22
Июль
–
август
2015
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
22
УПРАВЛЕНИЕ
Активами
С
лучшим
пониманием
технического
состояния
активов
РЕСО
способна
сбалансировать
эффективность
и
продуктивность
.
П
редставьте
,
что
данные
счётчика
можно
было
бы
проанализировать
,
что
помогло
бы
более
эффективно
управлять
активами
и
осущест
-
влять
функциональное
развитие
.
В
то
время
как
многие
только
обсуждали
такие
возможности
,
ком
-
пания
PECO,
входящая
в
корпорацию
Exelon,
уже
не
-
сколько
десятилетий
активно
работала
с
«
умными
»
системами
.
Компания
РЕСО
первой
начала
искать
спо
-
собы
использования
ежедневных
показаний
счётчиков
,
помимо
выставления
счетов
потребителям
,
для
извле
-
чения
дополнительной
выгоды
из
односторонней
плат
-
формы
автоматического
снятия
показаний
счётчиков
(AMR).
Хотя
метод
является
перспективным
,
эти
перво
-
начальные
усилия
были
ограничены
из
-
за
неоднород
-
ности
и
разрешения
данных
.
Требовалось
получать
данные
с
часовым
интервалом
.
Под
влиянием
местного
государственного
законо
-
дательства
,
в
сочетании
с
выплатой
стимулирующих
дотаций
в
соответствии
с
Законом
«
О
восстановлении
и
реинвестировании
американской
экономики
»,
РЕСО
активно
заменяет
свои
системы
AMR
современной
усовершенствованной
системой
приборов
учёта
(AMI).
«Умные» методы анализа
управляют «умной» системой
управления активами
PECO обнаруживает перегруженные трансформаторы
до возникновения отказа и использует этот анализ в
дальнейшем.
Гленн Притчард (Glenn Pritchard),
PECO
Этот
проект
является
одной
из
крупнейших
инвести
-
ционных
программ
РЕСО
,
и
по
завершении
его
ввода
в
эксплуатацию
охватит
всех
(1,6
млн
)
потребителей
газа
и
электричества
.
Все
счётчики
будут
настроены
на
учёт
потребления
энергии
с
не
менее
чем
часовы
-
ми
интервалами
,
что
создаст
возможность
значительно
улучшить
использование
данных
и
их
анализ
по
всему
предприятию
.
Как
только
данные
начинают
поступать
от
приборов
учёта
,
необходимо
разрабатывать
средства
по
эффек
-
тивному
использованию
этих
данных
.
Одним
из
инте
-
ресных
способов
их
применения
является
управление
активами
,
когда
количество
энергии
,
потребляемое
отдельными
потребителями
,
складывается
в
единое
значение
для
отображения
нагрузки
на
конкретный
трансформатор
.
Эти
значения
далее
экстраполируются
в
модель
полной
сети
,
которая
может
использоваться
для
оценки
нагрузки
оборудования
и
повышения
ситу
-
ационной
осведомлённости
,
чтобы
улучшить
беспере
-
бойную
работу
модели
соединения
счётчиков
и
транс
-
форматора
.
Сбалансированное
управление
активами
Управление
активами
всегда
требует
соблюдать
баланс
между
продуктив
-
ностью
(
доступностью
и
производительностью
обо
-
рудования
)
и
эффективно
-
стью
(
стоимостью
оборудо
-
вания
).
Сложно
соблюдать
эффективное
распределе
-
ние
ресурсов
с
целью
обе
-
спечения
более
высокого
уровня
услуг
для
потребите
-
лей
и
надёжности
,
при
этом
достигая
финансовых
за
-
дач
,
и
управление
рисками
активов
часто
сводится
к
23
Июль
–
август
2015
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
23
УПРАВЛЕНИЕ
Активами
Использование
данных
усовершенствованной
системы
приборов
учёта
для
отслеживания
нагрузки
трансформатора
может
по
-
мочь
избежать
отказов
,
слишком
частых
для
распределительных
трансформаторов
.
способности
предприятия
оптимизировать
доступность
активов
,
несмотря
на
издержки
по
обеспечению
до
-
ступности
.
