Инструменты, цифровые технологии, связь, измерения

Интеллектуальные сети Smart Grid. Автоматизация подстанции в соответствии с МЭК 61850

11 июля 2014 г. в 11:37

«Умная» энергетика уверенно шагает по миру, завоёвывая одну страну за другой: США, Швеция, Китай, Дания, Испания, Великобритания. Несколько лет назад концепция Smart Grid1 пришла и в Россию. Строительство и развитие интеллектуальных сетей стало приоритетным направлением энергетической стратегии нашего государства. Согласно планам Президента и Правительства, к 2030 году будут созданы системообразующие и распределительные электрические системы нового поколения. Серьёзность подобных намерений подтверждает включение расходов на автоматизацию в инвестиционную программу ОАО «ФСК ЕЭС».

Основы Intelligrid

Институт инженеров электротехники и электроники (IEEE – The Institute of Electrical and Electronics Engineers) определяет Smart Grid как электрические сети, удовлетворяющие требованиям энергоэффективного и экономичного функционирования энергосистемы за счёт скоординированного управления при помощи современных двусторонних коммутаций между подстанциями, аккумулирующими источниками и потребителями. В таблице 1 приведено подробное сравнение Intelligrid и традиционной сети.

Табл. 1. Сравнение основных функций интеллектуальной и традиционной сетей

Сеть сегодня

Перспектива развития
(концепция Smart Grid)

Односторонняя коммуникация

Двусторонние коммуникации

Централизованная генерация

Распределённая генерация

Радиальная структура (как правило)

Сеточная структура (как правило)

Оборудование работает до отказа

Жизнь оборудования продлена за счёт самомониторинга и самодиагностики

Ручное восстановление

Автоматическое восстановление

Подверженность системным авариям

Адаптивная защита и автоматика деления сети

Проверка оборудования по месту

Удалённый мониторинг оборудования

Ограниченный контроль сверхтоков

Управление сверхтоками

Недоступная или запоздавшая информация о цене потреблённой энергии

Цена в реальном времени

В масштабах города умная сеть выполняет следующие функции:

  • Удалённый доступ к распределительным подстанциям, оснащённым системой мониторинга, управления и защиты силового оборудования;
  • Предотвращение развития аварии за счёт быстрого и селективного отключения повреждённого участка;
  • Обеспечение в режиме реального времени информацией о состоянии сети, необходимой для оптимального управления потребляемой энергией.

Исходя из вышесказанного очевидно, что интеллект любой энергетической сети начинается с автоматизации оборудования распределительных трансформаторных пунктов (см. схему 1).

Для того чтобы усовершенствованные устройства могли передавать и использовать цифровые данные, при разработке концепции Smart Grid возникла необходимость создания новой информационной модели коммуникации. Эта задача была решена комитетом МЭК ТС57, который разработал протокол МЭК 61850 «Коммуникационные сети и системы подстанций». Он отличается от более ранних стандартов тем, что регламентирует вопросы описания схем подстанции, схем защиты, автоматики и измерений, конфигурации устройств. В стандарте предусматриваются возможности использования новых цифровых измерительных устройств вместо традиционных аналоговых измерителей.

МЭК 61850 активно применяется в разных странах для электрических подстанций, что позволило обеспечить высокий уровень совместимости различных устройств защиты и автоматики (в том числе и аппаратов разных производителей) и снабдить пункты распределения энергии современными средствами связи. Стандарт целесообразно применять прежде всего при сооружении новых подстанций, но многие электроэнергетические компании стремятся использовать его и при выполнении модернизации существующих объектов.

Схема 1. Четыре функциональных уровня для автоматизации оборудования

Совершенствование автоматизации

Для достижения целей, поставленных государством к 2030 году, в первую очередь требуется реконструкция существующих объектов электросетевого комплекса. Частью интеллектуализации действующих сетей должно стать внедрение стандарта МЭК 61850.

Рис. 1. Пульт управления подстанции в Силсе

В России подобная практика пока не развита, однако в странах Европы уже есть примеры успешно проведённых модернизаций. Так, швейцарская компания «Электростанция Заднего Рейна» (ЭЗР) провела ретрофит открытой подстанции 380/220 кВ в Силсе. Необходимость усовершенствования данного энергетического узла возникла вследствие того, что вторичная система подстанции и основная часть оборудования вторичной цепи на 380 кВ выработали свой ресурс.

Вторичная система подстанции выполняет такие функции, как контроль состояния первичной цепи и защита её от короткого замыкания. Обе задачи решаются при помощи так называемых интеллектуальных электронных устройств, которые через свои входы и выходы соединены с оборудованием первичной цепи и контролируют всю или часть ячеек распределительного пункта.

