ЦИФРОВАЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА

Многофункциональные устройства для цифровых подстанций. Multifunctional Devices for Digital Substations

Авторы: А.В. Мокеев, д.т.н., ООО «Инженерный центр «Энергосервис», Северный (Арктический) федеральный университет Д.Н. Ульянов, ООО «Инженерный центр «Энергосервис»,  В.Н. Бовыкин, ООО «Инженерный центр «Энергосервис», E.И. Хромцов, ООО «Инженерный центр «Энергосервис», Северный (Арктический) федеральный университет

Authors: Alexey V. Mokeev, «Engineering center “Energoservice»,. Northern (Arctic) Federal University, Dmitry N. Ulyanov, «Engineering center “Energoservice»,.  Vladimir N. Bovykin, «Engineering center “Energoservice»,.Eugene I. Khromtsov, «Engineering center “Energoservice»,. Northern (Arctic) Federal University

Ключевые слова: интеллектуальные электронные устройства; цифровая подстанция; синхронизированные векторные измерения; преобразователи аналоговых сигналов.

Keywords: intelligent electronic devices; digital substation; synchronized phasor measurements; merging units.

Аннотация: В последнее время наблюдается значительный интерес к использованию в составе цифровых подстанций многофункциональных интеллектуальных устройств различного функционального назначения, в том числе устройств релейной защиты и автоматики (РЗА), измерительных интеллектуальных электронных устройств (ИЭУ), преобразователей аналоговых сигналов (ПАС) и интеллектуальных коммутационных аппаратов со встроенными цифровыми датчиками тока и напряжения. Применение перечисленных выше интеллектуальных устройств в сочетании с широким использованием технологии синхронизированных векторных измерений (СВИ) позволит повысить надежность электроснабжения потребителей за счет построения трехуровневой системы защиты, автоматики и управления на подстанции и улучшить основные показатели качества функционирования устройств РЗА.

Abstract: In recent years, there has been a significant interest in the application of various multifunctional intelligent devices in digital substation. A typical examples of such devices are protection relays, measuring intelligent electronic devices (IEDs), analog merging units (AMU) and intelligent switches with built-in digital current and voltage sensors. The use of these devices alongside with the wide application of synchrophasor measurement technology will improve the main performance indicators of relay protection and automation (RPA) units and enable the building of three-level substation RPA system which will result in the improve of power supply reliability.

ЦИФРОВАЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА

Цифровизации контроля текущего состояния и предиктивной диагностики турбогенераторов на электростанциях. Digitalization of the turbine generators real time conditions control and predictive diagnostics at the power plant

Авторы: Шаров Ю.В., к.т.н., Бинько Г.Ф., к.ф-м.н.,   Беляков В.В., Виницкий Ю.Д., д.т.н., Голоднова О.С., Купчиков Т.В., Федотов М.В., Астанин А.А., Тарасов В.М., Миляев Р.Г., Пичугин Д.Е., Шумов П.В., ПАО «Интер РАО»

Authors: Yu.V. Sharov, G.F. Binko, Phd, V.V. Belyakov, Yu.D. Vinitzky, O.S. Golodnova, T.V. Kupchikov, M.V. Fedotov, A.A. Astanin, V.M. Tarasov, R.G. Milyaev, D.E. Pichugin, P.V. Shumov, INTER RAO GROUP

Ключевые слова: автоматизация; диагностирование; информационная модель; компьютерные технологии; контроль; мониторинг; турбогенератор.

Keywords: automation; diagnostics; information model; computer technologies; monitoring; turbo-generators.

Аннотация: Цифровизация контроля турбогенераторов на электростанциях означает максимальное использование компьютерных технологий в автоматизированных системах технологического контроля для сбора, обработки и передачи данных контроля. Исходя из опыта мировой электроэнергетики, предлагается создание информационной модели, имитирующей показатели работы реального турбогенератора. Обосновано использование матрицы «дефект-признак», связывающей появление дефектов с совокупностью признаков нарушения работы генератора. Это позволит осуществить мониторинг технического состояния турбогенератора и предиктивное диагностирование, что особенно важно для преодоления тенденции к снижению надежности генерирующего оборудования и для оптимизации его технического обслуживания и ремонта.

Abstract: Digitalization of Turbine Generators control at the Power Plants supposes maximum application of computer technologies for the collection of electrical and technology information and for transfer of this information on the top level of the Power Plant automation system.  In accordance with the world experience, a special information (imitation) model is proposed, which imitates all parameters of gen-erator during its operation. Matrix approach is used for defects suggestion, which combines defects and features which challenge this or that defect.  It allows to provide on-line monitoring and predictive diagnostics of the generator performance in order to decrease maintenance losses and to increase generators reliability and operability.

ЦИФРОВАЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА

Внедрение системы мониторинга запасов устойчивости при планировании и управлении электроэнергетическим режимом ОЭС Сибири. Implementation of sustainability inventory monitoring system in the planning and management of power mode of the Integrated Power System of Siberia

Авторы: В.Г. Неуймин, АО «НТЦ ЕЭС», А.Ю. Останин, Филиал АО «СО ЕЭС» ОДУ Сибири, А.А. Томалёв, Филиал АО «СО ЕЭС» ОДУ Сибири

Authors: Vladimir G. NEUYMIN, JSC «Scientific and technical center of the Unified energy system», Andrey Y. OSTANIN, Branch of JSC "System operator of the Unified power system" United dispatching Department of the power system of Siberia, Andrey A. Tomalev, Branch of JSC "System operator of the Unified power system" United dispatching Department of the power system of Siberia

Ключевые слова: контролируемое сечение; максимально допустимые перетоки активной мощности; телеметрическая информация; система мониторинга запасов устойчивости.

Keywords: controlled cross section; maximum permissible overflows of active power; telemetry data; sustainability inventory monitoring system.

Аннотация: Актуальность внедрения системы мониторинга запасов устойчивости в ОЭС Сибири обусловлена наличием существенных ограничений пропускной способности основной системообразующей сети 500 кВ и значительными избытками мощности ГЭС Ангарского и Енисейского каскадов. Отставание ввода энергоемких производств ОК РУСАЛ суммарной мощностью более 2650 МВт в условиях ввода в работу Богучанской ГЭС мощностью 3000 МВт в восточной части ОЭС Сибири значительно изменило фактический баланс мощности относительно проектного. В то же время АО «НТЦ ЕЭС» разработана система мониторинга запасов устойчивости, позволяющая в режиме реального времени определять значения допустимых перетоков активной мощности с учетом актуальных параметров электроэнергетического режима. Задача наиболее полного использования пропускной способности электрической сети решалась путем применения достижений информационных технологий и расчетных алгоритмов.

Abstract: The relevance of the implementation of the sustainability inventory monitoring system in the Siberian ECO is due to the presence of significant limitations in the capacity of the main backbone network of 500 kV and significant excess capacity of the hidro power plant Angarsk and Yenisei cascades. The backlog of commissioning of energy-intensive production facilities of UC RUSAL with a total capacity of more than 2650 MW Commissioning of the Boguchanskaya hidro power plant with a capacity of 3000 MW in the Eastern part of the Siberian ECO has significantly changed the balance of capacity relative to the project. At the same time JSC «Scientific and technical center of the Unified energy system» developed a system of stability monitoring that enables real-time to determine the values of permissible active power flows and the current parameters of electric mode. The problem of the most complete use of the capacity of the electric network was solved using the achievements of information technology and the possibility of using computational algorithms.

ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Обеспечение нормированной мощности короткого замыкания – ключ к решению проблемы неудовлетворительного качества электроэнергии при слабых связях потребителей с энергосистемой. Providing normalized short circuit power

Авторы: Ю.Г. Шакарян, д.т.н., Г.Б. Лазарев, к.т.н., П.В. Сокур, к.т.н., Ю.А. Дементьев, АО «НТЦ ФСК ЕЭС»

Authors: Yu.G. Shakaryan, G.B. Lazarev, P.V. Sokur, Yu.A. Dementyev, Research and Development Center at Federal Grid Company of Unified Energy System, JSC

Ключевые слова: мощность короткого замыкания; нормализация качества электроэнергии; электромашинные устройства FACTS; инерция вращающихся масс; динамическая устойчивость энергосистемы; СТАТКОМ; устойчивость электромашинных FACTS к провалам напряжений.

Keywords: short-circuit power; normalization of electric power quality; FACTS electric machine devices; inertia of rotating masses; dynamic stability of the power system; STATCOM.

Аннотация: Рассмотрены общие аспекты технологической модернизации в электроэнергетике, проанализировано влияние мощности короткого замыкания на качество электроэнергии, описаны технические средства для обеспечения нормированного значения мощности короткого замыкания на общих шинах питания «спокойной» нагрузки и потребителей с усложнёнными режимами работы. Отмечено, что современные электромашинные устройства для гибких электропередач (FACTS) представляют собой универсальное средство усиления участков электросетей со слабой связью с энергосистемой и повышения качества электроэнергии.

Abstract: The general aspects of technological modernization in the electric power industry are considered, the infl uence of short-circuit power on the quality of electric power is analyzed, technical means are described for ensuring the normalized value of short-circuit power on common power buses of a “quiet” load and consumers with complicated operating modes.

It is noted that modern electromachined devices for fl exible power transmission (FACTS) are a universal means of amplifying sections of power grids with weak connection with the power system and improving the quality of electricity.

ВЫСОКОВОЛЬТНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Стандарты и коммутационные испытания генераторных выключателей. Standards and switching tests of generator circuitbreakers

Авторы: Р.Н. Шульга, Т.С. Смирнова, Д.А. Глушков, ВЭИ-филиал ФГУП «РФЯЦ-ВНИИТФ»

Authors: R.N. Shulga, T.S. Smirnova, D.A. Glushkov, VEI — Branch Of FSUE “RFNC-VNIITF”

Ключевые слова: стандарт; коммутационное испытание; генераторный выключатель; прямое испытание; синтетическая схема.

Keywords: standard; switching test; generator circuit breakers; a direct test of the synthetic scheme.

