Комплексное решение по Цифровизации РЭС

Комплексное решение по Цифровизации РЭС

Назначение

Единый комплекс коммерческого учета и управления «Пирамида Цифровой РЭС» — аппаратно-программный комплекс, основными составляющими которого являются шкафы автоматизации и программное обеспечение центра диспетчеризации «Пирамида 2.0» предназначен для обеспечения комплексной автоматизации отдельных подстанций и района электрических сетей в целом. В основе технического решения лежит интеллектуальный контроллер SM160-02М, являющийся совмещенным решением учета и диспетчеризации.

Преимущества комплекса «Пирамида Цифровой РЭС»

1. Комплексное решение для Цифровизации РЭС от одного производителя:

• Интеллектуальные приборы учета;
• Многофункциональные измерительные преобразователи;
• Контроллеры ввода-вывода;
• Единое УСПД (SM 160-02М) под задачи АСКУЭ и АСДУ;
• Программное обеспечение Интеллектуальной Системы Учета и Диспетчеризации.

2. Передача данных с уровня объекта в несколько направлений: в ИВК ВУ АСКУЭ и АСДУ.

3. Поддержка протоколов передачи данных:

• СПОДЭС;
• стандартов МЭК 60870-5-101, МЭК 60870-5-104;
• МЭК 60870-5-103;
• МЭК 61850-8-1;
• Modbus/TCP, Modbus/RTU, FTP;
• МЭК 62056, (DLMS/COSEM);
• XML.

4. Различные каналы связи:

• GSM (CSD/GPRS);
• Ethernet (TCP/IP)
• PLC;
• RF433, RF868;
• ZigBee;
• LoRaWAN.

5. Измерение параметров качества электрической сети;

6. Передача данных на верхний уровень системы непосредственно с прибора учета по факту возникновения события.

7. Применяемое оборудование (ПУ и УСПД), соответствуют требованиям Стандартов организации ПАО «Россети»: СТО 34.01-5.1-009-2019 и СТО 34.01-5.1-010-2019.

Преимущества комплекса «Пирамида Цифровой РЭС»

Комплексное решение «Цифровой РЭС» подразумевает реализацию следующих функциональных составляющих:

• интеграция в сеть интеллектуальных коммутационных аппаратов с целью автоматической идентификации и локализации повреждений в распределительной сети;
• модернизация существующих центров питания в части замены устаревших коммутационных аппаратов и устройств РЗА на современные вакуумные выключатели и цифровые контроллеры присоединений с применением цифровых комбинированных датчиков тока и напряжения;
• создание SCADA-системы различных уровней электрических сетей с интеграцией 100 % автоматических и отображением всех неавтоматических коммутационных аппаратов. Обеспечение возможности ведения режима в целом, а также отдельных фидеров для управления аварийными и ремонтными режимами в сети;
• внедрение системы интеллектуального учета с интеграцией в сеть на уровне конечных потребителей и трансформаторных подстанций, цифровых приборов учета с функцией передачи комплекса данных для целей актуализации расчетной модели сети и управления энергопотреблением;
• внедрение программного комплекса, позволяющего осуществлять сбор, обработку и хранение информации по учету электроэнергии, автоматизировать расчеты балансов, потерь электроэнергии для выявления очагов и размеров потерь, оптимизировать затраты на сбор информации с приборов учета;
• разработка онтологической модели деятельности сетевой компании (классификация задач, подразделений, функций). Разработка единой модели сети и схем электрических соединений, соответствующих международным стандартам. Внедрение единой информационной системы оперативно-технологического и ситуационного управления (SCADA, DMS, OMS).

«Цифровой РЭС» предполагает автоматизированную связь групп объектов под контролем единого энергорайона, а именно кабельных и воздушных линий электропередач, местных распределительных пунктов и трансформаторных подстанций. Изменения, возникающие в работе энергооборудования, должны мгновенно отображаться на мониторах диспетчеров энергосистемы.

Каждый элемент цифрового РЭС имеет свой круг задач и способов решений, рассмотрим решения, которые могут быть использованы на объектах распределительных сетей в частном секторе.

Внешний вид шкафа автоматизации для «Цифрового РЭС»

Трансформаторные подстанции, расположенные в частном секторе, зачастую представляют собой установки киоскового типа, или столбовые ТП, со встроенными коммутационными аппаратами и трансформаторами. Как правило, объекты данного типа практически не автоматизированы и контроль над их состоянием осуществляется «по звонку с жалобами от жильцов», при том, что у электросетевой компании здесь есть ряд серьезных проблем:

• высокий уровень коммерческих потерь, в том числе из-за хищений, несанкционированных подключений и отсутствия учета (например, на линиях освещения);
• перекос фаз ввиду неравномерной нагрузки на сеть, который ведет к увеличению потерь и «отгоранию» нулевого провода трансформатора;
• перегрев и повреждение силового трансформатора в часы пиковой нагрузки – необходимость отключать всю ТП вместо ограничения нагрузки и ряда потребителей;
• недоотпуск электроэнергии из-за отсутствия оперативной информации об отключениях у абонентов и ТП целиком. Кроме того, длительное отсутствие питания абонента может повлечь за собой иски от граждан и штрафные санкции.