На подстанции в Силс были внедрены интеллектуальные электронные устройства серии Relion 670 компании АББ, лидера в производстве силового оборудования и технологий для электроэнергетики и автоматизации. Все интеллектуальные электронные устройства присоединены к каналу передачи информации МЭК 61850. Стандарт определяет файл, который содержит все необходимые данные о конфигурации подстанции: от топологии основного оборудования до данных о вторичных цепях.

Вторая часть проекта (220 кВ) была интегрирована с использованием протокола МЭК 61850, для управления подстанцией 380/220кВ с новой системой контроля MicroSCADA Pro. Совместная деятельность компаний АББ и ЭЗР продемонстрировала пригодность стандарта МЭК 61850 для проектов модернизации.

Комплексное решение по автоматизации и первичному оборудованию

Помимо модернизации существующих объектов, для полноценного развития энергетики необходимо строить новые сети. Конечно, для этого нужны современные решения, а именно — создание цифровых подстанций с интеллектуальным первичным и вторичным оборудованием, соединённым посредством протокола связи МЭК 61850. В частности, на новых интеллектуальных объектах должны использоваться цифровые измерительные трансформаторы тока и напряжения (оптические или электронные), многофункциональные приборы измерений и учёта, станционная шина и шина процесса, система синхронизации, новая система отображения и управления подстанцией (SCADA).

Рис. 2. КРУ среднего напряжения UniGearDigital

В этом году специалистами компании АББ была предложена инновационная концепция для создания цифровых распределительных пунктов — КРУ (Комплектное распределительное устройство. — Прим. авт.) среднего напряжения UniGear Digital. Это перспективное решение на основе МЭК 61850, главная особенность которого состоит в объединении электронных измерительных трансформаторов (ЭИТ) тока и напряжения. Оно даёт следующие преимущества:

  • Экономия до 250 мВт и сокращение выбросов СО2 на 150 тонн за 30 лет (по сравнению с UniGearZS1 на 14 фидеров. — Прим. авт.) благодаря отсутствию потерь с измерительных трансформаторов;
  • Сокращение сроков поставки оборудования, в связи с тем, что ЭИТ являются складской позицией и не требуют производства под проект;
  • Сокращается срок ввода объекта в эксплуатацию, т.к. монтажная группа избавлена от трудоёмких работ по монтажу и коммутации тяжёлых трансформаторов тока и напряжения (ТТ и ТН);
  • Нет необходимости в объёмных инженерных расчётах для подбора ТТ и ТН. Это связано тем что ЭИТ охватывает весь диапазон электротехнических параметров, а так же при изменении электротехнических параметров сети можно использовать тот же ЭИТ, в отличие от ТТ и ТН.

Рис. 3. Интеллектуальные электронные устройства серии ABBRelion

Ячейка UniGear Digital укомплектована интеллектуальными электронными устройствами серии ABB Relion. Они отличаются от аналогов запатентованным блочным дизайном, который позволяет сократить время на установку, настройку и тестирование устройства защиты. Есть возможность монтировать корпуса до поставки самих аппаратов. Кроме того, релейная защита серии ABB Relion осуществляет высокоэффективный обмен GOOSE-сигналами (так называемая «горизонтальная связь»). Коммуникация релейной защиты и автоматики по данному протоколу обеспечивает расширяемость и гибкость системы.

КРУ среднего напряжения UniGear Digital успешно используются в Китае, Великобритании, Германии, Финляндии и других странах.

Благодаря внедрению «умных» сетей человечество вступит в новую фазу существования, которая будет характеризоваться гармоничным взаимодействием с окружающей средой, улучшением качества жизни и общим экономическим подъёмом.

1От англ. smart — умный и grid — энергосистема. Также часто встречается термин Intelligrids, который имеет аналогичное значение.

Статья предоставлена пресс-службой компании «АББ»

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Информация о компании

Компания AББ является лидером в производстве силового оборудования и технологий автоматизации, позволяющим промышленным предприятиям и энергетическим компаниям повышать свою производительность, снижая воздействие на окружающую среду. Группа компаний АББ работает приблизительно в 100 странах и насчитывает около 130 000 человек.
Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: UPS Hiden, Stark Country, Энергия, Сyber Power, Kstar

