CC BY
38
УДК 004:620.9
Кузяев А.В.
магистрант
Орловский государственный аграрный университет им. Н.В. Парахина ЦИФРОВИЗАЦИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ РОССИИ Аннотация
В статье рассмотрен вопрос инновационных технологий, систем цифровизации в энергетической отрасли. Разобран основной состав интеллектуальной сети, а также схема ее развития в сфере энергетики. Кроме того подробно описаны технологии цифровизации электросетевых объектов, первоочередно, цифровых подстанций, а также выявлены их преимущества.
Ключевые слова:
цифровизация, электрическая сеть, интеллектуальная сеть, цифровая подстанция.
Структура электрических сетей.
Электрическая сеть — совокупность подстанций, распределительных устройств и соединяющих их электрических линий, размещенных на территории района, населенного пункта, потребителя электрической энергии[1с.5].
Электрическая сеть состоит из двух типов элементов: Передающих и преобразующих.К первым относятся линии электропередач, ко вторым трансформаторы и сопутствующее оборудование, служащее для регулирования и защиты электросетей.
Первой по масштабу электросетевой компанией РФ является ФСК- Федеральная сетевая компания, которая контролирует магистральные сети высокого напряжения(ЛЭП, 220 кВ, 330 кВ и выше). Эти магистрали позволяют передавать огромные объемы электроэнергии на большие расстояния по всей стране. ФСК контролируется государством так как играет важнейшую роль в экономике страны.
Следующей по электросетевыми компаниями РФ являются межрегиональные распределительные компании (МРСК), объединенных в единый холдинг. Благодаря этой структуре происходит передача и распределение электрической энергии на региональном уровне.
Цифровизация энергетических объектов.
В нашей стране в последнее десятилетие активно изучается, тестируется и начинает внедряться система "Цифровой энергетики". Этот процесс получил название " цифровизация".
Цифровая трансформация сети - оптимизация и/или изменение логики технологического процесса в результате внедрения цифровых технологий на основании анализа больших данных [2].
На настоящее время основными актуальными технологиями цифровизации являются, умные сети, реклоузеры, цифровые подстанции.
Умные сети.
Умные сети электроснабжения (англ. Smart grid) — это модернизированные сети электроснабжения, которые используют информационные и коммуникационные сети и технологии для сбора информации об энергопроизводстве и энергопотреблении, позволяющей автоматически повышать эффективность, надежность, экономическую выгоду, а также устойчивость производства и распределения электроэнергии [3].
Умная сеть представляет слияние двух сетей, информационную и электрическую, которые взаимодействуют одновременно дополняя друг друга. Таким образом они объединены в единую сеть [3].
Из основных преимуществ интеллектуальных сетей можно выделить: общее повыщение качество электроэнергии; возможность дистанционных измерений и контроля; снижение потерь электроэнергии;
высокий уровень надежности; мгновенный доступ к базе данных.
Элементы умной сети.
1. Устройства для управления и мониторинга, объединенные общей беспроводной сетью и способные работать автономно.
2. Электрическая сеть. Система передачи электроэнергии, основа для построения интеллектуальной сети. Линии электропередачи должны выдерживать внезапные изменения нагрузки без прерывания работоспособности, для этого они укомплектованы умными устройствами оценки стабильности.
3.Интеллектуальная распределительная сеть. Автоматизированная распределительная сеть для передачи электроэнергии потребителю. Сеть должна быть оснащена функцией самообучения, а также иметь модули автоматического выставления счетов, выявления неисправностей, оптимизации напряжения, а также, в режиме реального времени, ценообразования.
Фазы развития умных сетей.
В настоящее время, по ряду причин, быстрый переход к идеальной цифровой модели электроэнергетики невозможен. Поэтому выделяют три фазы развития интеллектуальных сетей.
Первая фаза - создание электрической структуры, при которой отдельные системные блоки и устройства могут быть подключены к сети без использования цифровых стандартов.
Второй этап - состояние электроэнергетической инфраструктуры, при котором любой системный блок или устройство возможно подключить к сети только при условии ее переключения на единый протокол передачи данных.
И финальный, третий, этап развития - это уже единая упорядоченная и стандартизированная цифровая система, созданная на принципах децентрализованного управления энергетическими ресурсами в процессе генерации, а также распределения и потребления электроэнергии.
