Внедрение технологий интеллектуальных распределительных электрических сетей в ОАО «МОЭСК»

Page 1

№

3 (30),

май

–

июнь

, 2015

дними

из

важнейших

характеристик

де

ятельности

электросетевой

компании

являются

показатели

надёжности

элек

троснабжения

потребителей

энергоэф

фективности

энергосбережения

при

передаче

электрической

энергии

Показатели

надёжности

электроснабжения

ха

рактеризуются

частотой

длительностью

отключе

ний

потребителей

Энергоэффективность

энерго

сбережение

—

затратами

электросетевой

компании

на

передачу

электрической

энергии

Снижение

частоты

длительности

отключений

потребителей

также

потерь

электрической

энер

гии

достигается

путём

повышения

уровня

наблюда

емости

управляемости

распределительных

элек

трических

сетях

6—20

кВ

целях

повышения

экономической

эффектив

ности

электроснабжения

потребителей

уровня

на

блюдаемости

управляемости

распределитель

ных

электрических

сетях

ОАО

МОЭСК

выполняет

научно

исследовательскую

опытно

конструктор

скую

работу

по

внедрению

технологий

интеллекту

альных

распределительных

электрических

сетей

направленную

на

построение

системы

управле

ния

распределительными

электрическими

сетями

6—20

кВ

настоящее

время

рамках

выполнения

ука

занной

работы

определены

Основные

техниче

ские

решения

по

внедрению

интеллектуальных

рас

пределительных

электрических

сетей

6—20

кВ

ОАО

МОЭСК

»,

которые

содержат

требования

по

функциональному

составу

SCADA/DMS/OMS

систе

мы

телемеханизации

объектов

установке

реклоу

зеров

применению

алгоритмов

управления

устрой

ствами

автоматики

регулирования

напряжения

трансформаторов

под

нагрузкой

(

АРНТ

)

питающих

центров

35—220

кВ

созданию

интеллектуальной

си

стемы

учёта

электрической

энергии

системы

теле

коммуникаций

СИСТЕМА

УПРАВЛЕНИЯ

РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫМИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ

СЕТЯМИ

6—20

КВ

Система

управления

распределительными

сетя

ми

6—20

кВ

реализуется

совокупностью

нераздель

но

связанных

между

собой

подсистем

именно

•

системы

оперативно

технологического

управле

ния

обеспечивающей

контроль

параметров

элек

трических

режимов

реализацию

алгоритмов

управления

сетями

;

•

системы

телемеханики

обеспечивающей

теле

измерения

параметров

электрических

режимов

телесигнализацию

положения

коммутационных

аппаратов

их

телеуправление

;

•

системы

интеллектуального

учёта

электрической

энергии

обеспечивающей

дистанционный

сбор

данных

об

электропотреблении

управлении

нагрузкой

потребителей

также

решения

задач

контроля

баланса

электрической

энергии

;

•

системы

телекоммуникаций

обеспечивающей

телеизмерения

телесигнализацию

телеуправ

ление

передачу

информации

по

учёту

электри

ческой

энергии

СИСТЕМА

ОПЕРАТИВНО

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ

Система

оперативно

технологического

управ

ления

распределительных

электрических

сетях

ОАО

МОЭСК

выполняется

на

основе

внедряемой

SCADA/DMS/OMS

системы

Внедрение технологий

интеллектуальных

распределительных

электрических сетей

в ОАО «МОЭСК»

Денис ДОГАДКИН, директор Департамента,

Артём СМИРНОВ, заместитель директора Департамента,

Дмитрий СКУПОВ, главный эксперт,

ОАО «МОЭСК»

Page 2

СЕТИ РОССИИ

основных

технических

решениях

принято

что

нормальных

режимах

работы

электрической

сети

SCADA/DMS/OMS

система

выполняет

следующие

функции

•

контроль

загрузки

электросетевого

оборудования

6—20

кВ

;

•

контроль

уровней

напряжения

на

шинах

ТП

(

РТП

)

положений

коммутационных

аппаратов

на

шинах

6—20

кВ

питающих

центров

35—220

кВ

ТП

(

РТП

);

•

контроль

изменение

положений

отпаек

устройств

РПН

трансформаторов

на

питающих

центрах

35—220

кВ

;