Аннотация: Существующие стандарты генераторных выключателей (ГВ) для энергоблоков мощностью свыше 1200 МВт не позволяют в полной мере учесть различные воздействия на них в процессе эксплуатации и при применении гибридных конструкций ГВ, особенно с учетом использования более дешевых и надежных элементов вакуумной техники. Кроме того, приоритетное развитие распределенной и автономной генерации заставляет разрабатывать дополнительные требования к выключателям, встраиваемым в распределительные устройства среднего напряжения. Необходимость разработки отечественных ГВ требует создания испытательных установок для выполнения коммутационных испытаний (КИ) этих выключателей. Выполненный анализ КИ предусматривает реализацию двух вариантов схем испытаний: модифицированной схемы прямых испытаний и синтетической схемы. Приведены данные по реализации наиболее перспективной синтетической схемы для испытаний ГВ для мощных энергоблоков АЭС.

Abstract: Existing standards of generator switches GV do not allow to take into account the full impact on them for power units with a capacity of more than 1200 MW and the use of hybrid designs of generator switches (GV) especially given the use of cheaper and more reliable elements of vacuum technology. In addition, the priority development of distributed and Autonomous generation makes it necessary to develop additional requirements for switches embedded in medium-voltage switchgear. The need to develop domestic GW requires the creation of test facilities to perform switching tests (CI) of these switches.

The performed CI analysis provides for the implementation of two variants of test schemes: a modifi ed direct test scheme and a synthetic scheme.

The data on the implementation of the most promising synthetic scheme for GW testing for powerful NPP power units are presented.

ВЫСОКОВОЛЬТНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Анализ отечественного и мирового опыта повышения энергетической эффективности собственных нужд трансформаторных подстанций 220−750 кВ. Analysis of national and world experience in improving the energy efficiency of the auxiliary needs transformer substations of 220−750 kV

Авторы: А. Р. Христинич, Филиал ПАО «ФСК ЕЭС» − МЭС Сибири, А. Г. Степанов,к.т.н., Филиал ПАО «ФСК ЕЭС» Красноярское ПМЭС, Р. М. Христинич, д.т.н., Е.В. Христинич,к.т.н., ФГБОУ ВО «Красноярский государственный аграрный университет»

Authors: Аnna R. Khristinich, Branch public stock company Federal grid company of unified energy system main electric networks of Siberia, Аndrey G. Stepanov, Branch of public stock company Federal grid company of unified energy system of the Krasnoyarsk enterprise of backbone electric grids,

 Roman М. Khristinich, Krasnoyarsk State Agrarian University, Еlena V. Khristinich, Krasnoyarsk State Agrarian University

Ключевые слова: собственные нужды подстанций; снижение расхода электроэнергии; энергоэффективность; интеллектуальная система; энергосбережение.

Keywords: own needs of substations; reduced power consumption; efficiency; smart system; energy saving.

Аннотация: Выполнен анализ мировых тенденций снижения расхода электрической энергии на собственные нужды трансформаторных подстанций (ПС). Приведена номенклатура собственных нужд трансформаторных ПС. Сделан обзор реализованных проектов снижения расхода электрической энергии на собственные нужды на ПС ПАО «ФСК ЕЭС». Описаны способы решения повышения эффективности работы трансформаторных ПС и снижения затрат электрической энергии на их собственные нужды, основными из которых являются: применение технологии утилизации тепла трансформаторов; установка основного и вспомогательного энергосберегающего оборудования ПС; разработка интеллектуальной системы управления оборудованием трансформаторной ПС, включенной в систему SMART GRID; строительство новых цифровых интеллектуальных ПС.

Abstract: Accomplished the analysis of global trends in reducing the consumption of electric energy for the own needs of transformer substations. Reduced of the nomenclature of auxiliary needs of transformer substations. A review of implemented projects to reduce the consumption of electric energy for own needs at substations of PSC FSK EES was carried out. The article describes the ways to improve the efficiency of transformer substations and reduce the cost of electricity for their own needs of substations, the main of which are: the use of transformer heat recovery technology, installation of primary and auxiliary energy-saving equipment, the development of an intelligent control system for transformer substation equipment included in the SMART GRID system, the construction of new digital intelligent transformer substations.

ОБЩАЯ ЭНЕРГЕТИКА

Инвестируем в энергоэффективную цифровую экономику

Авторы: А.С. Чекрыгин, ООО «ВТБ Факторинг»

Аннотация: 8 ноября 2019 года в Москве состоялось второе заседание Комиссии Союза машиностроителей России по вопросам развития и внедрения технологий в области энергетической эффективности и энергосбережения (далее – Комиссия). Были рассмотрены вопросы совершенствования нормативной базы, финансирования энергоэффективных проектов, разработки специализированных образовательных программ.

В продолжение доклада член Комиссии, Руководитель направления финансирования энергоэффективных проектов, советник Генерального директора ООО «ВТБ Факторинг» Александр Чекрыгин рассказывает об инструментах финансирования энергоэффективных проектов.