Цифровые подстанции.
Цифровая подстанция (ЦПС) - автоматизированная подстанция, оснащенная взаимодействующими в режиме единого времени цифровыми информационными и управляющими системами и выполняющая свои функции без дежурного персонала [ 2].
Цифровая подстанция являются важнейшей частью концепции умных сетей. Как и сам замысел интеллектуальной сети, цифровая подстанция подразумевает совокупность электросетевой и информационной инфраструктуры.
Главной особенностью цифровой подстанции являются ее вторичные цепи, которые представляют из себя каналы передачи данных, образующие единую систему процесса. Благодаря этому можно отказаться от большого количества металлических кабельных связей, отдельных устройств, тем самым избавится от дополнительных затрат.
Принципы устройства цифровой подстанции изложены в стандарте МЭК-61850.Основной идеей является создании виртуальной модели цифровой подстанции и стандартизации всех ее вторичных систем, а также привязки этой модели к реальным протоколам передачи данных. При этом происходит разделение базовых функций системы автоматизации подстанции и транспортной системы передачи сигналов [4].
Благодаря стандартизации вторичных систем подстанции можно изменять конфигурации подстанции в зависимости от требований, так как все функции не зависят от применяемого оборудования.
На сегодняшний день повсеместное внедрение цифровых подстанций в инфраструктуру страны -задача сложная. Это объясняется тем, что стандартизация системы требует множество затрат. Необходимо не только произвести новое оборудование, но и произвести переподготовку персонала, а также изменить правила строительства и эксплуатации.
Проекты цифровых подстанций в России необходимо реализовывать при строительстве новых ПС, а так же при полной модернизации существующей системы. Это необходимо, так как физический износ
подстанций в среднем превышает 65%, что делает бесполезным установку дорогостоящих устройств на устаревшее оборудование. Но использование данной системы стандартизации упрощает строительство ПС, а массовое применение делает ее дешевле. Помимо этого цифровая настройка оборудования значительно сокращает время наладки.
Этапы перехода к цифровой модели электроэнергетики.
Опыт развития цифровой электроэнергетики в мире свидетельствует о том, что интеллектуальные сети могут быть созданы в несколько этапов. Некоторые этапы могут быть реализованы параллельно. Один из возможных вариантов перехода к цифровой модели электроэнергетики в России:
1.Разработка нового электрооборудования, а также систем автоматизации и контроля состояния оборудования, самовосстановления и релейной защиты.
2. Создание единой информационной системы объединенной с электросетевой инфраструктурой, а также оптимизация всех систем управления.
3. Создание пилотных проектов. Оценка социальных, экономических и др. эффектов. Создание региональных систем управления.
4. Расширение интеллектуальной сети. Интеграция успешных пилотных проектов в единую электроэнергетическую систему.
Список использованной литературы:
1. Лыкин А.В. Электроэнергетические системы и сети : учебник для вузов / А. В. Лыкин. Москва: Издательство Юрайт, 2019. 360 с.
2. Концепция цифровая трансформация 2030. [Электронный ресурс]. Режим доступа:https:// www.rosseti.ru/investment/Kontseptsiya_Tsifrovaya_transformatsiya_2030/ (дата обращения: 28.05.2022).
3. IEEE Xplore. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://ieeexplore.ieee.org/ (дата обращения: 28.05.2022).
4. Проект РЗА. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://pro-rza.ru/ (дата обращения: 29.05.2022).
© Кузяев А.В., 2022
УДК 621.37
Кулаков А.Л., Шаповалов Я.Д., Хайруллин Д.Р.
Сотрудники Академии ФСО России
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РАДИОРЕЛЕЙНЫХ СТАНЦИЙ СТРАН НАТО С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДИКИ ИДЕАЛЬНОЙ ТОЧКИ
Аннотация
Данная статья посвящена сравнению параметров и возможностей радиорелейных станций, применяющихся в системах связи оперативно-тактического звена управления стран НАТО, а также анализу коэффициентов технического совершенства с помощью методики сравнения.
Ключевые слова Показатели качества, КТС, система связи.
Введение
В последнее десятилетие отмечается стремительное развитие систем связи военного назначения как Российского производства, так и зарубежного. Старые аналоговые средства давно списаны и на их
