1 

на  подстанционном  уровне  с  орга-

низацией  информационного  обмена 

с  диспетчерскими  центрами.  Чего 

нельзя  сказать  об  уровне  процесса 

и  присоединения.  Повсеместно  ис-

пользуется  применение  на  уровне 

присоединения  микропроцессорных 

устройств,  которые  обмениваются 

информацией  с  первичным  оборудо-

ванием по медным кабелям электри-

ческими аналоговыми и дискретными 

сигналами.  Сегодня  в  отечественной 

энергетике имеется довольно неболь-

шой  опыт  внедрения  полноценных 

ЦПС с организацией цифровой шины 

процесса. 

Гвоздев

 

Д

.

Б

.,

 первый заместитель генерального директора — главный инженер 

компании «Россети Московский регион»

Грибков

 

М

.

А

.,

 директор Департамента релейной защиты и режимной автоматики 

электрических сетей компании «Россети Московский регион» 

Сахаров

 

А

.

А

.,

 заместитель главного инженера — директор Департамента инфор-

мационно-технологических систем и связи компании «Россети Московский регион»


Page 3
background image

55

Цифровая  подстанция  начи-

нается  с  предоставления  данных 

о  процессах  в  первичной  цепи 

в  цифровом  виде,  то  есть  необ-

ходимо  наличие  данных  о  токах 

и  напряжениях  в  цифровом  виде, 

поступающих  в  темпе  процесса. 

Для этого необходимо применение 

измерительных 

трансформато-

ров с цифровым выходом по МЭК 

61850-9-2. Примерами такого рода 

оборудования  являются  оптиче-

ские ТТ и ТН, ТТ построенные на 

принципах пояса Роговского и дат-

чиках Холла, ТН в виде емкостных 

и  резистивных  делителей,  име-

ющие  цифровой  выход.  Однако 

на  сегодня  данное  оборудование 

широко не применяется, особенно 

на  напряжениях  ниже  110  кВ,  что 

обусловлено  довольно  высокой 

стоимостью  данного  рода  обору-

дования,  отсутствием  достаточ-

ного  количества  положительных 

статистических данных об эксплу-

атации,  отсутствием  методологи-

ческого обеспечения. Применение 

измерительных  трансформаторов 

с цифровым выходом сегодня ви-

дится  более  актуальным  при  но-

вом  строительстве  или  глубокой 

модернизации объектов с уровнем 

напряжение выше 110 кВ.

Для  внедрения  технологий 

ЦПС  на  существующие  объекты 

логично  применять  устройства 

типа  ПАС,  обеспечивающие  ин-

теграцию  существующих  ТТ  и  ТН 

в  шину  процесса  по  протоколу 

МЭК  61850-9-2.  В  этом  случае 

ЦПС  должна  проектироваться 

с учетом возможной в будущем за-

мены традиционных ТТ и их ПАС 

на измерительные трансформато-

ры с цифровым выходом.

Для передачи сигналов о состо-

яниях коммутационных аппаратов 

и команд на их управление долж-

ны  применяться  устройства  ПДС 

(преобразователи дискретных сиг-

налов),  обеспечивающие  обмен 

GOOSE-сообщениями.  Возможно 

применение  устройств,  объединя-

ющих  функции  ПАС  и  ПДС,  если 

это  не  ухудшает  показатели  на-

дежности и ведет к оптимизации.

При  внедрении  технологий 

ЦПС  на  существующих  объектах 

необходимо  обеспечивать  ком-

плексный  подход  к  интеграции 

данных  от  первичного  оборудо-

вания  в  цифровую  шину  процес-

са,  а  именно  устанавливаемые 

устройства  ПАС  и  ПДС  должны 

быть  источником  сигналов  для 

всех вторичных систем на ПС, обе-

спечивать  необходимый  уровень 

надежности и резервирования для 

функционирования цифровых сис-

тем  РЗА,  систем  управления,  ин-

формационно-измерительных сис-

тем и автономных регистраторов.

