48
СЕТИ
РОССИИ
у
п
р
а
в
л
е
н
и
е
с
е
т
я
м
и
управление сетями
Э
лектроэнергетика
—
одна
из
отраслей
экономики
,
ре
-
жим
работы
которой
опре
-
деляется
не
только
техно
-
логическими
нормами
производства
и
передачи
электроэнергии
,
но
и
те
-
кущими
гидрометеорологическими
условиями
.
Воздействие
природно
-
климатических
факторов
—
наибо
-
лее
часто
встречающаяся
причина
аварийного
отключения
электросе
-
тевого
оборудования
,
приводящая
к
обесточению
потребителей
.
Ураганы
,
штормы
и
молнии
—
наиболее
распространённые
опас
-
ные
природные
явления
,
наносящие
колоссальный
ущерб
объектам
.
На
рис
. 1
представлены
наиболее
зна
-
чимые
опасные
природные
явления
,
наблюдаемые
за
последнее
время
по
всему
миру
и
нанесшие
немалый
ущерб
объектам
инфраструктуры
,
в
том
числе
и
объектам
электроэнер
-
гетики
,
в
связи
с
чем
произошло
массовое
обесточение
потребите
-
лей
.
Примеры
последствий
воздей
-
Системы мониторинга
и прогнозирования
повреждений
электросети
ПАО «МОЭСК» как
элемент Smart Grid
Денис ДОГАДКИН, директор департамента,
Артём СМИРНОВ, заместитель директора департамента,
Роман МАРИН, главный эксперт,
Алексей РЕТТЛИНГ, ведущий эксперт,
ПАО «МОЭСК»
Рис
. 1.
Аварии
в
распределительных
сетях
в
мире
49
№
6 (33) 2015
ствия
опасных
природных
явлений
на
энергетиче
-
скую
инфраструктуру
некоторых
зарубежных
стран
приведены
в
табл
. 1.
Степень
воздействия
вышепе
-
речисленных
природных
явлений
на
энергетическую
инфраструктуру
по
тяжести
значительно
превышает
последствия
аварий
,
обусловленных
техногенной
деятельностью
человека
.
Табл
. 1.
Последствия
воздействия
опасных
природных
явлений
в
мире
США
,
Канада
Разряды
молний
Август
2003
г
.
Обесточено
> 50
млн
чел
.
Грузия
Ураган
Ноябрь
2004
г
.
Обесточено
> 1,5
млн
чел
.
США
Ураган
«Nor’easter»
Октябрь
2011
г
.
Обесточено
> 800
тыс
.
чел
.
Великобритания
Шторм
2002
г
.
Обесточено
> 370
тыс
.
чел
.
США
Ураган
«Irene»
Август
2011
г
.
Обесточено
> 100
тыс
.
чел
.
Франция
Ураган
Октябрь
2006
г
.
Обесточено
> 50
тыс
.
чел
.
Согласно
статистическим
данным
на
сегодняш
-
ний
день
воздействие
природно
-
климатических
факторов
—
одна
из
наиболее
часто
встречающих
-
ся
причин
аварийных
отключений
электросетевого
оборудования
,
приводящих
к
обесточению
потреби
-
телей
.
Для
территории
РФ
,
особенно
для
европейской
части
,
ураганы
и
штормы
,
наблюдаемые
в
США
,
Франции
,
Великобритании
и
других
странах
мира
,
не
характерны
.
Несмотря
на
это
электросетевой
комплекс
России
подвержен
воздействию
таких
природных
явлений
как
сильный
ветер
,
мокрый
снег
и
«
ледяной
дождь
»
(
рис
. 2).
Рис
. 2.
Аварии
в
распределительных
сетях
Российской
Федерации
Последствия
опасных
природных
явлений
на
тер
-
ритории
России
приведены
в
табл
. 2.
В
декабре
2010
года
территория
г
.
Москвы
и
Мо
-
сковской
области
подверглась
воздействию
такого
опасного
природного
явления
,
как
«
ледяной
дождь
»,
сопровождаемого
сильным
ветром
с
порывами
до
20
м
/
с
.
Табл
. 2.
Последствия
воздействия
опасных
природных
явлений
в
России
Москва
,
Московская
область
— «
ледяной
дождь
»,
декабрь
2010 —
январь
2011
года
Обесточено
> 300
тыс
.
