92
СБОРНИК
НАУЧНО
-
ТЕХНИЧЕСКИХ
СТАТЕЙ
Система
мониторинга
и
управления
качеством
электроэнергии
в
ЕНЭС
Шамонов
Р
.
Г
.,
к
.
т
.
н
.,
Минин
А
.
А
.,
Большаков
О
.
В
.,
Конищев
В
.
В
.,
ПАО
«
ФСК
ЕЭС
»
Аннотация
Для
повышения
качества
электроэнергии
(
КЭ
)
на
шинах
подстанций
(
ПС
)
Единой
наци
-
ональной
электрической
сети
России
(
ЕНЭС
)
ПАО
«
ФСК
ЕЭС
»
реализует
масштабную
программу
по
созданию
системы
мониторинга
и
управления
КЭ
.
В
статье
описан
функ
-
ционал
автоматизированной
системы
в
«
пилотных
»
филиалах
компании
и
предложены
подходы
к
разработке
мероприятий
по
повышению
КЭ
на
основе
результатов
непре
-
рывного
контроля
.
Ключевые
слова
:
качество
электроэнергии
,
система
автоматизированного
мониторинга
Введение
В
последние
годы
возрастают
требования
потребителей
и
распределительных
сетевых
ком
-
паний
к
обеспечению
нормативного
КЭ
на
шинах
ПС
ЕНЭС
.
Инструментальное
обследование
ЕНЭС
по
КЭ
,
проведенное
в
2011–2012
годах
на
всех
ПС
ЕНЭС
,
выявило
значительное
число
нарушений
нормативных
требований
по
таким
показателям
,
как
отклонение
напряжения
и
ко
-
эффициенты
,
характеризующие
несинусоидальность
и
несимметрию
напряжений
.
Для
исправления
ситуации
ПАО
«
ФСК
ЕЭС
»
в
соответствии
со
своей
технической
поли
-
тикой
в
последние
годы
активно
разрабатывает
и
реализует
мероприятия
по
повышению
КЭ
в
ЕНЭС
.
Одним
из
первых
шагов
стал
запуск
проекта
по
созданию
системы
мониторинга
и
управ
-
ления
КЭ
(
СМиУКЭ
).
В
рамках
текущего
этапа
в
2016
году
завершается
построение
автома
-
тизированной
системы
мониторинга
КЭ
в
четырех
«
пилотных
»
предприятиях
магистральных
электрических
сетей
—
Хабаровском
,
Амурском
,
Забайкальском
и
Красноярском
.
Характери
-
стики
искажающих
потребителей
данных
регионов
,
к
которым
относятся
,
в
первую
очередь
,
электрифицированная
тяга
и
цветная
металлургия
,
приводят
к
наиболее
существенным
по
сравнению
с
прочими
районами
отклонениям
показателей
КЭ
от
нормативных
уровней
.
В
статье
описаны
задачи
,
для
решения
которых
создается
СМиУКЭ
,
ее
состав
,
функции
и
перспективы
использования
.
93
ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ
И
КАЧЕСТВО
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Задачи
управления
качеством
электроэнергии
в
ЕНЭС
на
основе
автоматизированной
системы
мониторинга
Система
мониторинга
КЭ
в
ПАО
«
ФСК
ЕЭС
»
создается
для
решения
следующих
задач
:
1)
формирование
«
карты
КЭ
»
в
ЕНЭС
на
основе
непрерывных
измерений
с
автоматическим
оформлением
результатов
контроля
;
2)
автоматизированное
выявление
нарушений
требований
нормативных
документов
к
пока
-
зателям
качества
электроэнергии
(
ПКЭ
)
в
сети
;
3)
оценка
влияния
топологии
и
режимов
работы
оборудования
ЕНЭС
и
прочих
объектов
элек
-
троэнергетики
на
КЭ
в
сети
;
4)
выявление
причин
пониженного
КЭ
в
сети
;
5)
разработка
и
реализация
оперативных
мероприятий
по
повышению
КЭ
за
счет
оптимиза
-
ции
эксплуатационного
состояния
и
режимов
работы
оборудования
ЕНЭС
;
6)
объективное
рассмотрение
претензий
потребителей
к
КЭ
в
ЕНЭС
;
7)
претензионная
работа
с
контрагентами
(
потребителями
,
прочими
сетевыми
компаниями
),
режимы
работы
которых
приводят
к
ухудшению
КЭ
в
ЕНЭС
,
с
целью
реализации
взаимосо
-
гласованных
мероприятий
по
повышению
КЭ
в
сети
;
8)
разработка
конкретных
требований
к
КЭ
в
точке
общего
присоединения
для
включения
в
технические
условия
на
присоединение
к
ЕНЭС
новых
потребителей
(
взаимные
обяза
-
тельства
ПАО
«
ФСК
ЕЭС
»
и
потребителя
по
поддержанию
КЭ
в
сети
);
9)
разработка
и
реализация
перспективных
мероприятий
по
обеспечению
КЭ
в
ЕНЭС
,
требу
-
ющих
нового
строительства
или
реконструкции
сети
;
10)
разработка
(
актуализация
)
нормативно
-
правовой
базы
электроэнергетики
России
,
направ
-
ленной
на
повышение
КЭ
в
электрических
сетях
общего
назначения
.