Группа компаний «Системы и Технологии» предлагает комплексное решение на базе контроллера SM160-02М, счетчиков КВАНТ и ПО «Пирамида 2.0».

Архитектура «Цифрового РЭС»

Для оптимизации процесса сбора информации об энергопотреблении и для предотвращения случаев незаконного использования электроэнергии у потребителей в частном секторе устанавливаются интеллектуальные приборы учета марки КВАНТ. Дополнительной отличительной особенностью данных приборов учета является наличие протокола обмена данными по цифровым интерфейсам согласно спецификации ПАО «Россети» – «СПОДЭС», а также измерение параметров качества электрической сети. В дополнение к этому в счетчиках КВАНТ используются беспроводные сети нового поколения (технологии передачи данных LoRaWAN и 3GPP), благодаря которым «умные» приборы учета инициализируют передачу данных по факту возникновения события с минимальными задержками. Благодаря низкому энергопотреблению данных технологий связи появляется возможность отправки аварийного сигнала счетчиком даже при полном пропадании напряжения. В итоге информация о состоянии прибора учета оперативно отображается на мониторе диспетчера системы.

Дополнительно на воздушных линиях электропередачи устанавливаются индикаторы короткого замыкания. Таким образом достигается существенное сокращение времени поиска места повреждения линии а, следовательно, и значительное сокращение времени отключения потребителя.

Вся поступающая информация консолидируется и обрабатывается на уровне универсального Устройства Сбора и Передачи Данных (УСПД) – контроллера SM160-02М, с последующей передачей в Программное Обеспечение верхнего уровня системы Пирамида 2.0.

В рамках цифрового РЭС данное УСПД позволяет решать задачи онлайн - мониторинга состояния распределительной сети в целом и непосредственно объекта диспетчеризации, с оперативным информированием диспетчера о возникновении внештатной ситуации:

• оперативный контроль наличия питания на ТП и у конкретных потребителей;
• коммерческий учет электроэнергии у абонентов и учет на ТП – онлайн сведение балансов для поиска хищений и несанкционированных подключений;
• контроль уровня и температуры масла трансформатора – своевременное информирование диспетчера и предупреждение аварий (взрыва трансформатора);
• пожарной сигнализации и видеонаблюдения ТП;
• непрерывный анализ текущих параметров электрической сети как на ТП так и у потребителей, позволяет: выявлять проблемные места по качеству энергоснабжения, определять место «наброса» с точностью до абонента, формировать групповые команды по ограничению нагрузки в счетчиках абонентов, чтобы предотвратить аварийное отключение всей ТП в часы пика.

Высокая вычислительная мощность контроллера SM160-02М и алгоритмы всестороннего анализа данных, заложенные в ПО «Пирамида 2.0», позволяют:

• удаленно собирать показания с приборов учета и автоматически формировать балансы отпущенной электроэнергии;
• контролировать показатели качества электроэнергии;
• своевременно определять случаи вмешательства в приборы учета;
• дистанционно управлять приборами учета;
• наблюдать и автоматически анализировать текущее состояние всех обслуживаемых элементов энергосистемы на интерактивной карте (автоматизированная ГИС-система с функциями картографии, с привязкой потребителей к центрам питания, трансформаторным подстанциям и фидерам).

Как следствие, применение данных решений позволяет выйти на новый уровень цифрового мониторинга состояния распределительной сети.

Документация

• Информационная презентация «Решения АО ГК "Системы и Технологии" по построению цифровых систем учета и автоматизации» (PDF, 2,6 МБ)
• Каталог схем автоматизации для различных вариантов Цифрового РЭС (PDF, 2,9 МБ)
• Каталог чертежей шкафов автоматизации для Цифрового РЭС (PDF, 1,6 МБ)
• Каталог чертежей шкафов автоматизации для Цифрового РЭС в формате cdw (7z, 275 КБ)
• Каталог чертежей шкафов автоматизации для Цифрового РЭС в формате dwg (7z, 1,6 МБ)

Публикации

• Решения АО ГК "Системы и Технологии" в рамках концепции Цифровой РЭС. // Энергоэксперт. № 4, 2018