Перейти к списку статей номера

НОВОСТИ

Объекты ЕНЭС полностью готовы к зиме

Авторы: А.Н. Буслов, обозреватель журнала «Энергия единой сети»

Аннотация: Россети ФСК ЕЭС (ПАО «ФСК ЕЭС») получила паспорт готовности к отопительному сезону 2019–2020 гг. Соответствующий приказ подписан Минэнерго России. Документ подтверждает полную готовность к прохождению предстоящего максимума нагрузок объектов компании во всех 79 регионах присутствия.

В преддверии зимы (за 10 месяцев 2019 г.) удельная аварийность в Единой национальной электрической сети снижена на 14 %.

ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

К вопросу о структуре энергетики будущего. The structure and management of the future energetics

Авторы: Э.М. Перминов, к.т.н., НП «НТС Единой Энергетической Системы», М.Г. Тягунов, д.т.н., Национальный исследовательский университет «МЭИ»

Authors: E.M. Perminov, NP “Scientific and Technical Council of the Unified Energy System”, M.G. Tyagunov, National Research University “MEI”

Ключевые слова: энергетика; возобновляемая энергетика — солнечная, ветровая, геотермальная и т. п.; децентрализованное энергоснабжение; топливно-энергетический баланс; сетевое регулирование.

Keywords:  energy; renewable energy — solar, wind, geothermal, etc.; decentralized energy supply; fuel and energy balance; network regulation; use of energy storage devices; hybrid energy complexes; global energy association; energy of the future.

Аннотация: В статье рассмотрены состояние и перспективы развития новых технологий мировой и отечественной возобновляемой энергетики (НВИЭ).

Показано, что за счет широкого и эффективного использования возобновляемых и местных энергоресурсов может быть обеспечена потребность человечества в энергии и уже на данном этапе могут быть успешно решены проблемы децентрализованного энергоснабжения для отдаленных и труднодоступных регионов.

Решение научно-технических и организационных вопросов использования высокотехнологичного оборудования, достоверная оценка и прогноз изменяющихся природных ресурсов (интенсивность солнечного излучения, ветропотенциала, гидроэнергоресурсов малых водных потоков, приливов, волн и т. д.) сегодня надежно обеспечиваются.

В России за счет использования НВИЭ может быть достигнуто существенное улучшение топливно-энергетического баланса, практическое энергосбережение, создание новых высокотехнологичных производств.

Для продвижения НВИЭ необходимы: совершенствование законодательства, разработка современной нормативно-технологической документации поддержка отечественных НИОКР и импортозамещения производства высокотехнологичного оборудования.

Abstract:  The article discusses the state and prospects for the development of new technologies of world and domestic renewable energy (NEE) using materials from Russian and foreign Forums and the section "Renewable and alternative energy" of the Scientific and Technical Board of NP "NTS UES" on this topic. It is shown that due to the wide and efficient use of renewable and local energy resources, the human need for energy can be provided and already at this stage the problems of decentralized energy supply for remote and inaccessible regions can be successfully solved.

The solution of scientific, technical and organizational issues of using high-tech equipment, reliable assessment and forecast of changing natural resources (intensity of solar radiation, wind potential, hydropower resources of small water flows, tides, waves, etc.) are reliably provided today.

In Russia, due to the use of renewable energy sources, a significant improvement in the fuel and energy balance, practical energy saving, the creation of new high-tech industries, new jobs, import substitution and increased exports can be achieved.

To significantly promote renewable energy, an important component of the energy sector of the future, it is necessary to: improve legislation, develop modern regulatory and technological documentation, support domestic R&D and import substitution for the production of high-tech equipment.

КАБЕЛЬНЫЕ ЛИНИИ

Комплексные испытания ВТСП кабельной линии постоянного тока протяженностью 1200 м. Complex tests of HTS DC cable line with the length of 1200 m

Авторы: Т.В. Рябин, В.Е. Сытников, д.т.н., А.В. Кащеев, к.э.н., М.В. Дубинин

АО «НТЦ ФСК ЕЭС»

Authors: T.V. Ryabin, V.E. Sytnikov, A.V. Kashcheev, M.V. Dubinin, Research and Development Center at Federal Grid Company of Unified Energy System, JSC

Ключевые слова: Криогенное оборудование; ВТСП кабельная линия; высокотемпературная сверхпроводимость; система криогенного обеспечения; испытания аварийных режимов. 

Keywords:  complex of electrical equipment; average voltage; direct current; static Converter; energy storage.

Аннотация: Комплексные испытания всех компонентов ВТСП линии постоянного тока проводились в рамках проекта по созданию сверхпроводящей кабельной линии мощностью 50 МВт для энергосистемы Санкт-Петербурга, предназначенной для соединения двух подстанции различного напряжения в центре города. Экспериментальный стенд включал в себя несколько строительных длин кабеля с соединительными и концевыми муфтами, обратный криостат, двухконтурную систему криогенного обеспечения мощностью 12 кВт при 77К, преобразовательную станцию и систему контроля и мониторинга. Общая протяженность криогенного контура кабельной линии превысила 1200 метров. В докладе представлены результаты вакуумных, криогенных и электрических испытаний, которые проводились в течение нескольких месяцев.  Определены электрические и гидравлические характеристики ВТСП кабельной линии. Исследованы некоторые аварийные режимы работы системы криогенного обеспечения.  Оценено возможное время работы кабеля при различных авариях в системе криогенного обеспечения.