Измерения
ПКЭ
в
сети
,
проводимые
с
длительностью
в
одну
неделю
и
периодичностью
в
1–2
года
в
соответствии
с
[1],
не
позволяют
в
полном
объеме
решать
вышеуказанные
задачи
,
так
как
не
охватывают
все
возможные
схемно
-
режимные
условия
работы
энергосистем
.
Кроме
этого
,
требования
[1]
в
части
состава
измеряемых
параметров
ограничиваются
ПКЭ
,
то
есть
характеристиками
по
напряжению
,
в
то
время
как
для
выявления
причин
пониженного
КЭ
не
-
обходимы
также
и
данные
о
характеристиках
тока
и
мощности
.
В
связи
с
этим
в
ПАО
«
ФСК
ЕЭС
»
принято
решение
о
формировании
системы
управления
КЭ
именно
на
основе
стационарных
средств
измерения
с
расширенным
составом
контроли
-
руемых
параметров
.
Полный
состав
ПКЭ
и
дополнительных
характеристик
КЭ
по
току
и
мощ
-
ности
,
измеряемых
на
ПС
ЕНЭС
,
представлен
в
[2].
Следует
отметить
,
аналогично
поступают
и
крупные
потребители
,
беспокоящиеся
о
качестве
электроснабжения
своих
нагрузок
и
созда
-
ющие
собственные
автоматизированные
системы
непрерывного
мониторинга
.
Структура
системы
мониторинга
качества
электроэнергии
в
ЕНЭС
Создаваемая
система
мониторинга
качества
электроэнергии
измеряет
токи
и
напряжения
,
по
-
ступающие
от
измерительных
трансформаторов
(
ТТ
и
ТН
)
на
входы
средств
измерения
пара
-
метров
качества
электроэнергии
(
СИ
ПКЭ
).
В
системе
использованы
высокоточные
средства
измерения
ПКЭ
класса
«
А
»,
которые
подключаются
к
вторичным
измерительным
обмоткам
ТТ
и
ТН
класса
точности
1.0, 0.5
или
0.2
в
зависимости
от
величины
первичного
напряжения
.
Класс
точности
нормирует
погрешность
для
ТТ
и
ТН
только
для
частоты
50
Гц
и
измерения
ПКЭ
электроэнергии
в
первичной
сети
с
нормированной
точностью
выполняются
только
для
частоты
50
Гц
.
94
СБОРНИК
НАУЧНО
-
ТЕХНИЧЕСКИХ
СТАТЕЙ
При
измерениях
на
частотах
гармоник
достоверно
измеряются
только
вторичные
напряже
-
ния
и
токи
.
Результаты
таких
измерений
маркируются
,
поскольку
носят
качественный
характер
(
преобразование
от
вторичных
токов
и
напряжений
к
первичной
сети
не
нормировано
).
Однако
такие
результаты
правильно
отображают
зависимости
реальных
параметров
первичной
сети
от
времени
при
изменении
режимов
работы
и
конфигурации
сети
и
способствуют
пониманию
процессов
,
происходящих
в
ЕНЭС
.
Нормированные
измерения
ПКЭ
на
частотах
гармоник
в
первичной
сети
станут
возможны
после
добавления
требования
к
ТТ
и
ТН
по
нормированию
коэффициентов
преобразования
для
диапазона
частот
,
включающего
гармонические
сигналы
.
Система
мониторинга
КЭ
включает
в
себя
:
–
средства
измерения
ПКЭ
;
–
контроллеры
сбора
и
обработки
данных
ПС
;
–
информационно
-
телекоммуникационную
инфраструктуру
для
приема
результатов
измере
-
ний
и
конфигурирования
средств
измерений
,
подключения
к
узлу
связи
ПС
;
–
системы
обеспечения
единого
времени
;
–
системы
гарантированного
электропитания
;
–
серверное
и
коммуникационное
оборудование
верхнего
уровня
(
в
исполнительном
аппа
-
рате
компании
);
–
программное
обеспечение
верхнего
уровня
(
в
исполнительном
аппарате
компании
);
–
коммуникационное
оборудование
и
каналы
передачи
данных
;
–
автоматизированные
рабочие
места
пользователей
.
