Перейти к списку статей номера

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.

 

 

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.

 

 

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.

 

 

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.

 

 

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.

 

 

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.

 

 

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.