Перейти к списку статей номера

 

Архитектура систем управления данными для интеллектуальной энергетики

 

Авторы: А.В. Куканов – «Майкрософт РУС», Ю.И. Моржин, д.т.н. – ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС»

Аннотация: В настоящее время в передовых странах мира активно развивается интеллектуальная энергетика (ИЭ, Smart Grid). Основой интеллектуальной энергетики является способность различных элементов системы взаимодействовать друг с другом, обмениваться информацией и использовать эту информацию для совместного адекватного сотрудничества. В ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС» во взаимодействии с экспертным сообществом активно прорабатываются вопросы перехода отечественной электроэнергетики к интеллектуальной энергетике (см. [1,2]).

 

 

Опыт  и перспективы применения систем интеллектуального учета электроэнергии

 

Авторы: В.Э. Воротницкий, д.т.н. – ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС», А.В. Севостьянов – Инженерный центр «Энтелс»

Аннотация: В прошлых двух номерах нашего журнала были рассмотрено современное состояние проблемы  потерь электроэнергии в электрических сетях ЕНЭС и ОАО «Холдинг МРСК». Мы обсудили также основные направления снижения этих потерь,  в том числе мероприятия по совершенствованию учета электроэнергии и – в частности - одно из наиболее эффективных мероприятий по снижению потерь в сетях 220-750кВ – оптимизацию их режима по реактивной мощности и уровням напряжения.

Очевидно, что любое энергосбережение, в том числе  снижение потерь электроэнергии в электрических сетях, невозможно без достоверной системы учета электроэнергии, без автоматизации этой системы и максимального исключения «человеческого фактора» из процесса измерения и регистрации электроэнергии, без интеграции автоматизированных систем учета электроэнергии с  автоматизированными системами оперативного контроля и управления режимами  электрических сетей.

Цель настоящей статьи – обсудить ключевые проблемы  учета электроэнергии в электрических сетях России и у потребителей, пути решения этих проблем. Особое  внимание будет уделено обсуждению проблем перехода от традиционных систем учета и технологического управления электрическими сетями к инновационным интеллектуальным системам.

 

 

Разработка систем регулирования реактивной мощности и напряжения на примере ОЭС Востока

 

Авторы: В.А. Пелымский, В.Т. Воронин – ОАО «ФСК ЕЭС», Ю.И. Моржин, Р.Г. Шамонов – ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС»

Аннотация: В 2011–2012 гг. ОАО «НТЦ электроэнергетики» разработало (по заказу ОАО «ФСК ЕЭС» и с привлечением ряда отраслевых и академических институтов) Концепцию развития интеллектуальной электроэнергетической системы России с активно-адаптивной сетью.

Концепция устанавливает, что переход от энергосистемы к ИЭС ААС требует современных подходов не только в использовании нового оборудования и технологий в силовой части энергосистемы, но подразумевает и создание и освоение принципиально новых систем управления электроэнергетическими системами.

В рамках реализации этой программы в ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС» в 2012 г. разработана концепция интеллектуальной энергосистемы конкретного региона – ОЭС Востока. Создание автоматической системы регулирования потоков реактивной мощности и напряжения в энергосистеме определено в качестве пилотного проекта, развивающего идею ИЭС ААС в ОЭС Востока.

 

 

Инновации в Программе НИОКР ОАО «ФСК ЕЭС». Часть II

 

Авторы: В.В. Софьин – ОАО «РосСети», В.Ю. Селезнев – ОАО «ФСК ЕЭС», Д.С. Капустин – ОАО «ФСК ЕЭС», Ю.Г. Шакарян, д.т.н., проф. – ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС», Н.Л. Новиков д.т.н., проф. – ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС»

Аннотация: Мы продолжаем обсуждение плана инновационного развития ОАО «ФСК ЕЭС» осуществляемого в рамках Программы НИОКР на 2013-2018 гг.  (см. также [1]). Основной целью Программы является разработка и внедрение современных высокотехнологичных решений, обеспечивающих надежное и энергоэффективное функционирования всего электросетевого комплекса страны.

 

 

Влияние повышенного тока короткого замыкания на оборудование передачи и распределения электроэнергии

 

Авторы: Р. П. П. Смитс – Лаборатория испытаний, контроля и сертификации, KEMA

Ключевые слова: ток короткого замыкания, дуга КЗ, испытания,  оборудование передачи и распределения электроэнергии, выключатель.

Аннотация: На сегодняшний день наблюдается общемировая тенденция увеличения токов короткого замыкания (КЗ) в электроэнергетических системах. В данной статье приводятся результаты исследования воздействия тока КЗ на электрооборудование. Исследование проводилось в испытательной лаборатории в условиях реальных эксплуатационных нагрузок при экстремальных токах КЗ. Обсуждаемые результаты проиллюстрированы стоп-кадрами скоростной видеосъeмки, полученной во время испытаний.