Ее
структура
представлена
на
рисунке
1.
Рис
. 1.
Структура
системы
мониторинга
качества
электроэнергии
ПАО
«
ФСК
ЕЭС
»
АРМ
ИА
ФСК
Хранилище
НСИ
WEB-
сервер
Сервер
БД
Сервер
приложений
Коммуникационные
серверы
МЭС
Подстанция
1
ОИК
ИА
ФСК
Подстанция
N
СИ
ПКЭ
СИ
ПКЭ
Контроллер
ПС
Контроллер
ПС
СИ
ПКЭ
СИ
ПКЭ
АРМ
МЭС
АРМ
ПМЭС
NTP-
сервер
NTP-
сервер
95
ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ
И
КАЧЕСТВО
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
В
рамках
«
пилотного
»
проекта
на
101
ПС
ЕНЭС
в
узлах
сети
напряжением
6–500
кВ
уста
-
новлено
384
стационарных
средства
измерения
ПКЭ
по
классу
А
двух
типов
Ресурс
-UF2-4-30
и
МИП
-02
А
-43.01.
Все
приборы
обеспечивают
контроль
характеристик
электроэнергии
как
по
напряжению
,
так
по
току
и
мощности
.
В
качестве
точек
установки
приборов
выбраны
следующие
:
а
)
вводы
наиболее
загруженных
ЛЭП
,
связывающие
данный
энергорайон
и
соседние
энергоси
-
стемы
(
соседние
энергорайоны
),
в
составе
нагрузок
которых
имеются
мощные
промышлен
-
ные
нелинейные
и
несимметричные
потребители
.
Это
позволяет
разделить
влияние
на
КЭ
анализируемой
сети
и
ее
потребителей
,
и
влияние
«
соседей
»;
б
)
присоединения
наиболее
мощных
потребителей
,
которые
потенциально
являются
источни
-
ками
гармоник
и
обратной
последовательности
токов
и
напряжений
;
в
)
вводы
среднего
напряжения
автотрансформаторов
,
питающих
развитые
районы
распреде
-
лительных
сетей
,
к
которым
присоединены
как
различные
искажающие
нагрузки
,
так
и
потре
-
бители
,
предъявляющие
повышенные
требования
к
КЭ
;
г
)
шины
,
от
которых
питаются
потребители
,
регулярно
предъявляющие
претензии
к
КЭ
в
элек
-
трической
сети
.
К
технологическим
функциям
СМиУКЭ
на
уровне
ПС
относятся
:
–
непрерывные
измерения
характеристик
КЭ
;
–
обработка
результатов
измерений
с
расчетом
статистических
характеристик
ПКЭ
и
формиро
-
вание
первичной
информации
для
автоматизированного
анализа
КЭ
;
–
информационный
обмен
с
коммуникационным
сервером
исполнительного
аппарата
.
С
уровня
ПС
в
программное
обеспечение
верхнего
уровня
на
основе
SOAP
веб
-
сервисов
передаются
:
–
максимальное
,
минимальное
и
среднее
значение
показателей
качества
и
дополнительных
параметров
электроэнергии
на
интервалах
30
минут
и
1
минута
;
–
кратковременная
и
длительная
доза
фликера
на
интервалах
10
минут
и
2
часа
;
–
результаты
статистической
обработки
ПКЭ
за
одни
сутки
;
–
журналы
событий
,
связанные
с
контролем
работы
подсистем
на
уровне
ПС
.
Вся
информация
автоматически
передается
ежесуточно
за
исключением
параметров
на
ин
-
тервале
1
минута
,
которые
передаются
только
по
запросу
пользователя
.
Архивирование
информации
в
СМиУКЭ
осуществляется
на
двух
уровнях
:
уровне
ПС
и
уров
-
не
исполнительного
аппарата
ПАО
«
ФСК
ЕЭС
».
Продолжительное
хранение
информации
осу
-
ществляется
на
верхнем
уровне
.
На
уровне
ПС
обеспечивается
хранение
данных
в
течение
90
суток
,
что
гарантирует
восстановление
информации
в
случае
утери
или
повреждения
инфор
-
мации
в
базе
верхнего
уровня
за
указанное
время
.
