Перейти к списку статей номера

Применение современных технологий управления режимами работы ЛЭП в условиях цифровой энергетики

The use of moderntechnologies for managing of the operational state of the electric power grids under condition of the digital energetics

 

Авторы: А.Е. Муров, д.э.н. – «РОССЕТИ ФСК ЕЭС», Д.И. Панфилов, д.т.н. – Научно-Технический Центр «РОССЕТИ ФСК ЕЭС»

Authors: A.E. Murov – Federal Grid Company of Unified Energy System, D.I. Panfilov – Federal Grid Company of Unified Energy System OJSC

Ключевые слова: цифровая энергетика; линии электропередачи; управление режимами работы; устройства силовой электроники; технико-экономические эффекты; фазоповоротные устройства; источники реактивной мощности; устройства продольной компенсации; регуляторы напряжения.

Keywords: digital energy; power lines; management of operating modes; power electronics devices; technical and economic effects; phase shifting devices; reactive power sources; longitudinal compensation devices; voltage regulators.

Аннотация: В статье рассматриваются современные технологии управления режимами работы линий электропередачи, основанные на применении устройств силовой электроники и цифровых систем активно-адаптивного управления. Приведены примеры инновационных разработок, реализованных в рамках программы инновационного развития ПАО «ФСК ЕЭС», являющиеся основой для реализации эффективного управления в цифровых электрических сетях. Отмечено, что внедрение современных технологий управления должно базироваться на получении технико-экономического эффекта, рассчитанного с учетом интегральных факторов от их применения.

Abstract: The article discusses modern technologies for controlling the modes of operation of power lines  grids based on the use of power electronics devices and digital systems of active adaptive control. Examples of innovative developments implemented as part of the innovation development program of FGC UES, are presented, which are the basis for the implementation of effective management in digital electric networks. It is noted that the introduction of modern management technologies should be based on obtaining a technical and economic effect, calculated taking into account the integral factors from their application.

 

 

Применение искусственного интеллекта в управлении электрическими сетями

Artificial intelligence platforms in operational management of electric networks

 

Авторы: Ю.Я. Любарский, д.т.н. – АО «НТЦ ФСК ЕЭС», Н.М. Александров – НПП «Динамика»

Authors: Yu.Ya. Lyubarsky – Research and Development Center at Federal Grid Company of Unified Energy System, JSC, N.M. Aleksandrov – NPP "Dynamics"

Ключевые слова: управление электрическими сетями; искусственный интеллект; экспертные системы; нейросети.

Keywords: control of electric networks; artificial intelligence; expert systems; neural networks.

Аннотация: Рассмотрены различные направления для  реализации интеллектуальной части систем управления электрическими сетями: экспертные системы и искусственные нейронные сети. Отмечены достоинства и недостатки каждой из этих направлений. Показана целесообразность совместного использования направлений. Приведены примеры.

Abstract: Various software platforms for the intellectual part of electric network control systems are considered: expert systems and artificial neural networks. The advantages and disadvantages of each of these platforms are noted. The expediency of sharing platforms is shown. Examples are given.

 

 

Правила технологического функционирования электроэнергетических систем: к истории вопроса

Rules for the technological functioning of electric power systems: the history of the problem

 

Автор: Н.Г. Шульгинов, к. т. н. – ПАО «РусГидро»

Author: N.G. Shulginov – PJSC RusHydro

Ключевые слова: нормативно-техническая система электроэнергетики; работоспособность энергосистемы; совместимость электрооборудования; надёжность энергосистем; правила технической эксплуатации электростанций и сетей; правила устройства электроустановок; технические регламенты в электроэнергетике.

Keywords: regulatory and technical system of the electric power industry; operability of the power system; compatibility of electrical equipment; reliability of power systems; rules for the technical operation of power plants and networks; rules for the installation of electrical installations; technical regulations in the electric power industry.

