36
АНАЛИТИКА
СЕТИ РОССИИ
36
у
п
р
а
в
л
е
н
и
е
с
е
т
я
м
и
управление сетями
В
условиях
конкурентного
рынка
и
огра
-
ниченного
финансирования
перед
электросетевыми
компаниями
стоят
за
-
дачи
обеспечения
качества
электриче
-
ской
энергии
,
снижения
средней
частоты
и
про
-
должительности
перерывов
электроснабжения
потребителей
(SAIFI, SAIDI),
снижения
потерь
при
передаче
электрической
энергии
и
повы
-
шения
эффективности
затрат
на
капитальное
строительство
и
операционную
деятельность
(CAPEX, OPEX).
ВНЕДРЕНИЕ
ПОДСИСТЕМЫ
Рост
потребления
активной
и
реактивной
мощности
в
г
.
Москве
и
Московской
области
приводит
к
росту
потерь
электрической
энергии
,
снижению
уровня
напряжения
в
сети
и
увеличе
-
нию
загрузки
электросетевого
оборудования
.
В
свою
очередь
величину
потребления
и
направление
потоков
реактивной
мощности
в
распределительной
электрической
сети
опре
-
деляет
наличие
у
потребителей
асинхронных
двигателей
,
индукционных
печей
,
сварочных
аппаратов
,
преобразовательных
установок
и
люминесцентного
освещения
(
офисные
здания
и
сооружения
).
ПАО
«
МОЭСК
»
в
рамках
внедрения
техно
-
логий
интеллектуальных
распределительных
электрических
сетей
реализуется
подсистема
управления
уровнями
напряжения
и
потоками
реактивной
мощности
посредством
действия
устройств
автоматики
регулирования
напря
-
жения
трансформаторов
(
АРНТ
)
питающих
центров
и
включения
/
отключения
средств
ком
-
пенсации
реактивной
мощности
(
СКРМ
).
Управ
-
ление
и
контроль
работы
данной
подсистемы
осуществляется
в
SCADA/DMS/OMS.
Подсистема
предназначена
для
поддер
-
жания
нормированных
уровней
напряжения
,
снижения
потерь
электрической
энергии
и
раз
-
грузки
электросетевого
оборудования
путём
оптимального
использования
возможностей
регулирования
напряжения
и
компенсации
ре
-
активной
мощности
в
распределительной
элек
-
трической
сети
—
управления
устройствами
АРНТ
и
СКРМ
.
Отклонение
уровня
напряжения
в
точках
по
-
ставки
электрической
энергии
является
одним
из
показателей
качества
электрической
энергии
и
нормируется
ГОСТ
32144-2013.
Несоблюдение
нормируемых
уровней
напряжения
приводит
к
конфликту
интересов
электросетевой
компании
и
потребителей
,
а
также
создаёт
репутационные
риски
для
электросетевой
компании
.
Автоматическое
управление
потоками
реак
-
тивной
мощности
позволяет
снизить
загрузку
электросетевого
оборудования
и
,
как
следствие
,
отсрочить
или
полностью
исключить
затраты
на
замену
существующего
электросетевого
обору
-
дования
и
строительство
новых
объектов
,
а
так
-
же
приводит
к
высвобождению
дополнительной
мощности
для
технологического
присоединения
.
Кроме
того
,
снижение
загрузки
электросете
-
вого
оборудования
уменьшает
количество
опе
-
ративных
и
автоматических
отключений
обору
-
дования
,
связанных
с
перегрузкой
,
и
приводит
к
снижению
частоты
и
перерывов
электроснабже
-
ния
потребителей
.
В
то
же
время
регулирование
напряжения
и
компенсация
реактивной
мощности
в
непосред
-
ственной
близости
к
потребителю
приводит
к
снижению
потерь
электрической
энергии
,
а
так
-
же
к
обеспечению
нормированных
уровней
на
-
пряжения
в
электрической
сети
.
Эффект
снижения
загрузки
трансформатора
при
включении
СКРМ
представлен
на
рис
. 1.
ОПИСАНИЕ
ПОДСИСТЕМЫ
Формирование
управляющих
воздействий
подсистемы
управления
уровнем
напряжения
и
потоками
реактивной
мощности
реализуется
в
SCADA/DMS/OMS,
в
которой
выполнен
алго
-
ритм
оптимизации
работы
электрической
сети
по
функции
минимизации
потерь
электрической
энергии
без
снижения
надёжности
электроснаб
-
жения
потребителей
.
Система управления уровнями
напряжения и потоками
реактивной мощности как
элемент Smart Grid
Денис ДОГАДКИН, директор Департамента,
Артём СМИРНОВ, заместитель директора Департамента,
Дмитрий СКУПОВ, главный эксперт, Ольга ГУБАРДИНА, ведущий эксперт,
ПАО «МОЭСК»
37
№
4 (31) 2015
37
SCADA/DMS/OMS
анализирует
данные
по
уров
-
ням
напряжения
и
нагрузке
в
контрольных
точках
,
поступающих
от
систем
телемеханики
и
/
или
счётчи
-
ков
электрической
энергии
,
выполняет
расчёт
элек
-
трических
режимов
и
определяет
уровни
напряжения
в
распределительной
электрической
сети
заданного
района
.
Алгоритм
подсистемы
по
управлению
уровня
-
ми
напряжения
строится
по
следующему
принципу
.