Учитывая
периодическое
резервное
копиро
-
вание
базы
данных
и
большую
глубину
хранения
информации
на
ПС
,
практически
исключается
возможность
потери
информации
в
СМиУКЭ
.
Система
обеспечения
единого
времени
осуществляет
синхронизацию
времени
СИ
ПКЭ
с
аб
-
солютной
погрешностью
присвоения
результатам
измерений
меток
времени
не
более
±20
мс
по
отношению
к
сигналам
систем
ГЛОНАСС
/GPS.
Для
обеспечения
защищенности
системы
на
уровне
ПС
исключен
доступ
из
внешнего
сегмента
к
оборудованию
локальной
вычислительной
сети
СМиУКЭ
ПС
.
Для
конфигурирования
оборудования
контроллер
сбора
и
обработки
данных
ПС
обращается
к
коммуникационному
серверу
исполнительного
аппарата
по
инициативе
снизу
.
Минимальная
полоса
пропускания
каналов
связи
между
каждой
ПС
и
программным
обес
-
печением
верхнего
уровня
,
необходимая
для
передачи
ежесуточно
результатов
измерений
,
составляет
64
кбит
/
с
.
96
СБОРНИК
НАУЧНО
-
ТЕХНИЧЕСКИХ
СТАТЕЙ
К
технологическим
функциям
СМиУКЭ
на
верхнем
уровне
относятся
:
–
дистанционное
управление
конфигурацией
подсистемами
СМиУКЭ
ПС
,
включая
все
сред
-
ства
измерения
ПКЭ
;
–
сбор
с
ПС
и
хранение
обобщенных
данных
о
ПКЭ
и
дополнительных
характеристиках
КЭ
;
–
обработка
и
визуализация
результатов
измерений
ПКЭ
и
дополнительных
характеристик
КЭ
;
–
формирование
отчетности
о
КЭ
в
электрической
сети
.
В
состав
СМиУКЭ
на
верхнем
уровне
входят
:
–
коммуникационные
серверы
МЭС
;
–
сервер
приложений
;
–
сервер
баз
данных
;
–
дисковый
массив
;
–
коммутатор
локальной
вычислительной
сети
;
–
источник
бесперебойного
питания
;
–
автоматизированные
рабочие
места
пользователей
исполнительного
аппарата
,
а
также
филиалов
ПАО
«
ФСК
ЕЭС
».
Программное
обеспечение
исполнительного
аппарата
выполняет
функции
веб
-
сервера
.
До
-
ступ
авторизованных
пользователей
к
функционалу
программного
обеспечения
осуществляется
посредством
веб
-
браузеров
(Internet Explorer, Firefox, Chrome, Opera)
на
автоматизированных
рабочих
местах
.
Защита
от
несанкционированного
доступа
осуществляется
стандартными
кор
-
поративными
средствами
информационной
безопасности
,
применяемыми
в
компании
.
Конфигурирование
средств
измерений
ПС
с
верхнего
уровня
позволяет
обновлять
уставки
по
показателям
:
отклонение
напряжения
,
глубина
провала
/
прерывания
напряжения
,
кратность
перенапряжения
.
При
этом
имеется
возможность
формирования
календаря
,
по
которому
уставки
автоматически
применяются
на
выбранных
ПС
в
заданное
пользователем
время
.
Обработка
результатов
измерений
включает
в
себя
следующие
функции
:
–
формирование
стандартных
протоколов
контроля
КЭ
;
–
расчет
статистических
характеристик
измеренных
параметров
;
–
приведение
измеренных
параметров
к
единому
базовому
напряжению
,
определяемому
пользователем
;
–
расчет
суммарных
векторов
токов
,
образованных
векторами
токов
гармоник
и
симметрич
-
ных
составляющих
в
нескольких
присоединениях
одного
узла
;
–
расчет
эквивалентных
токов
высших
гармоник
и
обратной
последовательности
в
соответ
-
ствии
с
алгоритмами
[3];
–
оценка
соответствия
изменений
отклонений
напряжения
в
пунктах
контроля
встречному
закону
регулирования
;
–
сопоставление
событий
по
КЭ
с
изменениями
схемы
и
режимов
работы
сети
(
по
данным
ОИК
).
Программное
обеспечение
предоставляет
возможность
отображения
результатов
в
таб
-
личных
и
графических
формах
,
в
том
числе
в
виде
:
–
зависимости
параметров
от
времени
;
–
зависимости
двух
произвольных
параметров
друг
от
друга
;
–
спектров
;
–
гистограмм
;
–
векторных
диаграмм
токов
и
напряжений
на
основной
частоте
прямой
последовательно
-
сти
,
а
также
на
частотах
высших
гармоник
и
обратной
(
нулевой
)
последовательности
;
–
рядов
данных
.