Abstract:  Comprehensive tests of all the components of the HTS DC line were carried out as a part of the project to create a superconducting cable line with a capacity of 50 MW for the power system of St. Petersburg. HTS DC cable line will connect two substations of different voltage in the center of the city. The experimental stand included several cable lengths with joints and current leads, a reverse cryostat, a two-circuit cryogenic system with a capacity of 12 kW at 77 K, a converter station and a control and monitoring system. The total length of the cryogenic line exceeded 1200 m. The report presents the results of vacuum, cryogenic and electrical tests carried out over several months. The electrical and hydraulic characteristics of the HTS cable line were determined.

ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ АППАРАТЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

Комплексы электрооборудования переменного и постоянного тока для автономной и распределенной генерации.  Complexes of AC and DC electrical equipment for automous and distributed generation

Авторы: Р.Н. Шульга, к. т. н.,  ВЭИ-филиал ФГУП «РФЯЦ-ВНИИТФ»

Authors: R.N. Shulga, Ph. D., VEI-the branch of FSUE "RFNC-VNIITF", Moscow

Ключевые слова: комплекс электрооборудования; среднее напряжение; постоянный ток; статический преобразователь; накопитель электроэнергии.

Keywords:  complex of electrical equipment; average voltage; direct current; static Converter; energy storage.

Аннотация: Выполнен анализ структуры комплексов электрооборудования (КЭО) переменного и постоянного тока среднего напряжения (СН) при автономной и распределенной генерации. Показана целесообразность применения КЭО СН постоянного тока в связи с ростом мощностей в мегаполисах, а в Арктике, в связи с расширением использования подводных кабелей и накопителей электроэнергии, применять КЭО СН постоянного тока. На примере судовых электроустановок показана возможность их применения для электроснабжения автономных потребителей. Описана структура и характер использования мобильных модульных комплексов жизнеобеспечения для производства электричества, тепла, холода, водоподготовки и воздухоподготовки (при необходимости).

Abstract:  The analysis of the structure of the complexes of electrical equipment of AC and DC of the mean voltage  in distribution networks with distributed generation. The expediency with the growth of capacities in megacities, and in the Arctic, with the use of submarine cables and energy storage devices, to use CEE DC. On the example of ship electrical installations the possibility of their application for power supply of Autonomous consumers is shown. The structure and nature of the use of mobile modular life support systems for the production of electricity, heat, cold, water treatment and air treatment (if necessary) are described.

ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ АППАРАТЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

Оценка надежности системы защиты и автоматики электрической сети 20 кВ мегаполиса при внедрении дифференциальных защит. Evaluation of the reliability of the protection and automation of the 20 kV electric network of the Megapolis when introducing differential protections

Авторы: А.В. Майоров, к.т.н., ПАО «Россети»

Authors: A.V. Mayorov, ROSSETI, Public Joint Stock Company (ROSSETI, PJSC)

Ключевые слова: распределительные электрические сети; дифференциальная защита; надежность; коэффициент неготовности; граф состояния системы; марковский процесс.

Keywords:  electrical distribution networks; differential protection; reliability; unavailability coefficient; system state graph; Markov process.

Аннотация: В статье рассматривается сравнительная оценка надежности системы защиты и автоматики для электрической сети напряжением 20 кВ при внедрении дифференциальных защит на основе построения графов состояния системы. Приводятся вероятностные характеристики отказов и параметров срока восстановления системы.

Abstract:  The article considers the comparative assessment of the reliability of the protection and automation systems for a 20 kV electrical network when introducing differential protections based on the construction of system state graphs. The probabilistic characteristics of failures and parameters of the system recovery period are given.

Высоковольтные аппараты и оборудование

Мониторинг аварийного режима силовых трансформаторов и автотрансформаторов. Emergency monitoring of power transformers and autotransformers

Авторы: М.Ю. Львов, д.т.н., АО «ОЭК», Ю.Н. Львов, д.т.н., АО «НТЦ ФСК ЕЭС»

Authors: M.YU. Lvov, OEC, JSC, YU.N. Lvov, Scientific and Technical Center FGC UES, JSC

Ключевые слова: cиловой трансформатор; автотрансформатор; аварийный режим; мониторинг; внутреннее короткое замыкание; силовая дуга.

Keywords:  power transformer; autotransformer; emergency mode; monitoring; internal short circuit; power arc.

Аннотация: Применение непрерывного контроля показателей состояния силового трансформатора и автотрансформатора является средством для своевременного выявления и предупреждения возникновения аварийного режима, сопровождающегося внутренним коротким замыканием, силовой дугой, взрывом и пожаром. Использование систем мониторинга позволяет обеспечить своевременный вывод из работы силового трансформатора и автотрансформатора до возникновения силовой дуги и предотвратить внутреннее короткое замыкание.