При
отклонении
напряжения
в
контрольных
точках
от
требуемых
величин
SCADA/DMS/OMS
выполняет
цикл
расчётов
управляющих
воздействий
на
пере
-
ключение
отпаек
РПН
трансформаторов
питающих
центров
устройствами
АРНТ
,
а
также
включение
или
отключение
СКРМ
,
установленных
в
ТП
(
РТП
).
Управление
потоками
реактивной
мощности
в
подсистеме
заключается
в
том
,
что
при
выявлении
отклонения
загрузки
электросетевого
оборудова
-
ния
по
реактивной
мощности
от
заданных
пределов
SCADA/DMS/OMS
выполняет
цикл
расчётов
управ
-
ляющих
воздействий
на
включение
или
отключение
СКРМ
,
установленных
в
ТП
(
РТП
).
Если
результаты
расчётов
показывают
,
что
при
выполнении
управляющих
воздействий
уровни
на
-
пряжения
в
заданном
районе
распределительной
электрической
сети
соответствуют
требуемым
вели
-
чинам
и
загрузка
электросетевого
оборудования
не
выходит
за
заданные
пределы
, SCADA/DMS/OMS
подаёт
соответствующие
управляющие
воздействия
в
устройства
АРНТ
для
переключения
отпаек
РПН
трансформаторов
и
включение
/
отключение
СКРМ
.
Установленные
в
ТП
(
РТП
) 6—20
кВ
СКРМ
могут
быть
как
регулируемыми
,
так
и
нерегулируемыми
.
В
случае
установки
регулируемых
СКРМ
управляю
-
щие
воздействия
принимаются
на
включение
,
отклю
-
чение
и
изменение
настройки
СКРМ
,
в
случае
уста
-
новки
нерегулируемых
—
только
на
включение
или
отключение
.
Подсистема
управления
уровнями
напряжения
и
потоками
реактивной
мощности
в
SCADA/DMS/
OMS,
работая
в
автоматическом
режиме
,
позволяет
выполнять
моделирование
режима
работы
распре
-
делительной
электрической
сети
в
режиме
форми
-
рования
рекомендаций
оперативно
-
диспетчерскому
персоналу
при
планировании
переключений
в
сети
,
а
также
выдавать
рекомендации
по
переключению
ПБВ
трансформаторов
ТП
(
РТП
).
Для
реализации
подсистемы
необходимы
совре
-
менные
микропроцессорные
устройства
АРНТ
,
сред
-
ства
компенсации
реактивной
мощности
,
системы
теле
-
механики
и
телекоммуникаций
для
контроля
режимных
параметров
распределительной
электрической
сети
и
передачи
управляющих
воздействий
(
рис
. 2).
Контрольные
точки
по
напряжению
и
реактивной
мощности
задаются
по
точкам
поставки
электриче
-
ской
энергии
на
границах
балансовой
принадлежно
-
сти
и
узлам
электрической
сети
с
минимальными
и
максимальными
уровнями
напряжения
по
результа
-
там
проведения
ежегодных
(
зимних
и
летних
)
и
вне
-
очередных
контрольных
измерений
.
Для
передачи
значений
уровней
напряжения
,
а
так
-
же
величин
активной
и
реактивной
нагрузок
в
SCADA/
DMS/OMS
контрольные
точки
оснащаются
система
-
ми
телемеханики
и
/
или
счётчиками
электрической
энергии
,
способными
передавать
данные
параметров
электрической
сети
.
Также
подсистема
снабжается
данными
от
существующих
систем
телемеханики
и
автоматизированной
системы
коммерческого
учёта
электрической
энергии
.
Определение
уровней
напряжения
и
потокора
-
спределения
в
оставшихся
узлах
электрической
сети
выполняется
расчётным
путём
в
SCADA/DMS/OMS,
для
чего
выполняется
формирование
расчётных
мо
-
делей
распределительной
электрической
сети
.
ПЛАНИРУЕМЫЕ
РЕЗУЛЬТАТЫ
ВНЕДРЕНИЯ
Внедрение
подсистемы
управления
уровнями
на
-
пряжения
и
потоками
реактивной
мощности
как
эле
-
мента
интеллектуальных
распределительных
элек
-
трических
сетей
позволит
:
•
снизить
технические
потери
электрической
энер
-
гии
;
•
сократить
капитальные
и
операционные
затраты
;
•
выполнять
регулирование
напряжения
с
обеспече
-
нием
качества
электрической
энергии
;
•
высвободить
дополнительную
мощность
для
тех
-
нологического
присоединения
.
Рис
. 2.
Функциональная
схема
взаимодействия
подсистемы
Рис
. 1.
Снижение
загрузки
трансформатора
при
включении
/
отключении
СКРМ
Допустимая
нагрузка
Перегрузка
Включение
СКРМ
Полная
мощность
Полная
мощность
с
включением
СКРМ
Отключение
СКРМ
Мощность
включенного
СКРМ
2000
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
А
ч
Оригинал статьи: Система управления уровнями напряжения и потоками реактивной мощности как элемент Smart Grid
В условиях конкурентного рынка и ограниченного финансирования перед электросетевыми компаниями стоят задачи обеспечения качества электрической энергии, снижения средней частоты и продолжительности перерывов электроснабжения потребителей (SAIFI, SAIDI), снижения потерь при передаче электрической энергии и повышения эффективности затрат на капитальное строительство и операционную деятельность (CAPEX, OPEX).