97
ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ
И
КАЧЕСТВО
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Дополнительно
в
составе
программного
обеспечения
верхнего
уровня
предусмотрены
хранилище
нормативно
-
справочной
информации
(
ГОСТы
,
организационно
-
распорядительные
документы
,
характеристики
искажающих
потребителей
,
претензии
потребителей
,
результа
-
ты
обследований
ЕНЭС
по
КЭ
,
проекты
и
аналитические
отчеты
,
публикации
и
пр
.),
а
также
инструменты
для
ведения
форума
для
сотрудников
ПАО
«
ФСК
ЕЭС
»
по
вопросам
КЭ
.
Таким
образом
,
ожидается
,
что
реализация
СМиУКЭ
на
данном
этапе
охватит
не
только
«
пилотные
»
филиалы
,
но
и
компанию
в
целом
,
послужив
импульсом
для
повышения
КЭ
в
электрических
сетях
России
всех
классов
напряжения
.
Управление
качеством
электроэнергии
на
основе
автоматизированного
мониторинга
Безусловно
,
наличие
в
компании
только
лишь
системы
мониторинга
не
является
гарантом
обеспечения
КЭ
в
сети
.
Для
решения
организационных
задач
по
управлению
КЭ
в
сетевой
компании
требуется
выстраивание
соответствующего
бизнес
-
процесса
с
участием
большого
числа
подразделений
различных
функциональных
блоков
.
На
рисунках
2–5
представлены
це
-
левые
модели
данных
подпроцессов
,
которые
планируется
построить
в
ПАО
«
ФСК
ЕЭС
».
В
настоящее
время
в
компании
уже
развернута
деятельность
по
всем
направлениям
,
от
-
раженным
на
рисунках
.
Для
повышения
ее
результативности
по
итогам
«
пилотного
»
этапа
создания
СМиУКЭ
будет
утвержден
комплект
организационно
-
распорядительных
документов
Рис
. 2.
Состав
подпроцессов
управления
качеством
электроэнергии
в
сетевой
компании
Рис
. 3.
Разработка
нормативных
требований
по
качеству
электроэнергии
Предложения по корректировке
нормативных требований по КЭ
Разработка предложений
по корректировке норма-
тивных требований к КЭ
Организация внесения
изменений в норматив-
ные докуманты
Анализ нормативных
требований к КЭ
Результаты анализа
нормативных требований по КЭ
98
СБОРНИК
НАУЧНО
-
ТЕХНИЧЕСКИХ
СТАТЕЙ
Мероприятия
по КЭ, требующие
развития сети**
Предложения
по КЭ, требующие
развития сети**
Разработка
оперативных
мероприятий по КЭ
Рис
. 5.
Разработка
и
реализация
мероприятий
по
качеству
электроэнергии
Автоматизация
измерений ПКЭ
Претензионная
работа
с потебителями
Материалы для
претензионной работы
с искажающими потребителями
Рис
. 4.
Взаимодействие
с
потребителями
по
качеству
электроэнергии
99
ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ
И
КАЧЕСТВО
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
ПАО
«
ФСК
ЕЭС
»,
регламентирующих
деятельность
подразделений
в
области
управления
КЭ
.
На
2017
год
запланирована
опытная
эксплуатация
системы
мониторинга
,
по
итогам
которой
будет
принято
решение
о
перспективах
тиражирования
технологии
.
Анализ
качества
электроэнергии
на
основе
результатов
непрерывного
мониторинга
Создание
систем
непрерывного
мониторинга
КЭ
,
особенно
для
разветвленной
электрической
сети
,
является
пока
крайне
дорогостоящим
мероприятием
.
В
связи
с
этим
при
обосновании
затрат
электросетевые
компании
должны
четко
понимать
все
возможности
,
предоставляемые
данными
системами
,
а
также
их
влияние
на
повышение
КЭ
в
сетях
.
В
таблице
представлены
мероприятия
по
повышению
КЭ
в
сети
и
сокращению
числа
технологических
нарушений
на
объектах
потребителей
,
которые
могут
быть
разработаны
только
на
основании
результатов
непрерывного
мониторинга
КЭ
.
