История

«Умные сети» МРСК Центра

Сегодня можно утверждать, что будущее энергетики нашей страны за интеллектуальными сетями, или Smart Grid.

Современные интеллектуальные электрические сети неразрывно связаны с информационными технологиями, телекоммуникациями, сложными системами противоаварийной автоматики. Чтобы построить такую систему, нужно придерживаться определенной стратегии, все элементы сети должны быть взаимосвязаны, обеспечивая постоянный обмен данными о передаче, потреблении и о состоянии всех элементов энергосистемы в целом.

Такая стратегия построения «умных сетей» уже на протяжении нескольких лет реализуется в филиале МРСК Центра - «Белгородэнерго».

Начало внедрению в Белгороде концепции «умный город» было положено в 2009 г. на рабочей встрече губернатора Белгородской области Евгения Савченко с представителями Консорциума «умных городов» Accenture. В том же году между правительством Белгородской области и ОАО «Холдинг МРСК» было подписано соглашение о взаимодействии по развитию электросетевого комплекса региона в части построения «умных сетей» и обеспечения надёжного электроснабжения потребителей.

В других странах также существуют аналоги подобных проектов. В этом направлении движутся Амстердам, американские Боулдер и Сан-Диего, ряд других городов. И таких городов становится всё больше.

Компоненты «умных сетей»

Все энергооборудование, управляемое при помощи автоматизированных систем из единого центра, на деле представляет собой интеллектуальную сетевую инфраструктуру. Это и реклоузеры, и бустеры, и столбовые трансформаторные подстанции, и вакуумные и элегазовые выключатели, и целый ряд других компонентов, обеспечивающих надежность и бесперебойность снабжения потребителей электроэнергией.

К примеру, реклоузеры в случае аварийного отключения автоматически секционируют участки сети, переключая электропитание с одной линии на другую и таким образом сводя количество обесточенных потребителей к минимуму.

Для снижения потерь устанавливаются устройства компенсации реактивной мощности, которые позволяют уменьшить прохождение по электрическим сетям потоков реактивной мощности.

Высоких показателей надежности позволяет достичь ежегодная поэтапная замена масляных выключателей 6-110 кВ на вакуумные и элегазовые.

Еще один элемент, используемый в распределительных сетях для повышения качества передаваемой электроэнергии, — вольтодобавочный трансформатор. Данное устройство функционирует в протяженной сети напряжением 0,4 кВ и служит для выравнивания напряжения на всех участках этой сети.

Развивается в МРСК Центра и принципиально новая концепция построения распределительных сетей 0,4-10 кВ, позволяющая «дойти» практически до каждого потребителя сетью 10 кВ, а понижение напряжения до 0,4 кВ выполнить с помощью небольшого трансформатора, расположенного на опоре в непосредственной близости от дома.

Столбовые (или мачтовые) трансформаторные подстанции (СТП) – хорошая альтернатива традиционным трансформаторным подстанциям. Они дают возможность снизить потери в сети 0,4 кВ, уменьшить капитальные затраты при строительстве, а затем и эксплуатационные затраты, так как практически не требуют обслуживания. При этом они позволяют повысить надежность и качество электроснабжения потребителей, главным образом потому, что количество оставшихся без электроэнергии потребителей при аварийных отключениях сводится к минимуму.

Столбовая трансформаторная подстанция представляет собой силовой трансформатор 10/0,4 кВ, который крепится на опоре ВЛ-10 кВ. В этих устройствах применены коммутационные аппараты 10 кВ нового типа. Взамен предохранителей-разъединителей ПРВТ 10 кВ установлены разъединители РЛК-10 и комплект предохранителей ПКТ-10. Этот набор оборудования способствует более удобному выполнению оперативных переключений.

Непосредственно к СТП подключены ответвления 0,4 кВ в дома потребителей. Герметичные вводы защищают трансформатор от перекрытия птицами и посторонними предметами. Столбовые трансформаторные подстанции идеальны для тех мест, где невозможна установка подстанции киоскового типа и по улице проходят высоковольтные и низковольтные линии электропередачи, где количество жилых домов не более 5-6 .

Опыт эксплуатации СТП показал, что их применение является очень перспективным, в том числе в части существенного сокращения затрат на технологическое присоединение к электросетям отдаленных объектов мощностью 20-30 кВт, а потому концепция будет развиваться, а конструктив самой СТП совершенствоваться.

При реконструкции и новом строительстве линий 0,4 кВ уже на протяжении ряда лет используется только самонесущий изолированный провод (СИП), исключающий перерывы в электроснабжении от соприкосновения с деревьями или при схлесте.