Качественно  можно  выделить 

следующие  типы  потоков  SV  для 

использования  различными  под-

системами: 

 

– токи  от  измерительных  кернов 

ТТ  с  частотой  выборок  80  или 

96 за период 20 мс для исполь-

зования  подсистемами  Учета 

ЭЭ и АСУ ТП;

 

– напряжения ТН (фазные) и на-

пряжения  ТН  (разомкнутого 

треугольника)  с  частотой  вы-

борок  80  или  96  за  период 

20  мс  для  использования  под-

системами  Учета  ЭЭ,  АСУ  ТП, 

РЗА, РАС;

 

– напряжения ТН (фазные) и то-

ки  измерительных  кернов  ТТ 

с частотой выборок 256 или 288 

за период 20 мс для использо-

вания подсистемой ККЭ;

 

– токи  защитных  кернов  ТТ 

с  частотой  выборок  80  или  96 

за период 20 мс для использо-

вания подсистемами РЗА, РАС.

Для  выполнения  большинства 

функций РЗА и РАС вполне доста-

точно частоты дискретизации 

сигналов  тока  и  напряжения 

20  или  24  выборки  за  пери-

од, однако данная характери-

стика  SV-потока  отсутствует 

в  стандарте  МЭК  61850-9-2, 

проекте  корпоративного  про-

филя  МЭК  61850  ПАО  «ФСК 

ЕЭС»  и  не  поддерживается 

большинством  производите-

лей измерительных устройств 

с  цифровым  выходом  (ЦТТ, 

ЦТН,  ПАС),  за  редким  ис-

ключением.  Хотя  снижение 

частоты  дискретизации  пото-

ков SV для целей РЗА позво-

лит  снизить  нагрузку  на  сеть 

шины процесса и освободить 

вычислительные  мощности 

цифровых устройств РЗА, за-

трачиваемые на разбор боль-

шого  числа  пакетов  SV,  без 

качественного ухудшения вы-

полняемых  функций  защиты 

и автоматики.

Устройства  ПАС  и  ПДС 

должны иметь по 2 независи-

мых порта Ethernet для подключе-

ния к шине процесса по протоколу 

PRP.

Рассмотрим  более  подробно 

предполагаемую структуру ЦПС на 

питающем центре.

Для присоединений 110 и 220 кВ

необходимо  обеспечивать  не 

только  резервирование  ЛВС  от 

устройств  ПАС  и  ПДС,  но  и  сами 

устройства  ПАС  (по  аналогии 

с  резервированием  кернов  ТТ 

для  основного  и  резервного  ком-

плекта  защит)  должны  резерви-

роваться.  Пример  расположения 

устройств ПАС и ПДС для ячейки 

ВЛ 220(110) кВ приведен на рисун-

ке 1.

Для ячеек ЗРУ(КРУ) 6–35 кВ нет 

необходимости  устанавливать  ос-

новной и резервный ПАС для нужд 

РЗА,  а  в  целях  оптимизации  воз-

можна  установка  комбинирован-

ного  устройства,  совмещающего 

функции  ПДС  и  ПАС  с  возможно-

стью  подключения  к  измеритель-

ным и защитным кернам.

Отдельное  устройство  ПАС 

устанавливается  на  каждый  ТН 

для  получения  SV-потоков  напря-

жений,  необходимых  для  работы 

устройств защит, измерений, реги-

страции и т.д.

Важным  аспектом  с  точки  зре-

ния надежности и капитальных за-

трат является архитектура уровня 

Рис

. 1. 