Аннотация: Обсуждаются проблемы формирования нормативной базы в электроэнергетике. Подчеркивается необходимость регламентации критически важных процессов и установлении обязательных для исполнения требований. Обсуждается суть Правил технологического функционирования электроэнергетических систем  утвержденных в августе 2018 г. Правительством РФ. утвердило . Показана значимость этих Правил для устойчивого и надежного функционирования электросетевого комплекса страны.Правила технологического функционирования ЭЭС являясь «фундаментальным» документом,  создает базу для современной нормативной конструкции, регламентирующей обеспечение надёжной работы ЕЭС России. Однако, эту конструкцию ещё предстоит наполнить необходимыми элементами. Документ предполагает дальнейшую работа по корректировке существующего массива нормативно-технической документации, на первом этапе требуется разработать и утвердить 35 нормативных актов. Обсуждается история вопроса в СССР и РФ, а также мировая практика, в частности в Евросоюзе, где либерализация энергетики многих стран пришлась на 1990-е — начало 2000-х, которая  включала в себя реформирование нормативной базы электроэнергетической отрасти стран Евросоюза.

Abstract: The problems of forming the regulatory framework in the electric power industry are discussed. The necessity of regulating critical processes and establishing mandatory requirements is emphasized. The essence of the Rules for the technological functioning of electric power systems approved in August 2018 by the Government of the Russian Federation is discussed. approved. The importance of these Rules for the stable and reliable operation of the country's electric grid complex is shown. The rules for the technological functioning of EPSs as a “fundamental” document create the basis for a modern regulatory framework governing the provision of reliable operation of the Unified Energy System of Russia. However, this design has yet to be filled with the necessary elements. The document involves further work on adjusting the existing array of regulatory and technical documentation; at the first stage, 35 regulatory acts are required to be developed and approved. The history of the issue is discussed in the USSR and the Russian Federation, as well as world practice, in particular in the European Union, where the liberalization of energy in many countries occurred in the 1990s and early 2000s, which included reforming the regulatory framework for the electric power industry of the European Union.

 

 

Применение винтовых свай при строительстве воздушных линий электропередачи

Application of screw piles in the construction of overhead lines

 

Авторы: Н.А. Сенькин, к.т.н., Д.Г. Малютин, К.А. Зимин, К.Е. Турлаков – АО «НТЦ ФСК ЕЭС»

Authors: N.A. Senkin, D.G. Malyutin, K.A. Zimin, K.E. Turlakov – Research and Development Center at Federal Grid Company of Unified Energy System, JSC

Ключевые слова: фундаменты и опоры воздушных линий электропередачи; винтовые сваи; сварные ростверки; неразрушающие испытания сварных швов; железобетонные подножники.

Keywords: foundations and supports of overhead power lines; screw piles; welded grillages; non-destructive testing of welds; reinforced concrete foundations.

Аннотация: Стальные винтовые сваи (ВС) получили широкое применение на построенной воздушной линии (ВЛ) электропередачи 750 кВ «Ленинградская – Белозерская», введенной в эксплуатацию в декабре 2018 г. Появившиеся проблемы с заглублением ВС были решены по результатам полевых испытаний по ГОСТ 5686-94, измерение их фактической глубины погружения контролировалось неразрушающим методом, а качество выполнения монтажных сварных швов − визуально-измерительным и ультразвуковым методами по ГОСТ 23118-2012. Проблему погружения целесообразно решать путем применения ВС с открытым концом, преимущественно со стальным сварным наконечником. Следует пересмотреть технологию погружения ВС в сложные грунты, включая модернизацию буровых и сваепогружающих машин. Проблему качества выполнения монтажных сварных швов следует решить за счет повышения уровня индустриализации с исключением сварки на трассе, например, в результате разработки «болтового ростверка». Необходимо разработать многогранные стальные и секционированные железобетонные опоры с эффективными фундаментами для ВЛ 750 кВ. При этом выбирать вариант фундаментов следует по результатам сравнения с другими альтернативными решениями (грибовидные подножники, буронабивные сваи, сваи-оболочки, поверхностные фундаменты и т.п.) комплектно с опорами по критериям стоимости, трудоемкости и материалоемкости.