Abstract:  The use of continuous monitoring of the state indicators of the power transformer and autotransformer is a means for timely detection and prevention of emergency conditions, accompanied by an internal short circuit, power arc, explosion and fire. The use of monitoring systems allows for timely shutdown of the power transformer and autotransformer before the occurrence of a power arc and to prevent internal short circuits

РЕЖИМЫ, ПЛАНИРОВАНИЕ И ЭКОНОМИКА

Тенденции электропотребления энергосистем России. Trends in power consumption of Russia's power grid system

Авторы: Б.И. Макоклюев, д.т.н., АО «НТЦ ФСК ЕЭС»

Authors: B.I. Makokluev, Research and Development Center at Federal Grid Company of Unified Energy System, JSC

Ключевые слова: энергосистемы; прогнозирование электропотребления; ма-

тематическое моделирование; цикличность нагрузок; статистический анализ, коэффициент неравномерности, сезонная цикличность, технического учета потребления мощности.

Keywords:  power systems; forecasting electric consumption; mathematical modeling; cyclic loads; statistical analysis.

Аннотация: Статья посвящена анализу тенденций электропотребления в российских энергосистемах на основе анализа статистических данных. Анализ этих данных имеет значение для подбора адекватных математических моделей долгосрочного прогнозирования электропотребления. Рассматриваются колебания графиков потребления ЭС, происходящие под влиянием комплекса различных факторов:

– длительные многолетние тенденции определяются социальными факторами и экономическим развитием регионов;

– устойчивые производственные циклы, астрофизические циклы (смена дня и ночи), сезонные колебания метеорологических факторов определяют регулярные колебания потребления (цикличности нагрузок) — суточную, не дельную, сезонную цикличности;

– устойчивые многолетние изменения потребления определяются межгодовым приростом и плавным изменением структуры потребления;

– резкие изменения погодных условий, общественные явления, телевизионные передачи, внеплановые отключения крупных потребителей и т. п. определяют нерегулярные колебания, отклонения нагрузки от цикличностей и тенденций.

Abstract:  The article is devoted to the analysisof electricity consumption trends in Russian power systems based on the analysis of statistical data. Analysis of these data is important for the selection of adequate mathematical models for long-term forecasting of power consumption.

Evaluation of the nature of long-term changes — trends is essential for the selection of adequate mathematical models for long-term forecasting of power consumption in the context of several years.

The fluctuations of daily diagrams of consumption of ES are considered, taking place under the influence of a complex of various factors:

– long-term long-term trends are determined by social factors and economic development of the regions;

– stable production cycles, astrophysical cycles (change of day and night), seasonal fluctuations in meteorological factors determine regular fluctuations in consumption(cyclic loads) — daily, weekly, seasonal cycles;

– stable long-term changes in consumption are determined by inter annual growth and a smooth change in the structure of consumption;

– sudden changes in weather conditions, social phenomena, television programs, unscheduled disconnections of large consumers, etc. determine irregular fluctuations, load deviations from cyclicities and trends.

Перейти к списку статей номера

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ

Системные решения и новые технологии энергоснабжения  умных городов

System development and new technologies energy life support smart cities

Авторы: Ю.Н. Кучеров, д.т.н., А.В. Иванов, ФГУП «Стандартинформ» (Росстандарт), Д.А. Корев, АО «РВК», С.А. Утц, АО «СО ЕЭС», А.В. Шихина, АО «РТСофт»

Authors: Yu.N. Kucherov, A.V. Ivanov, FSUE “Standardinform” (Rosstandart), D.A. Korev, RVC JSC, S.A. Utz, JSC "SO UES", A.V. Shikhina, RTSoft JSC

Ключевые слова: «умный» город; критическая инфраструктура; новые технологии; распределенная энергетика; «умные» сети; активный потребитель; стандартизация.

Keywords:  smart city; energy saving; critical infrastructure; new technologies; distributed energy; smart grid; active consumer; standardization.

Аннотация:  В статье рассматриваются задачи интеграции новых энергетических и информационных технологий для условий крупных городов и мегаполисов с целью повышения эффективности их основных секторов. Обобщаются мировые тенденции устойчивого развития «умных» городов (Smart Cities), гармоничного сочетания искусственной и природной среды, большой и малой энергетики, влияния нового технологического уклада (Industry 4.0) и интеллектуальных систем управления для организации взаимодействия жизнеобес­печивающих инфраструктур. Показаны условия применения технологий Smart Grid и Smart Energy, взаимосвязи систем управления критически важных инфраструктур жизнеобеспечения — электро-, газ-, тепло-, водоснабжение, утилизации промышленных и бытовых отходов. Отражается специфика системных решений для российских городов, в том числе подчеркивается роль сбалансированности и живучести электро -, теплоснабжения, условий применения технологий распределенной энергетики, электротранспорта, активных потребителей, мини ЭЭС.

Сформулированы требования по развитию и повышению надежности умных распределительных сетей, как в части интеграции технологий: «умный» дом — здание — предприятие, мини ЭЭС, так и взаимосвязи систем внешнего и внутреннего энергоснабжения. Обобщаются тенденции развития стандартизации технологий для умных городов на международном и национальном уровнях.

Abstract:  The article discusses the challenges of integrating new energy and information technologies for large cities, with the aim of increasing the efficiency of the main sectors of the urban environment. Summarizing global trends in the development of smart cities, the harmonious combination of artificial and natural environment, the impact of the new technological order(Industry 4.0) and intelligent control systems for the organization of life-supporting infrastructure. Trends in the development of standardization of solutions and technologies in different cities.