Пример

 

распределения

 

устройств

 

ПАС

 

и

 

ПДС

 

для

 

ячейки

 220(110) 

кВ

 3 (54) 2019


Page 4
background image

56

присоединения  ЦПС.  Первые  по-

пытки  внедрения  цифровых  си-

стем  защиты  и  управления  были 

предприняты  именно  с  сохране-

нием  «традиционной»  архитекту-

ры,  то  есть  за  каждую  отдельную 

функцию  отвечает  отдельное  фи-

зическое  устройство.  Например, 

цифровой  терминал  КСЗ,  циф-

ровой  терминал  защиты  фидера 

10  кВ,  цифровой  КП,  цифровой 

анализатор  ККЭ  и  т.д.  При  этом 

концептуально  устройство  оста-

ется  традиционным,  изменился 

лишь метод обмена данными этого 

устройства  с  «внешним  миром». 

Для реализации данной архитекту-

ры  ЦПС  подразумевается  приме-

нение  большого  числа  устройств, 

то  есть  количество  терминалов, 

контроллеров  и  других  ИЭУ  оста-

ется  прежним  относительно  «тра-

диционной»  архитектуры,  но  к  их 

числу  добавляются  аналоговые 

и дискретные устройства сопряже-

ния  (ПАС,  ПДС),  а  также  сетевые 

коммутаторы ЛВС шины процесса. 

Применение  подобной  архитек-

туры  ведет  к  многократному  удо-

рожанию  систем  автоматизации, 

построенных  по  принципам  ЦПС, 

относительно 

«традиционных», 

так  как  становится  значительно 

больше  физических  устройств. 

Структурная схема такой архитек-

туры приведена на рисунке 2.

Построение вторичных систем 

по  технологии  ЦПС  имеет  суще-

ственную особенность, а именно, 

позволяет  рассматривать  при-

кладные  алгоритмы  отдельно  от 

аппаратной  части  устройств,  так 

как  по  сути  цифровой  терминал 

РЗА или контроллер присоедине-

ния представляют из себя компью-

тер  (вычислительное  устройство) 

с  прикладным  ПО  (алгоритмом), 

при  этом  формат  обмена  инфор-

мацией прикладного ПО с «внеш-

ним  миром»  стандартизован  — 

МЭК  61850-9-2,  МЭК  61850-8-1. 

Данное обстоятельство позволяет 

запускать несколько экземпляров 

прикладного ПО на одном устрой-

стве  (вычислительной  платфор-

ме),  а  также  использовать  один 

тип  вычислительной  платформы 

для  исполнения  прикладного  ПО 

различного  функционала.  Конеч-

но, при этом остаются актуальны 

все  требования  по  ЭМС,  клима-

тическим и механическим воздей-

ствиям,  надежности  для  соот-

ветствующих  устройств  защиты 

и управления.

Возможность запуска несколь-

ких экземпляров прикладного ПО 

обусловлена  производительно-

стью  вычислительной  платфор-

мы,  и  при  объединение  несколь-

ких функций на одном устройстве 

стоит учитывать этот факт.

Частичное объединение функ-

ций  на  одном  устройстве  уровня 

присоединения  (ИЭУ)  позволяет 

снизить количество оборудования 

и, как следствие, капитальные за-

траты  на  внедрение  подсистем 

защиты и управления, но снижает 

отказоустойчивость таких систем. 

Поэтому  централизация  функ-

ций  должна  быть  оптимальной, 

особенно для критически важных 

функций, таких как РЗА и ПА.

Д л я   р а с п р ед ел и тел ь н ы х 

устройств 220(110) кВ нет необхо-

димости  глубокой  централизации 

функций  РЗА  на  уровне  присо-

единения, оптимальным будет ис-

пользование  одного  физического 

устройства РЗА для защиты одно-

го объекта 220(110) кВ с набором 

алгоритмов,  характерных  для  за-

щиты данного типа объекта. Мож-

но  выделить  следующие  типы 

объектов  защиты:  воздушная  (ка-

бельная) линия, секция шин, оши-

новка,  трансформатор.  Для  каж-

дого  объекта  следует  применить 

отдельное  цифровое  устройство 

РЗА  с  резервированием  данно-

го  устройства  его  точной  копией. 