Abstract: Steel screw piles were widely used on the built 750 kV Leningradskaya – Belozerskaya overhead line, which was put into operation in December 2018. The problem appeared with a depth of screw piles have been resolved by results of field tests according to GOST 5686-94, the measurement of actual immersion depth is controlled by a non-destructive method, and the quality of installation weld - visual-inspection and ultrasonic methods GOST 23118-2012. It is advisable to solve the problem of immersion by using screw piles with an open end, mainly with a steel welded tip. It is necessary to review the technology of sinking screw piles into complex soils, including the modernization of drilling and pile-loading machines. The problem of the quality of installation welds should be solved by increasing the level of industrialization with the exception of welding on the road, for example, as a result of the development of "bolt grillage". It is necessary to develop multi-faceted steel and partitioned steel reinforced concrete footings with effective Foundation for transmission line 750 kV. To assign a version of the foundations follows the results of comparison with other alternative solutions (mushroom foundations, bored piles, pile-shell, surface foundations, etc.) complete with bearings according to the criteria of cost, complexity and material.

 

 

Накопитель энергии для испытательных стендов

Energy storage for test stands

 

Авторы: И.Я. Довганюк, П.В. Сокур, к.т.н., Ю.Г. Шакарян, д.т.н. – АО «НТЦ ФСК ЕЭС»

Authors: I.Ya. Dovganuk, P.V. Sokur, Yu.G. – Research and Development Center at Federal Grid Company of Unified Energy System, JSC

Ключевые слова: электропитания испытательных стендов: короткое замыкание; накопитель энергии; колебательный контур; зарядное устройство; преобразователь частоты; вольтодобавочный трансформатор.

Keywords: power supply of test benches: short circuit; energy storage device; oscillatory circuit; charger; frequency converter; boost booster transformer.

Аннотация: В настоящее время в РФ назрела необходимость создания Федерального испытательного стенда для сертификации и проверки силовых трансформаторов и выключателей на стойкость к токам короткого замыкания. Существующий стенд АО «НТЦ ФСК ЕЭС» не приспособлен для испытаний оборудования мощностью свыше 60 МВА. Для испытаний такого оборудования в соответствии с требованиями ГОСТ необходим стенд мощностью, на порядок превышающей мощность оборудования. Отбор такой мощности из сети в импульсных режимах затруднителен из-за снижения надежности, а иногда и невозможности обеспечения таких режимов. Авторами предлагается использовать для испытаний оборудования накопитель энергии с колебательным контуром с подкачкой энергии от преобразователя частоты, выполненного по схеме STATCOM, с минимальным воздействием на энергосистему.

Abstract: Currently, there is a need in the Russian Federation to create a federal test bench for certification and testing of power transformers and circuit breakers for resistance to short circuit currents. The existing stand of STC FGC UES JSC is not suitable for testing equipment with a capacity of over 60 MVA. To test such equipment in accordance with the requirements of GOST, a power stand is required that is an order of magnitude higher than the power of the equipment. The selection of such power from the network in pulsed modes is difficult due to a decrease in reliability, and sometimes the impossibility of providing such modes. The authors propose to use the energy storage device with an oscillatory circuit for pumping equipment with energy pumping from a frequency converter made according to the STATCOM scheme with minimal impact on the power system.

 

 

Синтетическая схема испытаний генераторного выключателя

Synthetic test circuit of the generator circuit-breaker

 

Авторы: Р.Н. Шульга, к.т.н.,Т.С. Смирнова, Е.А. Милкин – ВЭИ — Филиал РФЯЦ–ВНИИТФ

Authors: R.N. Shulga, T.S. Smirnova, E.A. Milkin – All-Russian Electrotechnical Institute-Branch of the Federal State Unitary Enterprise “Russian Federal Nuclear Center- All-Russian Scientific Research Institute of Technical Physics named after Academician E. I Zababakhina", Moscow

Ключевые слова: синтетическая схема; коммутационное испытание; генераторный выключатель; генератор импульсных токов; генератор импульсных напряжений.

Keywords: synthetic circuit; switching test; generator circuit-breaker; pulse current generator; pulse voltage generator.