Для
PECO
способность
объединить
данные
прибо
-
ров
учёта
и
исходного
трансформатора
означает
,
что
предприятие
обладает
гораздо
лучшим
пониманием
технического
состояния
активов
,
помогающим
сбалан
-
сировать
конфликтующие
требования
эффективности
и
продуктивности
.
Цель
предприятия
состоит
в
том
,
что
-
бы
лучше
понять
,
какие
трансформаторы
могут
подвер
-
гаться
риску
перегрузки
в
пиковые
периоды
.
С
такими
знаниями
можно
расставлять
приоритеты
в
работе
и
предотвращать
возможные
неисправности
,
тем
самым
гарантируя
,
что
каждый
доллар
,
вложенный
в
управле
-
ние
активами
,
относится
к
категории
наивысшего
при
-
оритета
.
Если
предприятие
преобразовывается
с
помощью
«
умных
»
сетей
,
потребность
в
чёткой
связности
и
моде
-
лях
активов
для
прогнозируемой
оценки
активов
стано
-
вится
крайне
важной
.
Неточности
в
определении
транс
-
форматоров
,
обслуживающих
каждого
потребителя
,
должны
быть
выявлены
и
исправлены
.
Традиционные
способы
получения
таких
исправлений
,
которые
требу
-
ют
проведения
осмотра
на
месте
и
проверки
соедине
-
ния
,
характеризуются
медленностью
и
трудоёмкостью
.
Эти
процессы
могут
быть
улучшены
и
автоматизирова
-
ны
с
применением
анализа
и
данных
усовершенство
-
ванной
системы
приборов
учёта
.
Частные
решения
по
улучшению
модели
соедине
-
ний
используют
сигнальное
оповещение
об
отключени
-
ях
и
данные
напряжения
от
приборов
учёта
.
Сообще
-
ния
об
отдельных
отключениях
могут
сопровождаться
перекрёстными
ссылками
на
известные
отключения
,
чтобы
понять
,
все
ли
предполагаемые
приборы
учёта
обнаружили
и
сообщили
об
отключении
.
Любые
недо
-
стающие
или
излишние
отчёты
указывают
на
ошибки
в
модели
,
которые
могут
быть
выбраны
для
дальнейше
-
го
анализа
и
коррекции
.
Как
только
этот
тип
процесса
задокументирован
и
подтверждён
,
он
может
быть
ав
-
томатизирован
в
качестве
одного
из
первых
шагов
в
создании
действительно
передовой
интеллектуальной
сети
.
Следует
также
отметить
,
что
аналогичный
процесс
может
быть
использован
для
улучшения
распределе
-
ния
фаз
трансформатора
и
документального
оформле
-
ния
участка
линии
.
Система
обслуживания
приборов
После
того
,
как
это
стало
понятно
и
такая
модель
соединений
достигла
приемлемого
уровня
точности
,
стали
рассматриваться
решения
в
области
управле
-
ния
активами
.
Хорошая
отправная
точка
—
определе
-
ние
перегрузок
или
стрессовых
активов
,
которые
могут
создать
риск
отказа
.
Такой
анализ
может
привести
ко
многим
другим
видам
программ
,
таким
как
системы
про
-
активного
управления
трансформаторами
или
даже
применения
такой
же
концепции
для
кабелей
и
других
элементов
сети
.
Поскольку
почасовой
интервал
данных
от
каждого
прибора
учёта
отражает
потребление
электроэнер
-
гии
,
интервальные
данные
могут
быть
использованы
при
построении
модели
всей
распределительной
сети
.
Первым
шагом
для
PECO
было
суммирование
нагру
-
зок
отдельных
потребителей
на
конкретные
трансфор
-
маторы
,
чтобы
узнать
общее
потребление
или
форму
графика
нагрузки
для
трансформатора
.
Это
позволяет
предприятию
увидеть
,
какие
потребители
наиболее
со
-
ответствуют
общей
форме
нагрузки
трансформатора
.
Определение
трансформаторов
,
подверженных
риску
После
того
,
как
форма
графика
нагрузки
трансфор
-
матора
найдена
,
можно
запускать
приложения
,
чтобы
контролировать
работу
каждого
распределительного
трансформатора
в
любой
конкретный
период
.