чел
.
Краснодарский
край
—
«
ледяной
дождь
»,
январь
2014
года
Обесточено
> 250
тыс
.
чел
.
Тверская
,
Ярославская
,
Костром
-
ская
обл
. — «
ледяной
дождь
»,
ноябрь
2012
года
Обесточено
> 97,7
тыс
.
чел
.
Волгоградская
область
—
мокрый
снег
,
ветер
,
март
2014
года
Обесточено
> 76
тыс
.
чел
.
Ростовская
область
—
«
ледяной
дождь
»,
январь
2014
года
Обесточено
> 51
тыс
.
чел
.
Псковская
область
—
«
ледяной
дождь
»,
ноябрь
2012
года
Обесточено
> 18
тыс
.
чел
.
В
результате
воздействия
стихии
произошло
мас
-
совое
падение
деревьев
на
ЛЭП
,
а
также
прибли
-
жение
на
недопустимое
расстояние
крон
деревьев
к
проводам
воздушных
ЛЭП
под
тяжестью
гололёд
-
но
-
изморозевых
отложений
,
что
в
свою
очередь
при
-
вело
к
обесточению
(
табл
. 3)
большого
количества
потребителей
,
в
том
числе
:
•
международного
аэропорта
«
Домодедово
»;
•
потребителей
Московской
области
,
входящих
в
состав
более
чем
20
районов
электрических
сетей
ПАО
«
МОЭСК
».
Табл
. 3.
Количество
отключённых
объектов
ПАО
«
МОЭСК
»
Объект
Класс
напряжения
,
кВ
220
110
35
6—10
ЛЭП
7
128
82
—
ЦП
1
71
62
—
РП
,
ТП
—
—
—
10330
Аварийные
отключения
,
произошедшие
в
ре
-
зультате
воздействия
«
ледяного
дождя
»,
привели
к
ограничению
электроснабжения
более
300
тыс
.
человек
.
Максимальное
ограничение
мощности
потребителей
в
пик
отключений
составило
свыше
500
МВт
.
Последствия
воздействия
«
ледяного
до
-
ждя
»
на
инфраструктуру
ПАО
«
МОЭСК
»
представ
-
лены
на
рис
. 3.
На
основании
результатов
анализа
предприня
-
тых
и
необходимых
мер
по
ликвидации
последствий
«
ледяного
дождя
»
в
ПАО
«
МОЭСК
»
запущен
про
-
ект
по
выполнению
научно
-
исследовательской
и
50
СЕТИ РОССИИ
опытно
-
конструкторской
работы
(
далее
—
НИОКР
)
«
Системы
мониторинга
и
прогнозирования
повреж
-
дений
электрической
сети
с
оценкой
необходимой
мобилизации
ресурсов
при
воздействии
опасных
природных
явлений
».
В
рамках
выполнения
НИОКР
изучен
ряд
миро
-
вых
систем
мониторинга
и
прогнозирования
опасных
природных
явлений
,
используемых
электросетевы
-
ми
компаниями
,
в
том
числе
система
прогнозиро
-
вания
Weather Sentry Online (WSO)
производства
Schneider Electric (Telvent),
внедрённая
электросе
-
тевой
компанией
Central Hudson Gas0 and Electric
(
штат
Нью
-
Йорк
,
США
),
позволяющая
осуществлять
непрерывный
мониторинг
природных
явлений
в
ре
-
альном
времени
,
получать
прогнозные
данные
о
по
-
годе
на
конкретных
участках
и
принимать
комплекс
мероприятий
до
начала
их
наступления
.
Примером
работы
внедрённой
системы
являет
-
ся
прогнозирование
момента
наступления
урагана
«Irene»
в
августе
2011
года
за
4
дня
до
момента
на
-
ступления
,
что
позволило
руководству
компании
сво
-
евременно
перевести
персонал
в
состояние
повы
-
шенной
готовности
и
мобилизовать
дополнительные
ресурсы
(
ремонтные
бригады
)
из
соседних
штатов
.
Ход
устранения
последствий
урагана
приведён
на
рис
. 4.