Shown are the conditions for applying Smart Grid and Smart Energy technologies, the interconnections of control systems for critical life-support infrastructures - electricity, gas, heat, water supply, and utilization of industrial and household waste. The specificity of system solutions for Russian cities is reflected, including the role of balance and survivability of electricity, heat supply, conditions for the application of distributed energy technologies, electric transport, active consumers, and microelectric power plants. Requirements for the development and improvement of the reliability of smart distribution networks are formulated, both in terms of technology integration: Smart House — Building — Enterprise, microelectric power plants, and the interconnection of external and internal energy supply systems.

Trends in the development of technology standardization for smart cities at the international and national levels are summarized, which is of fundamental importance for unifying solutions and ensuring technological and information compatibility of life-supporting infrastructure and urban management.

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ

Новые возможности моделирования энергосистем в реальном времени

New possibilities of real time simulation of power systems

Авторы: К. Сидвол, RTDS Technologies, Ф.А. Иванов, ЗАО «ЭнЛАБ»

Authors: K. Sidwal, RTDS Technologies, F. Ivanov, EnLAB, CJSC

Ключевые слова: RTDS; Novacor; моделирование энергосистем; силовая электроника; интерфейс Aurora; волновые защиты; гибридное моделирование больших энергосистем; симуляция на ПЛИС.

Keywords:  RTDS; NovaCor; power systems simulation; power electronics; Aurora interface; traveling-wave protection; hybrid large system simulation; FPGA simulation.

Аннотация:  Рассмотрены технические новшества в области моделирования энергосистем на цифровом симуляторе реального времени RTDS. Описаны последние программные и аппаратные обновления входящих в состав симуляторов вычислительных устройств, интерфейсов связи, модулей ввода-вывода. Показана высокая эффективность применения симуляторов при моделировании больших энергосистем и сетей, содержащих нетрадиционные источники энергии.

Abstract:  Here are considered technical innovations in the field of power systems simulation on a digital real-time simulator RTDS. We described the latest software and hardware updates of the computing devices, communication interfaces, input-output accessories included in the simulator. The high efficiency of the simulators use at large power systems simulation and networks containing non-conventional power sources simulation is shown.

ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И МАТЕРИАЛЫ

Цифровой двойник для электрических сетей

Digital twin for electrical networks

Авторы: Е.В. Никитина, А.Н. Полуэктов, ООО «Сименс», С. Кох, Siemens AG

Authors: Е. Nikitina, A. Poluektov, LLC Siemens, S. Koch, Siemens AG

Ключевые слова: цифровой двойник; PSS®ODMS; PSS®SINCAL; геоинформационная система.

Keywords:  digital twin; ODMS; PSS SINCAL; Geographic information system.

Аннотация:  IT-среда энергокомпаний включает в себя большое количество различных программ и приложений, что приводит к отсутствию единого согласованного источника информации о сети. Зачастую различные отделы энергокомпаний работают с различными моделями сети, что приводит к ошибкам при расчетах. Цифровой двойник электрической сети является единой базой информации об электрической сети, интегрированной с необходимыми IT-службами компании. В статье показаны различия построения цифрового двойника для распределительных и для магистральных сетей, а также приведены примеры реализованных проектов.

Abstract:  The IT environment of utilities includes a large number of different programs and applications, which leads to the absence of a single consistent source of information about the network. Often, different departments of one utility work with various network models, which leads to errors in the calculations. The digital twin of the electric network is a unified database of information about the electrical network integrated with the required IT services of the company. The article shows the difference in creation a digital twin for distribution and for transmission networks, as well as examples of completed projects.

ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ АППАРАТЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

Расчёт восстанавливающихся напряжений на разомкнутых контактах двухкамерного выключателя

Algorithms for the calculation of recovery voltages on open contacts of two-chambered circuit-breaker

Авторы: Д.С. Ярошенко, В.Н. Острейко, к.т.н., ЗАО «ЗЭТО»

Authors: D.S. Yaroshenko, V.N. Ostreiko, CJSC ZETO — Plant of Electrotechnical Equipment

Ключевые слова: высоковольтные выключатели; дугогасительные камеры; двойной разрыв электрической цепи; напряжения и электрическая прочность разрыва цепи; электрические емкости; сопротивления утечки изоляторов; сопротивления отключаемой цепи.

Keywords:  high-voltage circuit breakers; interrupter chambers; double break of electric circuit; voltages and electric strength of break in a circuit; electric capacitance; insulator leakage resistance; resistance of the disconnected circuit.

Аннотация:  На основе комплексных уравнений электрической схемы двухкамерного выключателя получены вещественные выражения для действующих значений напряжения на разомкнутых дугогасительных камерах с учетом их емкостей и активных сопротивлений утечки изоляторов, а также аналогичных параметров опорного изолятора и параметров отключаемой цепи. Рассмотрены пять частных практических случаев, при которых выражения для указанных напряжений упрощаются и становятся наглядными.