При  этом  основное  и  резервное 

устройство  работают  параллель-

но.  Структура  цифровой  защиты 

объекта  220(110)  кВ,  на  примере 

ВЛ 220 кВ приведена на рисунке 3.

Д л я   р а с п р ед ел и тел ь н ы х 

устройств 6–20 кВ питающих цен-

тров  характерно  большое  коли-

чество  отходящих  фидеров.  Для 

оптимизации  подсистемы  РЗА  та-

кого  объекта  логично  объединять 

защиты  фидеров  и  шин  6–20  кВ 

на  одном  устройстве  РЗА,  а  для 

обеспечения  надежности  —  ре-

зервировать  групповое  цифровое 

устройство РЗА его точной копией. 

При данной архитектуре объектом 

защиты  выступает  секция  шин  со 

Рис

. 2. 

Пример

 «

неоптимальной

» 

архитектуры

 

уровня

 

присоединения

 

ЦПС

 

с

 

сохранением

 

структуры

характерной

 

для

 «

традиционных

» 

систем

 

защиты

 

и

 

управления

ЦИФРОВАЯ 

ПОДСТАНЦИЯ


Page 5
background image

57

всеми  присоединениями.  Струк-

тура  цифровой  защиты  объекта 

секции  6–20  кВ  приведена  на  ри-

сунке 4.

Для  реализации  подсистемы 

АСУ  ТП  с  заданным  уровнем  на-

дежности оптимальным представ-

ляется  объединение  на  одном 

цифровом  устройстве  функций 

контроллера  присоединения  для 

нескольких  ячеек.  Объединение 

возможно как по секциям шин, так 

и  по  распределительному  устрой-

ству  в  целом  (в  зависимости  от 

количества  присоединений  в  РУ 

или  секции  —  определяется  при 

проектировании).  Для  обеспече-

ния  надежности  функционирова-

ния  необходимо  резервировать 

групповое  цифровое  устройство 

АСУ  ТП  уровня  присоединения 

его точной копией, но в отличие от 

основного и резервного цифровых 

устройств РЗА, основное и резерв-

ное цифровые устройства АСУ ТП 

должны работать в режиме горяче-

го  резервирования  (Hot  Standby), 

то есть когда основное устройство 

в работе, резервное «спит». Струк-

тура  уровня  процесса  и  уровня 

присоединения цифровой АСУ ТП 

приведена на рисунке 5.

Для  автономной  подсистемы 

регистрации  аварийных  событий 

РАС  достаточно  использовать 

одно устройство (вычислительную 

платформу),  способное  обрабо-

тать и записать требуемое количе-

ство потоков SV и дискретных сиг-

налов в виде GOOSE-сообщений. 

Рис

. 3. 

Структура

 

организации

 

цифровой

 

защиты

 

ВЛ

 220 

кВ

Рис

. 4. 

Структура

 

организации

 

цифровой

 

защиты

 

секции

 

шин

 6–20 

кВ

Рис

. 5. 

Структурная

 

схема

 

уровней

 

процесса

 

и

 

присоединения

 

цифровой

 

АСУ

 

ТП

 3 (54) 2019


Page 6
background image

58

При этом используются те же пото-

ки SV, что и для подсистемы РЗА.

Аналогично  и  для  подсистемы 

ККЭ  —  возможно  использовать 

одно устройство с достаточной вы-

числительной  производительно-

стью.

Наряду с оборудованием уров-

ня процесса (ПАС, ПДС) и уровнем 

присоединения ИЭУ не менее от-

ветственным является оборудова-

ние ЛВС уровня процесса — шина 

процесса.