Компания ООО ЭЛМИКС поставляет источники бесперебойного питания: INELT (Smart Station, Monolith II, Smart Unit, Intelligent), CHLORIDE (офисные, средней и большой мощности), Powerman (Cерии BackPro, BackProPlus, RealSmart, Compact Plus, Dream, Optima, OptimaPlus, Black Star) А так же: аккумуляторы для ИБП, стабилизаторы, инверторы, зарядные устройства и тестеры, аккумуляторные стеллажи и монтажные шкафы. Кабель, электрощиты, кабельные каналы, электроустановочные изделия, аксессуары и монтажный инструмент. Гарантия на все товары. Наличие на складе в Москве. Отгрузка в кратчайшие сроки. Будем рады сотрудничать с Вами!
Кауров Владимир · ЭЛМИКС · 1 апреля · Россия · г Москва
UPS Hiden, Stark Country, Энергия, Сyber Power, Kstar

ПРОДАМ: Интеллектуальный прибор учёта электроэнергии однофазный МИРТЕК-12-РУ-D17

Интеллектуальный прибор учёта электроэнергии однофазный для установки на DIN-рейку с универсальным сменным модулем связи. Комплектуется переходной пластиной для установки в шкаф (опционально). Соответствует требованиям Постановления Правительства РФ от 19.06.2020 № 890 «О порядке предоставления доступа к минимальному набору функций интеллектуальных систем учёта электрической энергии (мощности)». Ключевые особенности: Основные интерфейсы связи: — Оптопорт; — RS485. Интерфейсы сменного модуля связи: — Радиоинтерфейс 433 МГц; — GSM (Стандарты GPRS/3G/4G/LTE); — Комбинированный GSM/GPRS + RS485; — Комбинированный GSM/GPRS + NB-IoT. Счётчик соответствует: — ГОСТ 31818.11-2012; — ГОСТ 31819.21-2012; — ГОСТ 31818.23-2012; — ГОСТ 32144-2013; — ГОСТ 30804.4.30-2013; — ГОСТ Р 58940-2020. Учёт количества электроэнергии нарастающим итогом суммарно и раздельно: независимо от тарифного расписания и по действующим тарифам на начало суток / месяца. Возможность хранить показания на начало суток (за 128 суток), на начало месяца (за 36 месяцев). Настраиваемый профиль нагрузки: кроме 30-минутного, возможна установка интервала усреднения — 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20, 30, 60 минут. Удобство считывания данных с графического ЖКИ. Гибкость настройки выводимой информации. Установка внешней сменной батареи на срок до 16 лет Расширенный диапазон измерения напряжения от 0,55 до 1,3 Uном (опционально). Электронные пломбы на корпусе, крышке зажимов и отсеке сменного модуля. Прозрачная клеммная крышка. Встроенное реле управления нагрузкой. Аппаратная блокировка встроенного реле управления нагрузкой. Гибкая настройка тарифного расписания. Поддерживаемые протоколы передачи данных: «МИРТЕК», СПОДЭС (ГОСТ Р 58940 2020). Журналы событий соответствуют ГОСТ Р 58940-2020, количество записей — не менее 500 событий. Сменный модуль связи: Отдельная электронная пломба отсека модуля связи. Исполнение с внутренней, угловой или внешней антенной. Универсален для приборов учёта...
Лукьянов Алексей · МИРТЕК · 17 апреля · Россия · Ростовская обл
Интеллектуальный прибор учёта электроэнергии однофазный МИРТЕК-12-РУ-D17

ПРОДАМ: Интеллектуальный прибор учёта электроэнергии трёхфазный МИРТЕК-32-РУ-D37

Интеллектуальный прибор учёта электроэнергии трёхфазный для установки на DIN-рейку с универсальным сменным модулем связи. Комплектуется переходной пластиной для установки в шкаф (опционально). Соответствует требованиям Постановления Правительства РФ от 19.06.2020 № 890 «О порядке предоставления доступа к минимальному набору функций интеллектуальных систем учёта электрической энергии (мощности)». Основные интерфейсы связи: — оптопорт; — RS485. Интерфейсы сменного модуля связи: — радиоинтерфейс 433 МГц; — GSM (Стандарты GPRS/3G/4G/LTE); — комбинированный GSM/GPRS + RS485; — комбинированный GSM/GPRS + NB-IoT. Счётчик соответствует: — ГОСТ 31818.11-2012; — ГОСТ 31819.21-2012; — ГОСТ 31818.23-2012; — ГОСТ 32144-2013; — ГОСТ 30804.4.30-2013; — ГОСТ Р 58940-2020. Учёт количества электроэнергии нарастающим итогом суммарно и раздельно: независимо от тарифного расписания и по действующим тарифам на начало суток/месяца. Возможность хранить показания на начало суток (за 128 суток), на начало месяца (за 36 месяцев). Журналы событий соответствуют ГОСТ Р 58940-2020, количество записей — не менее 500 событий. Удобство считывания данных с графического ЖКИ. Гибкость настройки выводимой информации. Установка внешней сменной батареи на срок до 16 лет. Расширенный диапазон измерения напряжения от 0,55 до 1,3 Uном (опционально). Электронные пломбы на корпусе, крышке зажимов и отсеке сменного модуля. Прозрачная клеммная крышка. Встроенное трёхфазное реле управления нагрузкой. Аппаратная блокировка встроенного реле управления нагрузкой. Наличие двух дискретных входов и двух дискретных выходов (опционально). Настраиваемый профиль нагрузки: кроме 30-минутного, возможна установка интервала усреднения — 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20, 30, 60 минут. Поддерживаемые протоколы передачи данных: «МИРТЕК», СПОДЭС (ГОСТ Р 58940 2020). Поддержка протокола ГОСТ Р МЭК 60870-5-101-2006 и ГОСТ Р МЭК 60870-5-104-2006 (опционально). Сменный модуль связи: Отдельная электронная...
Лукьянов Алексей · МИРТЕК · 17 апреля · Россия · Ростовская обл
Интеллектуальный прибор учёта электроэнергии трёхфазный МИРТЕК-32-РУ-D37