•

оптимизацию

режима

работы

сети

по

загрузке

электросетевого

оборудования

уровням

напря

жений

на

шинах

ТП

(

РТП

)

величине

потерь

электрической

энергии

Например

для

снижения

потерь

обеспечения

качества

электрической

энергии

управления

рас

пределительной

сетью

нормальных

аварийных

режимах

работы

электрической

сети

SCADA/DMS/

OMS

системой

планируется

автоматическом

режи

ме

контролировать

уровни

напряжений

на

шинах

ТП

(

РТП

также

текущее

положение

коммутационных

аппаратов

загрузку

КЛ

(

ВЛ

При

отклонении

напряжения

на

шинах

ТП

от

за

данных

нормированных

величин

SCADA/DMS/OMS

системой

планируется

передача

управляющих

воз

действий

на

переключение

питания

ТП

от

смеж

ного

фидера

Пример

автоматического

изменения

SCADA/DMS/OMS

системой

схемы

электрических

соединений

представлен

на

рис

. 1.

Кроме

того

для

снижения

потерь

поддержания

качества

электрической

энергии

SCADA/DMS/OMS

системой

планируется

регулирование

напряжения

реактивной

мощности

Для

реализации

данного

метода

от

SCADA/DMS/

OMS

системы

устройства

АРНТ

на

питающих

цен

трах

35—220

кВ

планируется

передача

измерений

уровней

напряжения

на

шинах

наиболее

электриче

ски

близких

удалённых

ТП

(

РТП

При

отклонении

напряжения

от

нормированных

величин

устройства

ми

АРНТ

будут

передаваться

управляющие

воздей

ствия

на

изменение

положения

отпаек

устройств

РПН

трансформаторов

питающих

центров

включение

отключение

средств

компенсации

реактивной

мощности

(

СКРМ

установленных

ТП

(

РТП

)

распределительной

сети

6—20

кВ

Функциональная

схема

вза

имодействия

SCADA/DMS/OMS

си

стемы

устройств

АРНТ

представле

на

рис

. 2.

Для

реализации

данного

функци

онала

разработаны

приоритеты

вы

бора

точек

контроля

по

напряжению

основанного

на

результатах

контроль

ных

измерений

мониторинга

уров

ней

напряжения

на

шинах

объектов

распределительных

сетей

6—20

кВ

При

возникновении

аварийных

режимов

работы

электрической

сети

SCADA/DMS/OMS

система

выполняет

следующие

функции

•

ликвидация

аварийных

ситуаций

контролем

загрузки

электросетевого

оборудования

откло

нений

напряжений

от

нормированных

величин

количества

местонахождения

оперативно

выездных

бригад

;

•

восстановление

электроснабжения

потребителей

автоматическим

выделением

аварийных

участ

ков

сети

переводом

нагрузки

потребителей

на

резервные

центры

питания

Одним

из

методов

восстановления

электроснаб

жения

потребителей

является

применение

реклоу

зеров

заданными

алгоритмами

работы

Основные

технические

решения

содержат

мето

дику

установки

реклоузеров

при

реконструкции

суще

ствующей

строительстве

новой

распределительной

электрической

сети

Методика

основана

на

выборе

приоритетных

мест

установки

реклоузеров

зависи

мости

от

топологии

электрической

сети

также

рас

положения

электросетевых

объектов

энергоприни

мающих

устройств

потребителей

на

местности

Реклоузер

используется

радиальных

линиях

для

снижения

количества

отключаемых

потребите

лей

когда

невозможно

обеспечить

сетевое

резерви

рование

от

смежных

источников

Рис

. 1.

Изменение

схемы

электрических

соединений

автоматическом

режиме

Рис

. 2.

Функциональная

схема

взаимодействия

SCADA/DMS/OMS

системы

устройств

АРНТ

Page 3

№

3 (30),

май

–

июнь

, 2015

Рассмотрим

пример

При

возникновении

повреждения

на

участке

линии

(

точка

автоматически

отключа

ется

ближайший

коммутационный

аппа

рат

1 (

рис

. 3).

По

факту

исчезновения

напряжения

автоматически

включается

реклоузер

R2,

работающий

как

АВР

Включение

проис

ходит

на

короткое

замыкание

(

рис

. 4).

При

отрицательном

направлении

потока

мощности

срабатывает

соот

ветствующая

ступень

защиты

ав

томатически

отключается

раньше

чем

отключится

реклоузер

R2 (

рис

. 5).