В  вышеописанных  архитек-

турах  построения  подсистем  за-

щиты  и  управления  ЦПС  логично 

использовать единую физическую 

шину процесса для различных под-

систем, сегментированную по чис-

лу  распределительных  устройств 

подстанции  или  по  секциям  шин, 

в зависимости от степени объеди-

нения функций в одном ИУЕ (IED), 

так  как  один  поток  SV  могут  ис-

пользовать различные устройства, 

относящиеся  к  различным  подси-

стемам.  С  другой  стороны,  долж-

на  быть  возможность  разделения 

трафика  SV,  GOOSE,  PTP  в  еди-

ной  физической  сети  передачи 

данных. Таким образом к коммута-

торам, применяемым для построе-

ния шины процесса, предъявляют-

ся два обязательных требования:

 

– поддержка средств управления 

трафиком  QoS  (IEEE  802.1p) 

и VLAN (IEEE 802.1Q);

 

– поддержка  протокола  точной 

синхронизации времени PTPv2 

(МЭК 61850-9-3, IEEE Std 1588-

2008, профиль Power Profi le).

Сегмент  ЛВС  шины  процесса 

должен иметь топологию «двойная 

звезда» с применением протокола 

параллельного  резервирования 

МЭК 62439-3 PRP.

При  подключении  к  шине  про-

цесса оборудования, расположен-

ного  на  ОРУ  или  в  ячейках  ЗРУ, 

должны  применяться  волоконно-

оптические линии связи.

Для  оптимизации  общего  чис-

ла  портов  сетевых  коммутаторов 

шины  процесса  необходимо  сни-

зить  количество  подключаемого 

оборудования. Исходя из вышеиз-

ложенного,  объединение  функций 

на  одном  устройстве  уровня  при-

соединения  (ИЭУ)  позволяет  сни-

зить  капитальные  затраты,  речь 

идет  не  только  о  самих  ИЭУ,  но 

и  о  снижении  количества  физи-

ческих  подключений  к  сетевым 

работать  «на  сигнал»,  а  их  сра-

батывание  фиксироваться  подси-

стемой  РАС.  Данная  архитектура 

предполагает  показать  свою  эф-

фективность  с  точки  зрения  обе-

спечения надежности и стоимости. 

Если рассматривать в качестве 

объекта  внедрения  технологий 

ЦПС  такие  объекты,  как  распре-

делительные пункты (РП) 6–20 кВ, 

то  архитектура  систем  защиты 

и  управления  будет  похожа  на 

описанную  выше  архитектуру  РУ 

6–20  кВ,  так  как  главная  электри-

ческая схема данных объектов по-

хожи.  Однако  для  объекта  такого 

типа с целью оптимизации затрат 

логично не выполнять шину стан-

ции в виде отдельных коммутато-

ров, а также функции контроллера 

телемеханики  возложить  на  ИЭУ. 

Пример  такой  структуры  изобра-

жен на рисунке 6.

Такой  подход  применен  при 

реализации  пилотного  цифрового 

распределительного пункта 10 кВ. 

В  качестве  пилотного  цифрового 

РП выбрано РП-29 филиала «Но-

вая Москва». РП-29 представляет 

собой  двухсекционное  распре-

делительное  устройство  с  двумя 

секциями  10  кВ.  Каждая  секция 

шин  РУ  10  кВ  состоит  из  10  при-

соединений. Для взаимного резер-

вирования вводов секций РУ 10 кВ 

в  РП-29  реализован  автоматиче-

ский  ввод  резерва  (АВР).  РП-29 

укомплектована КРУ на базе камер 

сборных одностороннего обслужи-

Рис

. 6. 

Структурная

 

схема

 

цифрового

 

РП

 6–20 

кВ

ЦИФРОВАЯ 

ПОДСТАНЦИЯ

коммутаторам,  то  есть  снижении 

количества  портов  и  самих  ком-

мутаторов.  Также,  уменьшая  ко-

личество  устройств  ПАС  и  ПДС, 

то  есть  объединяя  функции  ПАС 

и ПДС в одном устройстве, приме-

няя устройства с большим количе-

ством входных/выходных электри-

ческих  аналоговых  и  дискретных 

сигналов,  мы  добиваемся  сниже-

ния количества используемых пор-

тов на сетевых коммутаторах. Ко-

нечно, такая оптимизация должна 

быть не в ущерб надежности, что 

учтено в вышеописанных архитек-

турах  построения  цифровых  под-

систем ЦПС.