Рассмотрены электродинамические и термические воздействия токов КЗ.

В работе описываются воздействия электродинамических сил на провода и другие компоненты линий электропередач (при токах КЗ до 100 кА), а также приводятся опыты с разъединителями при протекании сквозного тока до 80 кА.

В работе графически представлен эффект близости проводников и возникающий в результате этого дуговой разряд. Продемонстрированы примеры воздействия индукционных токов в металлическом окружении в условиях прохождения токов КЗ (напр., в генераторных токопроводах). В ходе испытаний показано воздействие мощной электрической дуги на оборудование и то, что дуга движется от роговых разрядников  к  гирлянде изоляторов. В работе также отмечены последствия отказа устройств, ограничивающих ток и напряжение . Продемонстрировано воздействие внутренней дуги на распределительные устройства (распределительные щиты среднего напряжения, а также КРУЭ (комплектные распределительные устройства с элегазовой изоляцией)).

В каждом случае описаны применяемые стандарты и представлена базовая проблематика.

 

 

СИГРЭ. Исследовательский Комитет С6 «Системы распределения электроэнергии и распределенная генерация»

 

Авторы: Ю. Н. Кучеров, д.т.н., Ю.Г. Федоров – ОАО «СО ЕЭС»

Аннотация: В августе 2012 г. в Париже прошла 44-я Сессия Международного Совета по большим электроэнергетическим системам CIGRE (Conseil International des Grands Réseaux Electriques) . Это крупное событие международного уровня, которое привлекает внимание исследователей, ученых, инженеров, специалистов и менеджеров в области электроэнергетики со всего мира. Мы продолжаем рассказ о деятельности этой организации (активным членом которой является ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС») и о результатах работы 44-ой сессии. В предыдущих номерах мы рассказали о деятельности двух Исследовательских комитетов (ИК): А2 «Трансформаторы» и  В4 «Оборудование электропередач постоянного тока высокого напряжения и мощной силовой электроники». В настоящем номере мы представляем статью представителя Российского Национального Комитета СИГРЭ в ИК С6, члена президиума НП «НТС ЕЭС», руководителя департамента технического регулирования ОАО «СО ЕЭС», д.т.н. Кучерова Ю.Н. и ведущего специалиста ОАО «СО ЕЭС» Федорова Ю.Г. Речь пойдет о деятельности ИК С6 «Системы распределения электроэнергии и распределенная генерация»

 

 

Применение в ЕНЭС компактных управляемых воздушных линий электропередачи

 

Авторы: С.Н. Карева – ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС»

Аннотация: Как известно, основное назначение линий электропередачи – передача активной и реактивной мощности от источника к потребителю. Они должны удовлетворять следующим основные требованиям:

–  передача заданной мощности в нормальном и послеаварийном режимах;

–  обеспечение наиболее экономичной передачи электроэнергии, соответствующей  минимуму затрат на сооружение и эксплуатацию линии ;

Кроме того, линии должны удовлетворять требованиям ГОСТ и Санитарных норм регламентирующих уровни электрических и магнитных полей, радиопомех и акустических шумов от линии.

Воздушные линии электропередачи традиционных конструкций по целому ряду показателей не в полной мере отвечают указанным требованиям. Успешное развитие энергосистем с целью повышения пропускной способности и надежности энергоснабжения потребителей, снижения затрат на строительство и эксплуатацию электросетевых объектов, улучшения экологических показателей возможно на базе новых технических решений с применением комплекса современных технических средств и устройств.

 

 

Географическая информационная система по возобновляемым источникам энергии

 

Авторы: А.Н. Долуденко, к.ф.-м.н., Л.Н. Чабан, к.т.н. – Объединенный институт высоких температур РАН

Аннотация: Из года в год интерес к возобновляемым источникам энергии в мире неуклонно возрастает. ВИЭ приобрели не только энергетическое и экологическое, но и мировое политическое звучание и в наше время уже вносят заметный вклад в мировой энергетический баланс.

Основные причины интереса к практическому использованию ВИЭ можно сформулировать следующим образом:

– ресурсы ВИЭ (солнечная энергия, энергия ветра, энергия биомассы, геотермальная энергия, энергия малых рек, энергия морских волн и приливов, низкопотенциальное природное и сбросное тепло и др.) практически не ограничены, во много раз превышают обозримые потребности человечества в энергии и постоянно восполняемы;

– использование ВИЭ не ведет к существенному загрязнению окружающей среды и не приводит к изменению теплового баланса Земли;

– в отличие от нефти, газа, угля и урана ресурсы ВИЭ более равномерно распределены по территории стран и регионов, они не находятся в монопольном владении ограниченного числа стран, и их освоение рассматривается как фактор энергетической и политической безопасности.