Весь набор компонентов «умных» сетей необходимо грамотно обслуживать. Поэтому в МРСК Центра внедрена интеллектуальная система управления активами. В единую базу внесено свыше миллиона единиц электрооборудования, и состояние каждого элемента подтверждено данными диагностики. Постоянное обновление и пополнение этого «хранилища» позволяет эффективнее планировать техническое обслуживание производственных активов, что в конечном итоге сказывается на рациональности использования денежных средств, выделяемых на ремонты.

«Умные сети» – умные подходы

«Умные сети» предполагают реагирование в режиме реального времени на все, что происходит в электросетевом комплексе. Все недочеты должны немедленно фиксироваться и устраняться.

С этой целью в филиалах Компании функционируют Центры управления сетями (далее – ЦУС) и диспетчерские пункты, оснащенные SCADA-системой, интегрированной с системой SAP. Дежурные диспетчеры наблюдают и управляют работой электрических сетей в режиме реального времени, получая с подстанций данные о состоянии оборудования, текущих режимах работы сети и управляя коммутационными аппаратами. Это позволяет оперативно реагировать на нештатные ситуации, сокращая время принятия решений.

Еще больше приближает энергокомпанию к потребителю, давая возможность оперативно реагировать на любые нарушения, телемеханизация трансформаторных подстанций и распределительных пунктов 6-10 кВ. В Белгородэнерго на данном этапе телемеханизировано 176 объектов уровня 6-10 кВ (104 распределительных пункта, 27 трансформаторных подстанций и 45 реклоузеров), кроме того реализован пилотный проект по телемеханизации трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ.

Любые изменения погоды контролируют 16 цифровых метеорологических станций, установленных в районах Белгородской области. При возникновении неблагоприятных погодных условий они дают возможность подготовиться к предупреждению развития аварийных ситуаций на энергообъектах и значительно минимизировать последствия погодных катаклизмов.

«Умное» освещение

Еще одним компонентом «умного» города является автоматизированная система управления наружным освещением. Её безусловное преимущество в том, что без выезда на место, через диспетчерские пункты можно управлять режимами освещения, причем не только режимом включения электроэнергии в тот или иной промежуток времени (это могут делать многие системы), а управлять именно «частичным» освещением, то есть пофазно. Например, когда на улице начинает смеркаться, может загораться один из трех фонарей, потом — два из трех, потом уже полноценно освещается вся улица, горит вся линия освещения.

Система управляет наружным освещением автоматически, без выезда специалистов на место. При этом она быстро монтируется и дает практически моментальную отдачу. В зависимости от региона, внедрение системы дает порядка 13-15 % экономии электроэнергии. Этому же способствует широкое применение энергосберегающих ламп: натриевых, светодиодных и индукционных.

Точность учета – залог экономии

Компания делает ставку на внедрение систем интеллектуального учета энергоресурсов, позволяющих удаленно отслеживать параметры потребления электроэнергии как на объектах филиала, так и у абонентов. Это хороший инструмент в борьбе с технологическими потерями электроэнергии.

Автоматизированная информационно-измерительная система коммерческого учета электроэнергии (далее - АИИС КУЭ) бытовых и мелкомоторных потребителей не только контролирует параметры электроэнергии и дистанционно передает данные о потреблении, но и позволяет применять многотарифные расчеты. Система построена на применении интеллектуальных приборов учета, дистанционно передающих данные об энергопотреблении.

Постоянное взаимодействие с потребителями, улучшение качества их обслуживания — немаловажная часть концепции «умных сетей». С этой целью в компании функционируют и развиваются центры обслуживания клиентов, контакт-центр, а также интернет-ресурсы, которые делают ее работу максимально прозрачной и доступной для потребителей.

Эффекты

Максимальный эффект достигается при сбалансированном применении различных компонентов и технологий «интеллектуальных сетей». Однако, если рассматривать их по отдельности, то следует отметить, что значительный эффект достигается за счет модернизации учета электроэнергии. Внедрение систем АСКУЭ позволяет достоверно и своевременно определить объем потребленной электроэнергии, а кроме того, компания получает действенный инструмент для управления технологическими потерями.

Сопутствующий эффект в части снижения потерь достигается за счет модернизации основного оборудования электросетей, которая призвана повышать надежность. Например, замена 1 км провода на ЛЭП-0,4 кВ на провод с большим сечением снижает потери в среднем на 5 тыс. кВт*ч в год. Учитывая объемы реконструкции, сумма получается весьма значительной.

Эффект от внедрения элементов автоматизации (телемеханизация, автоматизация освещения, реклоузеры и т.д.) получается, в основном, за счет снижения показателей недоотпуска электроэнергии и эксплуатационных затрат. Но главный эффект от работы «умных сетей» — это, прежде всего, новый уровень обеспечения потребителей электроэнергией.