Описанные  выше  архитекту-

ры  построения  систем  защиты 

и  управления  в  настоящий  мо-

мент  реализуются  при  внедрении 

технологий  ЦПС  на  ПС  110  кВ 

«Бирюлево».  Данная  подстанция 

имеет  ОРУ  110  кВ,  выполненное 

по  схеме:  2  секции  шин  с  обход-

ной, 2 трансформатора 110/10/6 кВ 

по  100  МВА,  ЗРУ  10  кВ  4  секции 

шин и ЗРУ 6 кВ 2 секции шин. На 

подстанции  внедряются  следую-

щие  цифровые  системы  в  виде 

цифровых  кластеров:  цифровой 

регистратор  аварийных  событий 

(в объеме всей подстанции), циф-

ровая  система  контроля  качества 

электроэнергии  (в  объеме  секций 

шин 110, 10, 6 кВ), цифровая сек-

ция 10 кВ (функции РЗА и АСУ ТП). 

Функции  РЗА  в  данном  проекте 

реализуются  без  реального  воз-

действия на отключение выключа-

телей  ячеек  10  кВ,  защиты  будут 


Page 7
background image

59

На прав

ах рек

ламы

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1.  СТО  34.01-21-004-2019.  Цифро-

вой  питающий  центр.  Требования 

к проектированию цифровых под-

станций напряжением 110–220 кВ 

и  узловых  цифровых  подстанций 

напряжением 35 кВ.

2.  СТО 34.01-21-004-2019. Цифровая 

электрическая  сеть.  Требования 

к  проектированию  цифровых  рас-

пределительных сетей 0,4–220 кВ.

вания  КСО-298.  Все  алгоритмы 

защит  планируется  реализовать 

на  одном  цифровом  устройстве 

защиты ИЭУ РЗА (основной и ре-

зервный),  функции  телемеханики 

также выполняются одним цифро-

вым устройством ИЭУ ТМ (основ-

ной  и  резервный),  функции  ККЭ 

реализуются  на  одном  ИЭУ  ККЭ 

без  резервирования.  Также  в  РП 

устанавливается контроллер теле-

механики,  который  предназначен 

для обмена данными между циф-

ровой  системой  защиты  и  управ-

ления и диспетчерским пунктом по 

каналу LTE.

Для  реализации  функций  за-

щиты  и  управления  энергообъ-

ектами  распределительной  сети 

как  высокого,  так  и  среднего  на-

пряжения  возможно  применение 

единого подхода. Это крайне важ-

ный  аспект  при  массовом  проек-

тировании и внедрении цифровых 

подстанций  в  распределительном 

сетевом комплексе.

Унификация  архитектур  ЦПС, 

применяемых  на  объектах  высо-

кого и среднего напряжения, даст 

возможность  сокращения  капи-

тальных  и  эксплуатационных  за-

трат  на  всем  жизненном  цикле 

систем  защиты  и  управления,  по-

зволит  более  эффективно  под-

готавливать 

эксплуатационный 

персонал,  уменьшит  номенкла-

туру  программных  и  аппаратных 

средств,  используемых  при  про-

ектировании, наладке и эксплуата-

ции данных систем.