ПРОДАМ: Устройства с Wi-Fi управлением ( ЕМ-125, ЕМ-126Т , ОВ-215)

Предлагаем Вашему вниманию новое оборудование в нашем ассортименте. ЗАЧЕМ НУЖНА «УМНАЯ»WI-FIРОЗЕТКА? Понятие «умного»дома возникло достаточно давно. Правда, развиваться эта сфера начала совсем недавно, зато очень даже стремительно. Даже для скептиков найдётся интересное устройство, которое точно пригодится в каждом доме — многофункциональныйтаймер-реле. Он поможет и сэкономить электроэнергию, и уберечь технику от скачков напряжения. Да и утюг, который забыли выключить до ухода, больше не будет беспокоить, ведь с помощью телефона теперь можно выключить нагрузку и не бояться пожара в доме. ДЛЯ ЧЕГО ПРЕДНАЗНАЧЕНЫ ДАННЫЕ УСТРОЙСТВА? Умная розетка или же счетчик электроэнергии Вай-Фай точно не будет лишним, ведь он выполняет ряд полезных функций: -Измерение напряжения и частоты сети, а также потребляемого нагрузкой тока и мощности, что помогает рассчитывать потребление электроэнергии. -Управление с телефона выключением приборов, которые подключены в розетку, дистанционно. -Защита от аварийного напряжения, превышения потребляемого тока и мощности. -Защита по температуре во избежание перегрева (превышение температуры 55°С). -Автоматическое включение приборов в заданное время. -Встроенная защита от детей — блокировка от ручного управления. Также у него есть несколько режимов работы: нормальная работы, ручное управление и настройки подключения Wi-Fi, последний из которых позволяет использовать подключиться и получить доступ к настройкам. ПРЕИМУЩЕСТВА ДАННЫХ УСТРОЙСТВ Функционал этих приборов достаточно велик, но конкретно те, которые можно купить в нашем интернет-магазине имеют также и некоторые преимущества: -Адекватная стоимость и качественная сборка; -Многофункциональность; -Возможность удаленного управленияустройством; -Современный дизайн; -Наличие датчика температуры и таймера; -Гарантия 5 лет; -Защита от скачков напряжения и перезагрузки сети. Счетчик Wi-Fi– незаменимое устройство, которое в скором времени появится в каждом доме, ведь оно не только помогает...
Смолич Елена · НПК Электроэнергетика · 17 апреля · Россия · Московская обл
Устройства с Wi-Fi управлением ( ЕМ-125, ЕМ-126Т , ОВ-215)

ПРОДАМ: ИБП для УЗИ

http://ocdk.ru/uninterruptible_power_supply ИБП (UPS) Delta 3ф., 20 кВА, on-line ИБП (UPS) Delta 3ф., 30 кВА, on-line ИБП (UPS) Intelligent 1000LT2, 220В, 1000 ВА http://ocdk.ru/ups
Федорова Елена · ООО СДК · 26 марта · Россия · г Москва
ИБП для УЗИ
Компания «ФАТО Электрик» является производителем и прямым поставщиком низковольтной электротехнической продукции торговой марки HLT. На сегодняшний день ассортимент продукции бренда HLT уже включает в себя более 4000 наименований продукции. Офис и склад общей площадью свыше 1000 м2 находятся в Москве для удобства развития региональной сети дистрибьюции бренда. Фато Электрик осуществляет поставки не только по всей территории Российской Федерации, но и тесно сотрудничает с Республикой Беларусь.