По
итогам
анализа
существующих
мировых
си
-
стем
мониторинга
и
прогнозирования
опасных
природных
явлений
,
таких
как
система
Quantum
Weather (
разработка
Сент
-
Луисского
Университета
),
Deep Thunder (
разработка
компании
IBM), MxVision
Weather Sentry Online (
разработка
Schneider Electric
(Telvent),
разработана
архитектура
,
в
соответствии
с
которой
предполагается
функционирование
систе
-
мы
мониторинга
и
прогнозирования
повреждений
электрической
сети
при
воздействии
опасных
при
-
родных
явлений
ПАО
«
МОЭСК
» (
рис
. 5).
Рис
. 3.
Последствия
«
ледяного
дождя
»
в
Московской
области
Рис
. 4.
Ход
устранения
последствий
урагана
«Irene»
Отк
лю
чённые
по
тре
бит
ели
,
тыс
.
Пик
отключений
(117523)
Начало
шторма
Отключения
28
авг
.
29
авг
.
30
авг
.
31
авг
.
01
сент
.
02
сент
.
03
сент
.
04
сент
.
05
сент
.
06
сент
.
Да
та
120
100
80
60
40
20
0
Ключевые
этапы
восстановления
Восстановлено
50%
потребителей
Восстановлено
90%
потребителей
Рис
. 5.
Архитектура
системы
ИСХОДНЫЕ
ДАННЫЕ
РЕЗУЛЬТАТЫ
ПАО
МОЭСК
ПАО
МОЭСК
Собственная
сеть
Другие
источники
Дополнительная
информация
РОСГИДРОМЕТ
Грозомо
-
ниторинг
Пожаро
-
мониторинг
Приземные
наблюдения
Сбор
и
обработка
входных
данных
•
Прогнозирование
времени
и
места
вероятной
аварийной
ситуации
;
•
Определение
типа
и
количества
повреждаемого
оборудования
;
•
Оценка
ресурсов
,
необходимых
для
ликвидации
послед
-
ствий
прогнозируемого
опасного
природного
явления
.
Смежные
субъекты
электроэнергетики
СИСТЕМА
МОНИТОРИНГА
И
ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
ОПАСНЫХ
ПРИРОДНЫХ
ЯВЛЕНИЙ
Автоматические
метеостанции
Станции
мониторинга
ЛЭП
В
настоящий
момент
определены
электросете
-
вые
объекты
ПАО
«
МОЭСК
»,
на
территории
которых
будут
установлены
автоматические
метеорологиче
-
ские
станции
(
АМС
).
Метеопараметры
с
установленных
метеостанций
(
атмосферное
давление
,
температура
и
влажность
воздуха
,
тип
и
количество
осадков
,
направление
и
скорость
ветра
)
будут
поступать
в
разрабатываемую
систему
мониторинга
для
последующей
обработки
.
Выбор
мест
установки
осуществлялся
,
исходя
из
не
-
обходимости
обеспечения
требуемой
плотности
на
-
блюдаемости
сети
(1
метеостанция
на
1000
км
2
),
с
учётом
существующих
метеостанций
Федеральной
службы
по
гидрометеорологии
и
мониторингу
окру
-
жающей
среды
.
В
разрабатываемой
системе
мониторинга
пред
-
усмотрена
возможность
обмена
данными
с
другими
системами
метеомониторинга
таких
организаций
как
Автономная
некоммерческая
организация
«
Гидро
-
метеорологическое
бюро
Москвы
и
Московской
об
-
ласти
»,
Центры
по
предотвращению
чрезвычайных
ситуаций
на
территории
г
.
Москвы
и
Московской
об
-
ласти
и
субъектов
электроэнергетики
,
имеющими
на
сегодняшний
день
оборудование
для
осуществления
функции
метеомониторинга
,
а
также
дополнительно
устанавливаемыми
метеостанциями
на
объектах
ПАО
«
МОЭСК
»
в
рамках
НИОКР
(
рис
. 6).
51
№
6 (33) 2015
Для
автоматизированного
рабочего
места
(
АРМ
)
диспетчера
разработано
про
-
граммное
обеспечение
,
позволяющее
вы
-
водить
на
экраны
мониторов
результаты
обработки
метеоданных
в
численном
и
графическом
видах
,
а
также
в
виде
элек
-
тронной
интерактивной
карты
.