РЕСО
ра
-
ботала
с
командой
DataRaker
компании
Oracle
при
раз
-
работке
формы
графика
и
применила
её
ко
всему
парку
своих
распределительных
трансформаторов
.
Первое
применение
было
для
потребителей
трансформаторов
,
потенциально
находящихся
в
группе
риска
.
Результат
показал
,
что
риск
был
минимальным
и
мог
быть
устра
-
нён
за
счёт
местного
перераспределения
нагрузки
.
Этот
тип
анализа
регулярно
используется
в
настоящее
время
в
рамках
мероприятий
РЕСО
по
повышению
лет
-
ней
и
зимней
готовности
.
Следующим
логическим
шагом
будет
разработка
общих
нормальных
рабочих
параметров
для
каждого
устройства
.
Эти
параметры
будут
использоваться
для
определения
нормальных
рабочих
диапазонов
.
Тогда
,
если
нагрузка
прибора
неожиданно
превышает
значе
-
ния
диапазона
,
выработаются
исключения
,
которые
затем
будут
переданы
для
дальнейшего
исследова
-
ния
.
Преимущество
использования
этого
типа
анализа
на
уровне
трансформатора
заключается
не
только
в
определении
изменений
,
которые
могут
быстро
про
-
изойти
без
уведомления
,
а
также
в
гарантии
того
,
что
электрическая
распределительная
система
оптималь
-
на
по
размеру
и
работает
с
максимальной
эффектив
-
ностью
.
Послеаварийный
анализ
РЕСО
расширил
эту
методологию
анализа
,
чтобы
создать
инструмент
послеаварийного
анализа
.
Когда
система
управления
отключениями
PECO
идентифи
-
24
Июль
–
август
2015
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
24
Резкое
повышение
нагрузки
трансформатора
может
привести
к
его
перегрузке
и
по
-
тенциально
ожидаемому
отказу
.
График
нагрузки
трансформатора
в
определённый
период
времени
Двухлетнее
иссле
-
дование
отслеживало
форму
графика
на
-
грузки
(
синяя
линия
)
фактического
транс
-
форматора
вместе
с
температурой
окру
-
жающей
среды
(
жёл
-
тая
линия
).
В
течение
первого
года
нагрузка
остаётся
относитель
-
но
ровной
и
не
реаги
-
рует
на
температуру
.
Были
незначительные
колебания
,
но
не
было
однозначной
взаимосвязи
с
из
-
менением
температуры
.
Во
второй
год
,
однако
,
увеличения
нагрузки
непосредственно
связаны
с
изменениями
температуры
.
Это
означает
,
что
основные
потребители
этого
трансформатора
,
возможно
,
изменили
свои
источники
отопления
.
Исследова
-
ние
на
месте
показало
,
что
потребители
поменяли
свои
источники
отопления
на
обогреватели
из
электроизоляционного
материала
.
Подобный
анализ
показывает
,
что
происходит
,
если
потребители
добавля
-
ют
электротранспортные
средства
или
модернизируют
своё
оборудование
или
технику
.
УПРАВЛЕНИЕ
Активами
цирует
отказ
трансформатора
,
диспетчер
может
запу
-
стить
анализ
,
чтобы
увидеть
совпал
ли
отказ
с
пиковой
нагрузкой
.
Инструмент
графически
показывает
нагрузку
трансформатора
до
точки
сбоя
,
что
помогает
диспетче
-
ру
выбрать
надлежащее
направление
действий
,
чтобы
восстановить
нагрузку
и
предотвратить
отказы
в
буду
-
щем
.
График
ниже
показывает
пример
трансформатора
с
относительно
резким
увеличением
формы
нагрузки
,
которую
он
,
однако
,
поддерживал
в
течение
довольно
длительного
периода
.
Изменение
нагрузки
было
связа
-
но
с
тем
,
что
многоквартирный
дом
перешёл
на
элек
-
трическое
отопление
без
уведомления
PECO.