Тем

самым

происходит

автоматическое

вы

деление

повреждённого

участка

вос

становление

питания

неповреждённых

потребителей

на

участке

линии

от

до

R2.

Эффективность

схемы

обусловлена

возможностью

автоматически

локали

зовать

повреждение

пределах

одного

участка

подать

резервное

питание

по

требителям

на

неповреждённых

участ

ках

сети

Например

секционирование

пилотно

го

участка

электрической

сети

Можайско

го

РЭС

планируется

выполнить

по

фиде

рам

разбивкой

на

участки

одинаковой

нагрузкой

несущие

существенную

нагрузку

или

имеющие

большую

протяжённость

выключатели

АВР

заменить

на

реклоузеры

оснастить

реклоузе

рами

отпайки

Применение

разработанной

методики

на

пилот

ном

участке

Можайского

РЭС

позволило

определить

оптимальное

количество

реклоузеров

максималь

ным

эффектом

снижения

частоты

отключения

по

требителей

При

этом

определено

что

дальнейшее

увеличение

количества

реклоузеров

не

даёт

такого

значительного

эффекта

увеличение

их

количества

нецелесообразно

Использование

реклоузеров

даёт

возможность

сбора

передачи

текущей

режимной

информации

диспетчерский

пункт

(

ДП

также

телеуправление

из

ДП

процессом

восстановления

электроснабжения

потребителей

на

неповреждённых

участках

Преимуществом

такого

подхода

является

значи

тельное

сокращение

времени

восстановления

элек

троснабжения

потребителей

Внедрение

SCADA/DMS/OMS

системы

планиру

ется

осуществлять

организацией

доступа

персонала

ДП

соответствующей

серверной

системе

которая

будет

установлена

на

вышестоящем

уровне

опера

тивно

технологического

управления

сетями

ОАО

МОЭСК

».

СИСТЕМА

ТЕЛЕМЕХАНИКИ

При

реализации

системы

телемеханики

планиру

ются

следующие

мероприятия

•

внедрение

комплексов

телемеханики

ТП

(

РТП

);

•

модернизация

расширение

существующих

на

объектах

комплексов

телемеханики

;

•

замена

коммутационных

аппаратов

на

современ

ные

моторизованным

приводом

имеющие

составе

ячейки

необходимое

вторичное

оборудо

вание

средств

измерений

;

•

внедрение

новых

коммутационных

аппаратов

функционирующих

автономно

место

установки

которых

не

привязано

существующим

ТП

(

РТП

);

•

внедрение

измерительных

трансформаторов

тока

напряжения

для

передачи

измерений

режимных

параметров

сети

Основные

технические

решения

содержат

мето

дику

определения

объектов

объёмов

телемехани

зации

Методика

определяет

приоритетность

обеспече

ния

телеуправления

передачи

телеизмерений

от

РП

РТП

ТП

зависимости

от

социальной

значимо

сти

потребителей

питающихся

от

данных

РП

РТП

ТП

также

топологии

сети

Объёмы

телемеханизации

определены

зависи

мости

от

функций

SCADA/DMS/OMS

системы

приня

тых

для

реализации

при

построении

интеллектуаль

ной

распределительной

электрической

сети

(

рис

. 6).

СИСТЕМА

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО

УЧЁТА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

ЭНЕРГИИ

Построение

интеллектуальной

системы

учёта

электрической

энергии

выполняется

для

обеспече

ния

учёта

электрической

энергии

мощности

Объекты

распределительных

сетей

ТП

(

РТП

)

ос

нащаются

информационно

измерительными

вы

числительными

комплексами

центре

сбора

данных

интеллектуальной

систе

мы

учёта

электрической

энергии

устанавливаются

ин

Рис

. 3.

Отключение

аппарата

ближайшего

месту

короткого

замыкания

Рис

. 4.

Включение

АВР

на

короткое

замыкание

Рис

. 5.