Abstract:  Based on the complex equations of the electrical circuit of the two-chamber circuit breaker, real values are obtained for the effective voltage values on open interrupter chambers, taking into account their capacities and active leakage resistances of insulators, as well as similar parameters of the post insulator and parameters of the circuit to be disconnected. Five particular practical cases have been studied where the expressions for the indicated voltages are simplified and become visual.

ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ АППАРАТЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

Модель управляемого шунтирующего реактора для исследования поведения его релейной защиты

Model of a controlled shunt reactor for the analysis and optimization of their relay protection

Автор: Л.А. Кошкарева, ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ»

Author: L.A. Koshkareva, Moscow Power Engineering Institute National Research University

Ключевые слова: управляемый шунтирующий реактор; релейная защита; создание имитационной модели.

Keywords:  controlled shunt reactor; relay protection; creation of a simulation model.

Аннотация:  Приводятся состав и особенности релейной защиты управляемых шунтирующих реакторов (УШР), связанные с их конструктивным исполнением и режимами работы. В процессе эксплуатации рассматриваемого электротехнического устройства были выявлены неправильные действия релейной защиты, связанные с некорректным выбором параметров срабатывания в связи с отсутствием ясного понимания физических процессов, происходящих в обмотках реактора в различных режимах работы сети. Для исследования поведения релейной защиты была разработана модель реального УШР. В статье описан подход к ее созданию, рекомендуемые настройки, а также приведены результаты моделирования.

Abstract:  The composition and features of the relay protection of controlled shunt reactors (hereinafter — CSR) related to their design and operating modes are given. During the operation of the electrical device under consideration, incorrect relay protection actions were identified associated with the incorrect selection of the operation parameters due to the lack of a clear understanding of the physical processes occurring in the reactor windings in various network operation modes. In view of this, a model of real CSR was developed to study the behavior of relay protection. The article describes the approach to its creation, recommended settings, as well as the simulation results.

ИСТОРИЯ И ЛИЦА

Развитие систем связи в электроэнергетике для защиты и автоматизации

Development of communication systems in the electric power industry for protection and automation

Авторы: Н.А. Дони, к.т.н., А.И. Левиуш, д.т.н., Р.В. Разумов, А.В. Иванов, ООО «НПП «ЭКРА»

Authors: N.A. Doni, A.I. Leviush, R.V. Razumov, A.V. Ivanov, NPP ECRA, LLC

Ключевые слова:  защита воздушной и кабельной линий; применение дифференциальной защиты; дифференциально-фазная защита; продольная дифференциальная защита; история; ВНИИЭ.

Keywords:  overhead and cable line protection; application of differential protection; differential-phase protection; longitudinal differential protection history; VNIIE.

Аннотация:  Координация работы большого количества энергообъектов, составляющих Единую энергетическую систему, невозможна без систем связи.  В статье рассматриваются проблемы создания и развития устройств релейной защиты и аппаратуры каналов связи для передачи информации и команд срабатывания устройств защиты, телемеханики, автоматики.   Приведена история развития и становления отечественных  устройств в этой области. Приведены основные разработчики и изготовители этой аппаратуры в историческом аспекте.

Abstract:  Coordination of the work of a large number of energy facilities that make up the Unified Energy System is impossible without communication systems. The article discusses the problems of creating and developing relay protection devices and communication channel equipment for transmitting information and response commands of protection devices, telemechanics, and automation. The history of the development and formation of domestic devices in this area is given. The main developers and manufacturers of this equipment in the historical aspect are given.

ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Опыт применения стандарта организации по расчету допустимых токовых нагрузок воздушных линий

Experience of the application overhead line capacity calculation organization standard without additional construction

Авторы: А.В. Лянзберг, ПАО «ФСК ЕЭС», Молодежный совет электроэнергетики при Министерстве энергетики Российской Федерации, Р.Г. Шамонов, В.С. Матвеев, ПАО «ФСК ЕЭС»

Authors: A.V. Lyanzberg, FGC UES, PJSC, Electric Power Industry Youth Council under the Russian Ministry of Energy, R.G. Shamonov, V.S. Matveev, FGC UES, PJSC

Ключевые слова: воздушные линии; допустимые токовые нагрузки в сети; пропускная способность линий; допустимая аварийная нагрузка.

Keywords:  overhead lines; grid capacity; transmission capacity of a link; allowable emergency overload.

Аннотация:  Для повышения пропускной способности воздушных линий электропередачи в ПАО «ФСК ЕЭС» разработан стандарт организации № 56947007-29.240.55.143-2013 «Методика расчета предельных токовых нагрузок по условиям сохранения механической прочности проводов и допустимых габаритов воздушных линий». В статье описаны теоретические и практические аспекты его использования, а также дальнейшие возможности повышения пропускной способности электрической сети.

Abstract:  In order to increase an overhead line capacity the organization standard №56947007-29.240.55.143-2013 “Methodology of calculating overhead lines maximum current loads providing conductors mechanical strength maintaining and the allowed distance between conductor and ground” has been developed in PJSC “FGC UES”. The article describes the theoretical and practical aspects of its use as well as further opportunities for grid capacity increasing.

Перейти к списку статей номера