Наличие
системы
с
возможностью
распознавать
эту
проблему
имеет
первостепенное
значение
,
если
основ
-
ной
целью
является
исключение
сбоев
в
критические
моменты
.
В
этом
случае
PECO
смогла
увеличить
раз
-
меры
трансформатора
,
чтобы
обеспечить
прежний
уро
-
вень
мощности
для
потребителя
.
Новые
возможности
в
прогнозировании
отказов
После
того
,
как
профили
нагрузки
трансформатора
были
созданы
,
РЕСО
пере
-
шла
к
определению
того
,
как
использовать
почасовые
данные
о
потреблении
энер
-
гии
и
механические
параме
-
тры
для
улучшения
прогнози
-
рования
анализа
отказов
.
Как
выяснилось
,
прошлая
зима
,
которая
была
одной
из
самых
холодных
в
последние
годы
,
предоставила
РЕСО
отлич
-
ные
данные
для
составления
прогнозной
аналитики
.
Для
этого
исследования
РЕСО
создала
пример
ис
-
пользования
и
предоста
-
вила
команде
DataRaker
компании
Oracle
данные
по
отказам
трансформатора
с
начала
января
2015
года
и
спросила
— «
Можем
ли
мы
на
основании
наших
текущих
данных
предсказать
выход
трансформаторов
из
строя
,
связанный
с
перегрузкой
?».
В
качестве
отправной
точки
РЕСО
выбрала
пять
транс
-
форматоров
,
отказавших
при
перегрузке
.
Этот
анализ
имел
обратную
силу
,
а
в
некоторых
слу
-
чаях
выбранные
трансформаторы
были
в
районах
,
не
полностью
переведённых
вовремя
на
усовершенство
-
ванную
систему
прибора
учёта
(AMI),
так
что
произошло
смешение
данных
AMR
и
AMI. (
Это
важно
,
потому
что
базы
данных
AMR
создаются
из
ежедневных
,
а
не
поча
-
совых
отчётов
.)
В
этих
случаях
нагрузка
была
разбита
на
1/6
от
часов
пиковой
нагрузки
при
оставшейся
части
нагрузки
,
равномерно
распределённой
на
остальные
часы
,
для
создания
реалистичной
аппроксимации
фак
-
тической
формы
графика
нагрузки
трансформатора
.
Фактические
нагрузки
затем
сравнили
с
номинальным
и
аварийным
режимом
трансформатора
.
Анализ
показал
,
что
некоторые
отказы
,
изначально
приписываемые
перегрузке
,
не
имеют
никаких
доказа
-
тельств
,
в
то
время
как
другие
отказы
имели
признаки
того
,
что
трансформатор
ре
-
гулярно
работал
в
аварийном
режиме
.
Дальнейший
анализ
определил
,
что
порядок
прове
-
дения
прогнозного
анализа
мо
-
жет
выявить
тенденции
нагрузки
и
предсказать
будущие
отказы
.
Впоследствии
эта
процедура
определила
,
что
четыре
из
пяти
трансформаторов
с
отказами
показали
ранее
не
выявленные
признаки
перегрузки
,
которые
,
возможно
,
способствовали
от
-
казам
.
На
основе
этого
анализа
РЕСО
пришла
к
выводу
,
что
дополнительное
исследование
является
оправданным
.
Пред
-
25
Июль
–
август
2015
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
25
РЕСО
провела
анализ
пяти
трансформаторов
,
которые
от
-
ключились
из
-
за
перегрузки
.
Точка
отказа
обозначается
вер
-
тикальной
затенённой
областью
,
чёрная
линия
показывает
номинальное
значение
трансформатора
и
красная
линия
—
аварийное
значение
.
УПРАВЛЕНИЕ
Активами
приятие
будет
продолжать
эту
работу
в
течение
лета
,
работая
над
определением
различий
в
схемах
нагруз
-
ки
и
реакцией
на
них
.
Подсчёт
прибыли
Как
и
в
случае
с
любыми
инвестициями
,
важно
иметь
возможность
подсчитать
доход
или
прибыль
.
Как
уже
говорилось
ранее
,
основной
целью
PECO
во
время
пер
-
вых
применений
метода
аналитики
трансформаторов
было
проанализировать
данные
из
некоторого
класса
трансформаторов
,
в
которых
наблюдались
неожидан
-
ные
сбои
.