Селективное

отключение

по

настройкам

обратного

направления

потока

мощности

Page 4

СЕТИ РОССИИ

формационно

вычислительные

комплексы

для

сбо

ра

достоверизации

обработки

хранения

данных

по

учёту

электрической

энергии

точках

поставки

Информационный

обмен

между

интеллектуаль

ной

системой

учёта

электрической

энергии

SCADA/

DMS/OMS

системой

позволит

представлять

ДП

ин

формацию

текущих

значениях

токов

уровней

на

пряжений

мощностей

от

нетелемеханизированных

объектов

Основные

технические

решения

устанавливают

требования

по

организации

учёта

электрической

энергии

на

следующих

объектах

•

на

присоединениях

6—20

кВ

питающих

центров

35—220

кВ

;

•

на

присоединениях

6—20

кВ

РП

РТП

ТП

СП

;

•

на

присоединениях

0,4

кВ

РП

РТП

ТП

СП

Разработаны

минимальный

средний

макси

мальный

варианты

организации

точек

учёта

элек

трической

энергии

зависимости

от

оснащённости

объектов

существующими

приборами

учёта

элек

трической

энергии

также

функций

возложенных

на

интеллектуальную

систему

учёта

электрической

энергии

Определено

несколько

вариантов

совмещения

функций

систем

телемеханики

интеллектуального

учёта

электрической

энергии

зависимости

от

осна

щённости

объектов

приборами

учёта

электрической

энергии

каналами

связи

телемеханикой

(

рис

. 7).

СИСТЕМА

ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ

целях

организации

каналов

связи

при

реализа

ции

системы

коммуникаций

планируется

примене

ние

следующих

технологий

•

проводная

связь

использованием

PLC-

технологий

;

•

беспроводная

связь

использованием

GSM/

GPRS-

технологий

;

•

проводная

связь

ВОЛС

или

арендованные

кана

лы

интернет

провайдеров

Основные

технические

решения

по

системе

теле

коммуникаций

содержат

требования

по

организации

каналов

связи

от

счётчиков

электрической

энергии

контроллеров

также

требования

организации

об

мена

информацией

между

объектами

ДП

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Повышение

показателей

надёжности

электро

снабжения

потребителей

энергоэффективности

энергосбережения

при

передаче

электрической

энергии

достигается

за

счёт

повышения

уровня

на

блюдаемости

управляемости

распределительны

ми

электрическими

сетями

Внедрение

технологий

интеллектуальных

распре

делительных

электрических

сетей

ОАО

МОЭСК

позволит

•

снизить

частоту

длительность

отключений

потребителей

до

20%

от

существующих

значений

;

•

снизить

потери

электрической

энергии

до

3,3%

от

существующей

величины

;

•

выполнять

дальнейшее

внедрение

технологий

интеллектуальных

распределительных

элек

трических

сетей

на

основе

типовых

технических

решений

требований

ЛИТЕРАТУРА

1. H. Lee Willis. Power Distribution Planning Reference

Book. Second Edition. Revised and Expanded //ABB,
Inc. Raleigh, North Carolina, U.S.A. Marcel Dekker,
Inc. New York • Basel, 2004.

2. Nematollah Dehghani1, Rahman Dashti. Optimization

of Recloser Placement to Improve Re-liability by
Genetic Algorithm. Energy and Power Engineering,
2011, 3, 508-512 doi:10.4236/epe.2011.34061
Published Online September 2011 (http://www.
SciRP.org/journal/epe) Copyright © 2011 SciRes.
EPE.

Лежнюк

Комар

Математическое

мо

делирование

показателя

качества

функциони

рования

электрической

сети

при

оптимизации

ее

схемы

Труды

Нижегородского

государствен

ного

технического

университета

им

Алек

сеева

№

3(96), 2012.

Рис

. 6.

Пример

телемеханизации

РТП

Рис

. 7.

Объединение

систем

на

базе

контроллера

ТМ

функцией

УСПД

SCADA/DMS/OMS

ИСУЭ

ТУ

ТИ

ТС

U, I, P

, Q,

, W

Контроллеры

ТМ

присоединений

Контроллеры

ТМ

функцией

УСПД

РТП

6—20

кВ

U, I, P

, Q,

Оригинал статьи: Внедрение технологий интеллектуальных распределительных электрических сетей в ОАО «МОЭСК»

Читать онлайн

Одними из важнейших характеристик деятельности электросетевой компании являются показатели надёжности электроснабжения потребителей энергоэффективности и энергосбережения при передаче электрической энергии. Показатели надёжности электроснабжения характеризуются частотой и длительностью отключений потребителей. Энергоэффективность и энергосбережение — затратами электросетевой компании на передачу электрической энергии.