Для
проведения
всестороннего
анализа
влияния
схемно
-
режимных
условий
на
КЭ
в
элек
-
трической
сети
кроме
результатов
измерений
ПКЭ
необходима
следующая
информация
:
1)
состав
и
время
переключений
в
схеме
сети
,
существенно
влияющих
на
потокораспреде
-
ление
в
энергосистеме
и
на
ее
эквивалентное
сопротивление
в
точках
контроля
КЭ
.
Как
правило
,
это
отключения
/
включения
питающих
ЛЭП
и
трансформаторов
с
номинальными
напряжениями
110
кВ
и
выше
.
А
также
,
если
анализ
выполняется
для
распределительной
сети
,
элементы
сети
от
точки
контроля
до
шин
мощного
центра
питания
;
2)
состав
основных
генераторов
электростанций
,
питающих
рассматриваемый
энергорайон
,
а
также
время
их
включений
/
отключений
;
3)
режимы
работы
основных
искажающих
потребителей
:
графики
мощности
,
графики
фазных
токов
(
для
несимметричных
потребителей
);
4)
график
потребления
энергосистемы
в
целом
или
рассматриваемого
энергорайона
;
5)
состав
и
время
коммутаций
БСК
;
6)
состав
и
режимы
работы
статических
тиристорных
компенсаторов
и
управляемых
шунти
-
рующих
реакторов
;
7)
состав
и
режимы
работы
устройств
РПН
трансформаторов
,
находящихся
в
работе
;
8)
состав
,
время
коммутаций
для
неуправляемых
и
режимы
работы
для
регулируемых
филь
-
тро
-
компенсирующих
и
фильтро
-
симметрирующих
устройств
;
9)
для
участков
сети
с
реверсивными
перетоками
мощности
—
время
изменения
направле
-
ния
перетока
мощности
и
расположение
точек
потокоразделов
.
Влияние
перечисленных
факторов
на
КЭ
в
точке
контроля
зависит
от
структуры
и
параме
-
тров
электрической
сети
,
расположения
и
режимов
работы
источников
генерации
и
нагрузок
как
искажающих
,
так
и
неискажающих
.
На
сегодня
технология
анализа
КЭ
в
разветвленной
электрической
сети
по
данным
непрерывного
мониторинга
пока
представляет
собой
доста
-
точно
сложную
и
слабо
формализованную
инженерную
задачу
,
для
решения
которой
требуют
-
ся
компетенции
в
таких
областях
как
:
теоретические
основы
электротехники
,
моделирование
электрических
режимов
работы
энергосистем
и
средства
управления
ими
;
оперативное
управ
-
ление
энергосистемами
.
К
примеру
,
для
установления
расположения
доминирующих
источников
гармоник
и
не
-
симметрии
приходится
анализировать
целый
набор
данных
.
Это
и
закономерности
измене
-
ния
искажений
напряжения
при
отключении
/
включении
искажающих
нагрузок
,
и
информация
о
направлениях
перетоков
активных
мощностей
искажений
(
балансы
энергий
),
и
соотношения
100
СБОРНИК
НАУЧНО
-
ТЕХНИЧЕСКИХ
СТАТЕЙ
Табл
. 1.
Мероприятия
по
повышению
качества
электроэнергии
на
основе
результатов
непрерывного
мониторинга
Мероприятия
Комментарии
Орг
анизац
ионные
Побуждение
потре
-
бителей
к
самостоя
-
тельной
разработке
мероприятий
по
по
-
вышению
устойчивой
работы
собственных
нагрузок
Сетевые
компании
регулярно
сталкиваются
с
попытками
эксплуата
-
ционного
персонала
потребителей
списывать
свои
технологические
нарушения
на
КЭ
в
питающей
сети
.
Наличие
объективных
данных
о
КЭ
позволяет
отклонять
излишние
претензии
потребителей
к
КЭ
и
побу
-
ждает
потребителей
к
устранению
проблем
в
собственном
электрохо
-
зяйстве
(
настройка
защит
,
обеспечение
электромагнитной
совмести
-
мости
устройств
и
пр
.).
Претензионная
рабо
-
та
с
«
искажающими
»
потребителями
Во
многих
случаях
доказать
негативное
влияние
конкретного
«
искажа
-
ющего
»
потребителя
на
КЭ
в
сети
можно
только
на
основе
длительных
измерений
во
всех
характерных
схемах
и
режимах
работы
сети
.
Наи
-
более
показательно
изменение
КЭ
при
отключении
данных
нагрузок
в
послеаварийных
или
ремонтных
режимах
,
которое
только
случайно
может
быть
зафиксировано
при
периодическом
контроле
КЭ
.