Аннотация: Систематизируются ранее выполненные исследования  испытательных схем генераторных выключателей ГВ. Показаны особенности испытаний ГВ с учетом значительно более высоких токовых нагрузок номинальным током и током отключения с учетом апериодической составляющей, более высоким нагревом и механическими нагрузками, более высокой частотой переходного восстанавливающегося напряжения сравнительно с сетевыми выключателями. Анализируются данные по мировым и отечественным испытательным центрам, и показано отсутствие в них испытательных установок для испытаний ГВ  генераторов мощностью 1200 МВт и более. Приведены схемы прямых и синтетических испытаний ГВ и сформированы предварительные требования к синтетической схеме испытаний, содержащей генераторы импульсных токов и напряжений для испытаний сверхмощных ГВ, имея в виду их необходимость не только для энергетики, но и для применения в лазерной, ускорительной и др. видах техники.

Abstract: Systematizes previously performed studies of test circuits of GB generator circuit-breaker. The features of GB tests are shown taking into account significantly higher current loads with nominal current and cut-off current taking into account the aperiodic component, higher heating and mechanical loads, and a higher frequency of transient regenerating voltage compared to circuit breakers. Data on world and domestic test centers are given, and the absence of test facilities for testing GB for generators with a capacity of 1200 MW or more is shown in them. Schemes of direct and synthetic GB tests are given and preliminary requirements for a synthetic test scheme containing pulse current and voltage generators for testing heavy-duty GB are formed, bearing in mind their need not only for power engineering, but also for use in laser, accelerator, and other types of equipment.

 

 

Инновации и выбор поставщика сухих энергоэффективных трансформаторов

Innovation and supplier selection dry energy-efficient transformers

 

Авторы: Ю.М. Савинцев, к.т.н. – независимый эксперт

Authors: Yu. Savintsev – independent expert

Ключевые слова: сухие энергоэффективные распределительные трансформаторы; показатели энергоэффективности; потери холостого хода; потери короткого замыкания; выбор поставщика; технико-экономический анализ оборудования; упрощенная модель анализа изменения цены.

Keywords: dry energy-efficient distribution transformers; energy efficiency indicators; no-load losses; short-circuit losses; supplier selection; technical and economic analysis of equipment; simplified model of price change analysis.

Аннотация: Статья посвящена проблеме выбора поставщика энергоэффективных сухих распределительных трансформаторов при проведении закупок трансформаторного оборудования. Анализируется зарубежная нормативная база по сухим энергоэффективным трансформаторам. Рассмотрены различные конструкции сухих трансформаторов. Приведен перечень основных заводов, выпускающих сухие трансформаторы.  Предложена методика выбора поставщика, основанная на ранее разработанной автором методологии выбора для масляных распределительных трансформаторов и включающая в себя: 1)  предварительный подбор оптимальных потерь холостого хода и короткого замыкания, как базовых показателей энергоэффективности распределительного трансформатора в зависимости от режимов работы; 2) сравнительный комплексный технико-экономический анализ оборудования разных поставщиков на базе упрощенной модели анализа изменения цены трансформатора при изменении потерь холостого хода и короткого замыкания. Дан пример выбора поставщика энергоэффективного сухого распределительного трансформатора.

Abstract: The article is devoted to the problem of choosing a supplier of energy-efficient dry distribution transformers when purchasing transformer equipment. The foreign regulatory framework for dry energy-efficient transformers is analyzed. Various designs of dry transformers are considered. The list of the main plants that produce dry transformers is given.  A method for selecting a supplier is proposed, based on the previously developed by the author selection methodology for oil distribution transformers and includes: 1) preliminary selection of optimal idling and short-circuit losses as basic indicators of energy efficiency of a distribution transformer depending on operating modes; 2) comparative comprehensive technical and economic analysis of equipment from different suppliers based on a simplified model for analyzing changes in the price of a transformer when changing idling and short-circuit losses. An example of selecting a supplier for an energy efficient dry distribution transformer is given.

 

 

Константин Михайлович Антипов

 

18 января 2020 г. исполнилось 90 лет заслуженному энергетику РСФСР, лауреату Государственной премии СССР, кандидату технических наук Константину Михайловичу Антипову.

Редколлегия и редакция журнала «Энергия единой сети» поздравляет Константина Михайловича с юбилеем и желает крепкого здоровья, благополучия и творческого долголетия!