В  описанных  выше  архитек-

турах  ЦПС,  как  шаг  к  снижению 

стоимости,  используется  объеди-

нение  функций  по  качественным 

и  количественным  показателям, 

на  одном  цифровом  устройстве 

уровня  присоединения.  Внедре-

ние  технологий  ЦПС  должно  при-

носить  в  том  числе  и  экономиче-

ский  эффект.  При  оценке  такого 

эффекта  необходимо  рассматри-

вать общие затраты на внедрение 

цифровых  вторичных  систем,  так 

как цифровые системы различного 

назначения  в  оптимизированных 

архитектурах  используют  общую 

инфраструктуру  шины  процесса 

(ЛВС,  ПАС,  ПДС),  соответственно 

для  оценки  принимается  общая 

стоимость цифровых подсистем.

Рассмотрим  стоимость  вто-

ричных  систем  ЦПС,  построен-

ных в соответствии с описанными 

выше  оптимизированными  архи-

тектурами,  и  сравним  со  стоимо-

стью  аналогичных  классических 

вторичных систем. Для этого выра-

зим стоимость капитальных затрат 

на классические системы в услов-

ных единицах (у.е.): РЗА — 6; АСУ 

ТП (верхний уровень) — 1; АСУ ТП 

(нижний  уровень  (КП,  УСО))  —  1; 

шина  станции  —  1;  РАС  —  0,5; 

ПКЭ — 0,5; итого — 10 у.е. В таких 

же условных единицах выразим ка-

питальные  затраты  на  цифровые 

системы:  ПАС,  ПДС  —  1,7;  шина 

процесса  —  1,5;  ИЭУ  (РЗА)  —  2; 

ИУЭ  (АСУ  ТП)  —  0,5;  ИУЭ 

(ПКЭ) — 0,25; ИУЭ (РАС) — 0,25; 

шина  станции  —  0,8;  АСУ  ТП 

(верхний  уровень)  —  1;  итого  — 

8 у.е. Таким образом мы уже видим 

экономию  капитальных  затрат  на 

уровне 20%.

Наряду  со  снижением  капи-

тальных  затрат  на  вторичные  си-

стемы,  технологии  ЦПС  должны 

обеспечить и снижение эксплуата-

ционных затрат на 15–20%.

Уже  сейчас  возможно  доби-

ваться  экономического  эффекта 

от применения технологий ЦПС на 

20–30%  относительно  классиче-

ских систем. В будущем этот пока-

затель будет улучшаться.

ВЫВОДЫ

 

Внедрение  технологий  ЦПС 

дает следующие эффекты:

•  повышение надежности;

•  повышение  эксплуатационных 

характеристик; 

•  снижение  СAPEX  и  OPEX  на 

20%;

•  простота  и  дешевизна  расши-

рения систем; 

•  повышение  уровня  диагности-

руемости оборудования;

•  снижение габаритных размеров 

ОПУ и ПС в целом;

•  глубокая  автоматизация  про-

цессов  проектирования  и  на-

ладки вторичных систем.  

 3 (54) 2019


Читать онлайн

В настоящее время активно развивается технология «Цифровая подстанция» (далее — ЦПС), поэтому одной из приоритетных задач является выбор оптимального подхода к внедрению технологии ЦПС, а также поиск технических решений, которые позволят получить новые технологические преимущества и будут давать экономический эффект по сравнению с традиционными технологиями автоматизации и защиты в распределительном электросетевом комплексе, но при этом не приведут к снижению надежности системы.

Поделиться:

Спецвыпуск «Россети» № 1(24), март 2022

Учебно-тренировочный комплекс ПАО «Россети Ленэнерго» по обучению современным цифровым технологиям

Цифровая трансформация / Цифровые сети / Цифровая подстанция Подготовка кадров
Виктор Катенев, Артем Суворов (ПАО «Россети Ленэнерго»)
Спецвыпуск «Россети» № 1(24), март 2022

Передовые технологии группы компаний «Россети»

Управление сетями / Развитие сетей Цифровая трансформация / Цифровые сети / Цифровая подстанция
Григорий Гладковский, Дмитрий Капустин (ПАО «Россети»), Эльдар Магадеев (НТС «Россети» / «Россети ФСК ЕЭС»)
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»