Наличие
всесторонней
доказательной
базы
о
негативном
влиянии
подобных
потребителей
позволяет
вести
аргументированный
диалог
(
вплоть
до
судебного
разбирательства
)
с
целью
реализации
за
их
счет
меропри
-
ятий
по
повышению
КЭ
.
Оперативные
те
хнологи
ческие
Оптимизация
схемы
сети
Результаты
непрерывного
мониторинга
позволяют
выявить
харак
-
терные
схемно
-
режимные
ситуации
,
при
которых
наблюдается
недо
-
пустимое
снижение
КЭ
и
путем
оптимизации
графиков
плановых
от
-
ключений
в
сети
исключить
подобные
условия
(
или
минимизировать
их
длительность
),
а
также
производить
необходимые
переключения
,
способствующие
поддержанию
КЭ
:
вывод
в
резерв
/
вывод
из
резерва
трансформаторов
и
средств
компенсации
реактивной
мощности
,
пере
-
нос
точек
деления
сети
.
Оптимизация
исполь
-
зования
средств
регулирования
напряжения
и
ком
-
пенсации
реактивной
мощности
Средства
регулирования
напряжения
и
компенсации
реактивной
мощ
-
ности
оказывают
существенное
влияние
на
КЭ
,
при
этом
не
только
на
отклонения
напряжения
,
но
и
на
прочие
ПКЭ
.
Например
,
в
сетях
с
высокими
уровнями
гармонических
составляющих
напряжения
необ
-
ходим
контроль
влияния
на
них
БСК
,
которые
могут
приводить
к
резо
-
нансам
токов
и
напряжений
.
Средства
регулирования
с
нелинейными
характеристиками
(
СТК
,
УШР
)
также
могут
приводить
к
росту
гармоник
в
сети
.
Результаты
непрерывного
мониторинга
позволяют
определить
допустимые
условия
использования
средств
регулирования
,
исключа
-
ющие
(
или
минимизирующие
)
негативное
влияние
на
КЭ
.
Мероприятия
по
развитию
се
ти
Выбор
параметров
средств
компенсации
реактивной
мощ
-
ности
В
регионах
с
высокими
уровнями
гармоник
напряжения
сетевые
компа
-
нии
регулярно
сталкиваются
с
ситуациями
,
при
которых
новые
средст
-
ва
компенсации
реактивной
мощности
(
в
основном
БСК
)
не
могут
быть
включены
в
работу
из
-
за
резонансов
токов
или
напряжений
[3].
Соот
-
ветственно
,
возникает
необходимость
проведения
дополнительного
проектирования
и
реконструкции
установленного
оборудования
.
Нали
-
чие
достоверной
информации
о
фактических
уровнях
искажений
во
всех
характерных
режимах
позволяет
корректно
составить
техническое
зада
-
ние
на
проектирование
и
выбрать
правильные
параметры
средства
ком
-
пенсации
без
необходимости
дополнительных
работ
и
финансирования
.
101
ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ
И
КАЧЕСТВО
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Табл
. 1 (
продолжение
)
Мероприятия
Комментарии
Мероприятия
по
развитию
се
ти
Выбор
оптималь
-
ных
мест
установ
-
ки
и
параметров
фильтро
-
компен
-
сирующих
и
филь
-
тро
-
симметрирую
-
щих
устройств
С
учетом
повсеместных
нарушений
требований
ГОСТ
по
показателям
,
ха
-
рактеризующим
несинусоидальность
и
несимметрию
напряжений
в
ЕЭС
России
,
уже
в
среднесрочной
перспективе
широко
будут
востребованы
уни
-
версальные
средства
компенсации
,
которые
наряду
с
компенсацией
реак
-
тивной
мощности
должны
будут
снижать
уровни
гармоник
и
/
или
обратной
последовательности
напряжений
.
В
настоящее
время
подобные
устройст
-
ва
пока
в
небольшом
количестве
устанавливаются
по
принципу
«
латания
дыр
» —
в
узлах
,
в
которых
потребители
чаще
всего
жалуются
на
ненорма
-
тивное
КЭ
,
либо
в
узлах
,
в
которых
уровни
искажений
наивысшие
(
по
данным
периодических
измерений
КЭ
).
В
перспективе
это
будет
приводить
к
значи
-
тельным
затратам
с
невысокой
эффективностью
.
Результаты
непрерывно
-
го
мониторинга
позволяют
установить
основные
причины
высоких
уровней
гармоник
и
несимметрии
напряжений
,
а
также
выбрать
оптимальные
места
установки
компенсирующих
устройств
и
их
параметры
.