Используя
решение
DataRaker
от
компании
Oracle,
РЕСО
определила
,
какими
были
фактические
нагрузки
на
один
трансформатор
,
и
затем
применила
анализ
к
другим
трансформаторам
этого
же
класса
,
чтобы
определить
трансформаторы
в
группе
риска
и
предотвратить
возможные
отказы
в
будущем
.
Результаты
,
достигнутые
с
помощью
данного
ана
-
литического
подхода
к
превентивному
управлению
ак
-
тивами
,
побудили
РЕСО
рассмотреть
другие
аспекты
управления
активами
трансформаторов
,
в
том
числе
летнюю
и
зимнюю
готовность
:
определение
трансфор
-
маторов
,
находящихся
в
группе
риска
,
понимание
про
-
гноза
нахождения
в
группе
риска
,
и
,
используя
резуль
-
таты
анализа
нагрузки
и
трансформатора
,
обосновать
дополнительную
работу
,
будь
то
снижение
нагрузки
или
другие
проекты
по
повышению
надёжности
.
Эта
работа
также
приносит
очевидную
выгоду
и
бережёт
операци
-
онные
ресурсы
.
Дальнейшие
шаги
Хотя
определение
перегруженных
трансформато
-
ров
является
отличным
первым
шагом
,
он
не
может
быть
сам
по
себе
положительным
прогностическим
фактором
отказа
.
Однако
при
дальнейшем
,
более
де
-
тальном
,
анализе
сокращения
срока
службы
,
таком
как
определение
числа
часов
превышения
номинальной
нагрузки
трансформатора
,
могут
быть
разработаны
более
надёжные
способы
определения
отказов
транс
-
форматоров
.
Также
могут
быть
определены
другие
методы
ана
-
лиза
.
Например
,
начальные
пороговые
параметры
,
ко
-
торые
были
установлены
для
нормальных
и
аварийных
режимов
,
могут
быть
уточнены
на
основании
непрерыв
-
ного
потока
данных
.
Комплексное
наблюдение
за
тем
,
как
меняется
нагрузка
того
или
иного
трансформатора
в
течение
времени
,
и
его
реакции
на
сезонные
и
клима
-
тические
условия
,
значительно
повысит
качество
про
-
гнозирования
отказов
.
С
учётом
вышесказанного
,
конечной
целью
PECO
является
возможность
наилучшим
образом
исполь
-
зовать
все
имеющиеся
данные
,
чтобы
создать
про
-
грамму
,
которая
будет
постоянно
контролировать
все
трансформаторы
для
лучшего
управления
распредели
-
тельной
системой
.
РЕСО
также
рассматривает
возможность
расшире
-
ния
применения
такого
рода
анализа
помимо
потреби
-
телей
распределительного
трансформатора
на
систе
-
мы
подземных
кабелей
и
служб
.
Эти
процессы
также
могут
быть
использованы
для
выполнения
нисходя
-
щего
и
восходящего
анализа
каждой
сети
,
сравнивая
энергию
,
выходящую
от
подстанции
,
с
потребляемой
энергией
,
чтобы
определить
и
задокументировать
,
как
работает
распределительная
сеть
,
и
определить
фак
-
тические
потери
в
линии
и
даже
воровство
электро
-
энергии
.
Гленн
Притчард
(Glenn Pritchard
, glenn.pritchard@
exeloncorp.com) —
является
главным
инженером
PECO
по
вопросам
интеллектуальных
энергосистем
и
про
-
граммам
усовершенствованной
системы
приборов
учё
-
та
.
Он
имеет
степень
BSEE
Клеменского
Университета
и
является
зарегистрированным
профессиональным
инженером
в
Пенсильвании
.
Компании
,
упомянутые
в
статье
:
Oracle | www.oracle.com
PECO, an Exelon Company | www.peco.com
Оригинал статьи: «Умные» методы анализа управляют «умной» системой управления активами
PECO обнаруживает перегруженные трансформаторы до возникновения отказа и использует этот анализ в дальнейшем.