Интерфейс
программного
обеспечения
разделён
на
две
части
(
рис
. 7):
•
картографический
экран
:
предназна
-
чен
для
отображения
фактических
и
прогнозных
метеоданных
,
данных
гро
-
зо
-
и
пожаромониторинга
,
координат
местоположения
электросетевых
объ
-
ектов
ПАО
«
МОЭСК
»;
•
диспетчерский
экран
:
предназначен
для
отображения
оповещений
и
пред
-
упреждений
о
наличии
и
прогнозе
возникновения
опасных
природных
явлений
,
вероятности
повреждения
электросетевых
объектов
,
располага
-
емых
в
зоне
действия
опасного
при
-
родного
явления
,
необходимого
коли
-
чества
персонала
и
техники
(
грузовых
машин
,
подъёмных
кранов
,
инструмен
-
тов
,
проводов
,
опор
),
требуемых
для
ликвидации
последствий
возможных
аварий
,
в
виде
«
ленты
событий
».
Для
реализации
функций
определе
-
ния
вероятностного
состава
и
количества
повреждаемого
оборудования
,
а
также
географического
места
возникновения
не
-
благоприятных
природных
явлений
,
необ
-
ходимых
для
расчёта
оптимального
пути
следования
ремонтных
бригад
,
в
базу
данных
программного
обеспечения
внесе
-
ны
данные
геоинформационной
системы
Можайского
и
Рузского
РЭС
(
координаты
расположения
опор
,
трасс
ВЛ
,
питающих
центров
).
В
случае
попадания
оборудования
ПАО
«
МОЭСК
»
в
зону
действия
прогнози
-
руемого
опасного
природного
явления
определяются
координаты
расположения
оборудования
и
осущест
-
вляется
расчёт
оптимального
пути
следования
ре
-
монтных
бригад
с
использованием
поисково
-
инфор
-
мационных
картографических
сервисов
.
Разрабатываемая
система
по
мере
прохождения
опасных
природных
явлений
осуществляет
запись
и
хранение
:
•
метеопараметров
,
при
которых
возникло
опасное
природное
явление
;
•
ресурсов
,
потребовавшихся
для
ликвидации
по
-
следствий
опасного
природного
явления
.
Данная
функция
по
мере
эксплутации
системы
мониторинга
позволит
на
основании
собранных
статистических
данных
осуществлять
более
точное
прогнозирование
опасных
природных
явлений
,
по
-
высить
эффективность
использования
ресурсов
,
не
-
обходимых
для
ликвидации
их
последствий
.
Внедрение
в
ПАО
«
МОЭСК
»
системы
мониторин
-
га
и
прогнозирования
повреждений
электрической
сети
при
воздействии
опасных
природных
явлений
как
одного
из
компонентов
Smart Grid
может
быть
ис
-
пользовано
в
качестве
типового
решения
для
ДЗО
,
в
результате
применения
которого
может
быть
достиг
-
нуто
:
•
снижение
времени
ликвидации
мобильными
бри
-
гадами
аварийных
ситуаций
,
вследствие
заблаго
-
временного
прогнозирования
времени
и
места
возникновения
опасного
природного
явления
и
определения
оптимального
маршрута
следова
-
ния
мобильных
бригад
к
месту
предполагаемой
аварии
;
•
сокращение
убытков
,
связанных
с
недоотпуском
электроэнергии
в
результате
воздействия
небла
-
гоприятных
природных
явлений
;
•
снижение
затрат
,
связанных
с
необходимостью
организации
дежурства
персонала
на
подстан
-
циях
в
период
объявления
«
Режима
повышенной
готовности
».
Рис
. 6.
Схема
расположения
планируемых
к
установке
АМС
ПАО
«
МОЭСК
»
Рис
. 7.
Общий
вид
АРМ
диспетчера
Оригинал статьи: Системы мониторинга и прогнозирования повреждений электросети ПАО «МОЭСК» как элемент SmartGrid
Электроэнергетика — одна из отраслей экономики, режим работы которой определяется не только технологическими нормами производства и передачи электроэнергии, но и текущими гидрометеорологическими условиями. Воздействие природноклиматических факторов — наиболее часто встречающаяся причина аварийного отключения электросетевого оборудования, приводящая к обесточению потребителей.