токов
искажений
и
нагрузки
в
зависимости
от
мощности
короткого
замыкания
в
точке
контроля
,
и
различные
расчетные
алгоритмы
по
определению
«
вкладов
»
нагрузок
.
Очевидно
,
развитие
систем
мониторинга
КЭ
будет
способствовать
и
совершенствованию
нормативной
базы
по
проектированию
и
эксплуатации
энергосистем
с
учетом
взаимного
влия
-
ния
электроустановок
электрических
сетей
и
потребителей
на
ПКЭ
.
На
рисунке
6
представлена
целевая
схема
информационного
взаимодействия
СМиУКЭ
с
прочими
программно
-
техническими
комплексами
сетевой
компании
,
необходимыми
для
ав
-
томатизированного
анализа
КЭ
.
Рис
. 6.
Целевая
схема
информационного
обмена
при
автоматизации
задач
по
качеству
электроэнергии
ПТК
с
информационной
моделью
сети
•
параметры
оборудования
•
модель
сети
•
модель
измерений
•
ПКЭ
•
метеоданные
•
схема
сети
,
данные
о
коммутациях
•
параметры
режима
(
телеметрия
и
результаты
расчетов
режимов
)
•
результаты
расчетов
токов
КЗ
•
схема
сети
на
геогра
-
фической
подложке
•
данные
от
регистраторов
аварийных
событий
•
плановые
графики
отключений
оборудования
энергосистем
•
заявки
на
отключения
•
режимные
указания
в
части
КЭ
ПТК
с
метеоданными
ПТК
для
планирования
отключений
в
сети
ПТК
системы
мониторинга
и
управления
КЭ
ПТК
АСДТУ
с
EMS
приложениями
Гео
информационная
система
Система
сбора
и
передачи
технологической
информации
102
СБОРНИК
НАУЧНО
-
ТЕХНИЧЕСКИХ
СТАТЕЙ
ЛИТЕРАТУРА
1.
ГОСТ
33073-2014.
Электрическая
энергия
.
Сов
-
местимость
технических
средств
электромагнит
-
ная
.
Контроль
и
мониторинг
качества
электри
-
ческой
энергии
в
системах
электроснабжения
общего
назначения
. –
М
.:
Стандартинформ
, 2014.
2.
Большаков
О
.
В
.,
Воронин
В
.
А
.,
Шамонов
Р
.
Г
.,
Тульский
В
.
Н
.,
Толстов
М
.
Автоматизация
анали
-
за
качества
электроэнергии
в
ЕНЭС
//
ЭЛЕКТРО
-
ЭНЕРГИЯ
.
Передача
и
распределение
, 2013,
№
1(16).
С
. 56–62.
3.
Салимова
А
.
С
.,
Тульский
В
.
Н
.,
Шамонов
Р
.
Г
.
Метод
анализа
высших
гармоник
напряжения
в
магистральной
электрической
сети
//
ЭЛЕК
-
ТРИЧЕСТВО
, 2014,
№
7.
С
. 26–32.
Выводы
1.
Описан
опыт
реализации
«
пилотного
»
проекта
по
созданию
автоматизированной
системы
мониторинга
КЭ
в
четырех
филиалах
ПАО
«
ФСК
ЕЭС
»
на
более
ста
ПС
ЕНЭС
.
2.
В
качестве
оптимального
варианта
по
сбору
и
обработке
результатов
измерений
выбрано
решение
по
ежесуточной
передаче
всей
информации
на
получасовых
интервалах
и
су
-
точной
статистики
с
ПС
на
уровень
исполнительного
аппарата
компании
с
возможностью
удаленного
доступа
к
информации
с
произвольных
автоматизированных
рабочих
мест
кор
-
поративной
сети
на
основе
веб
-
технологий
.
3.
Отмечено
,
что
данный
проект
является
первым
неотъемлемым
шагом
в
построении
це
-
лостной
системы
управления
КЭ
в
электрических
сетях
России
всех
классов
напряжения
,
включающей
в
себя
комплекс
разнообразных
организационно
-
технических
мероприятий
.
Оригинал статьи: Система мониторинга и управления качеством электроэнергии в ЕНЭС
Для повышения качества электроэнергии (КЭ) на шинах подстанций (ПС) Единой национальной электрической сети России (ЕНЭС) ПАО «ФСК ЕЭС» реализует масштабную программу по созданию системы мониторинга и управления КЭ. В статье описан функционал автоматизированной системы в «пилотных» филиалах компании и предложены подходы к разработке мероприятий по повышению КЭ на основе результатов непрерывного контроля.