Тем не менее, продвижение ВИЭ на энергетический рынок пока сдерживается относительно высокой стоимостью получаемых с их помощью энергетических продуктов (электроэнергия, тепло, холод, альтернативные топлива), что связано, прежде всего, с характерными для ВИЭ низкими плотностями энергетических потоков и их нестабильностью и, как следствие этого, необходимостью значительных затрат на оборудование, обеспечивающее сбор, аккумулирование и преобразование энергии.

Вместе с тем высокие начальные капитальные затраты на создание энергоустановок на ВИЭ в ряде случаев компенсируются низкими эксплуатационными затратами, не связанными с использованием дорогих органических топлив, и уже сегодня благодаря прогрессу в разработке технологий делают их привлекательными для многих практических приложений.

В соответствии с Распоряжением Правительства РФ от 08 января 2009 г. России к 2020 году предписано достичь вклада ВИЭ в производство электроэнергии (без ГЭС мощностью более 25 МВт) на уровне 4,5%, или ввести в эксплуатацию энергоустановки на ВИЭ суммарной мощностью более 25 ГВт. Для условий России, где установленная мощность энергоустановок на ВИЭ в настоящее время не превышает 2,2 ГВт, а ежегодная выработка электрической энергии составляет не более 8,5 млрд. кВтч или менее 1 процента от общего объема производства электроэнергии – это достаточно сложная задача, успешное решение которой требует разработки и принятия в сжатые сроки ряда нормативных документов и законодательных актов, определяющих конкретные меры стимулирования ускоренного развития ВИЭ в стране.

Для успешного решения поставленной задачи государству необходимо найти оптимальные варианты стимулирования частных инвестиций с минимальным вкладом бюджетных средств.

Осуществление проектов возобновляемой энергетики (ВЭ) в России – помимо решения технологических и технических задач – ставит задачи оценки возможности и эффективности использования ВИЭ для энергообеспечения различных потребителей, расположенных в природно-климатических условиях различных регионов страны. При этом, с одной стороны, необходимы обширные массивы информации, которые охватывают как природные ресурсы территории, так и экономические характеристики региона. С другой стороны, необходимо привлечь такие инструменты анализа, которые позволяли бы собирать, оперативно модернизировать и преобразовывать эти массивы данных, отображать их; путем всестороннего анализа получать обоснованные оценки и выполнять расчеты. В связи с комплексностью указанной проблемы, а также с известной «региональностью» возобновляемой энергетики, становится необходимым и возможным использование инструментария геоинформационных технологий. При этом должны быть использованы те функциональные возможности ГИС, которые отличают ее от других программ, работающих с пространственно-координированными данными: ГИС позволяет анализировать и обновлять находящуюся в базе данных информацию и на ее основе создавать новые данные. В этом случае можно успешно работать с большими массивами информации, используя модульность ГИС, что позволяет связывать воедино отраслевые информационные ресурсы муниципальных районов, населенных пунктов, областей, федеральных округов.

Поскольку ГИС по возобновляемой энергетике должна обеспечивать пользователя инструментами для аналитических решений в области ВЭ, это определяет ряд задач, стоящих перед:

– сбор, обобщение и формирование массивов географически привязанных данных о ресурсах возобновляемых источников энергии на территории России (солнце, ветер, геотермальная энергия, энергия малых рек, и т.п.); выбор способов представления этой информации;

– обеспечение визуализации информации в виде таблиц, графиков, диаграмм, других визуальных средств.

Разработанная в ОИВТ РАН ГИС по ВИЭ создана в виде карты РФ. Она обеспечивает визуализацию благоприятных мест расположения на территории РФ основных видов ВИЭ: солнечной, ветровой, приливной, геотермальной. Визуализация предполагает выделение цветом или маркером субъекта РФ, на территории которого возможно использование выбранного типа ВИЭ.

ГИС выводит информацию о доступных климатических параметрах (в том числе осредненных за год, месяц): солнечной радиации, скорости ветра, температуру окружающей среды, в каждом из субъектов РФ как в виде карт, так и в табличном виде.

Разработанная ГИС предназначена для визуально-интерактивного анализа информации по возобновляемым источникам энергии на территории Российской Федерации.

 

 

Управление активно-адаптивной сетью и оптимизация потоков мощности в интеллектуальных энергосистемах

 

Авторы: Н.А. Беляев, Н.В. Коровкин – ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет», О.В. Фролов, В.С. Чудный – «Научно-технический центр Единой энергетической системы»

Ключевые слова: электроэнергетическая система, активно-адаптивная сеть, оптимизация, потери мощности, зона влияния, кластер.

Аннотация: В статье предложен новый метод оптимизации режимов работы интеллектуальных электроэнергетических систем с активно-адаптивной сетью. Предложены оригинальные соотношения, устанавливающие зависимости параметров режима электроэнергетических систем от параметров управляющих элементов активно-адаптивной сети. Рассмотрен разработанный авторами подход к определению зон влияния управляющих элементов активно-адаптивной сети и разбиению сети на кластеры. С использованием тестовой задачи показана эффективность предложенных подходов.