Автоматизация подстанций и энергосистем

Растущие потребности современной электроэнергетики требуют гибкой и слаженной работы всех энергосистем. Увеличение мощностей, повышение надёжности энергоснабжения, бесперебойное функционирование оборудования – залог укрепления электроэнергетического комплекса и дальнейшего развития экономики. Поэтому при строительстве и модернизации инфраструктуры не обойтись без внедрения передовых технологий автоматизации энергообъектов.

Автоматизация подстанций и энергосистем должна оптимизировать режим работы энергообъекта, гарантировать эффективное оперативно-диспетчерское управление в нормальных, аварийных и послеаварийных режимах, исключить риск неисправностей по вине персонала. В настоящее время создание систем мониторинга и управления энергообъектами – АСУ ТП, СОТИ АССО, ССПИ/ТМ и др. – осуществляется с помощью двух ключевых подходов. 

Распределённые и централизованные системы автоматизации

Внедрения для средних и крупных энергообъектов  основываются на архитектуре, определяемой стандартом МЭК 61850. В данном случае предполагается внедрение автоматизированных систем с распределённой структурой, где основными элементами выступают интеллектуальные электронные устройства. В их роли используются контроллеры присоединений, терминалы РЗА и другие устройства, образующие полевой уровень системы. 

Средний уровень формируется коммуникационными контроллерами, которые объединяют все устройства в общую SCADA-систему, создают единое информационное пространство, состоящее из различных устройств и подсистем, обеспечивают удобное наблюдение и управление объектом с помощью современного ПО. Распределённые системы крупных энергообъетов могут принимать и обрабатывать несколько десятков тысяч сигналов.

Автоматизация небольших объектов (ТП, РП, небольшие электростанции), осуществляется на основе централизованной архитектуры. Она предполагает наличие двух основных уровней: центрального контроллера и модулей УСО (модулей дискретного и аналогового ввода/вывода), а также отдельных измерительных приборов. 

Архитектура с центральным управляющим контроллером проста в реализации, но накладывает ряд ограничений с точки зрения масштабируемости системы. Тем не менее, она может быть оптимальным решением для небольших систем (до 1000 сигналов). 

Решения компании «Прософт-Системы» для автоматизации энергообъектов

Компания «Прософт-Системы» обладает большим опытом в разработке систем мониторинга и управления для подстанций различных классов напряжений, которые успешно эксплуатируются на территории России и стран СНГ. Внедряемые специалистами компании автоматизированные системы обеспечивают строгий контроль технологического оборудования, обеспечивают непрерывную передачу информации в диспетчерские центры, позволяют сократить время реагирования на внештатные ситуации за счёт оперативного обнаружения и устранения неисправностей.

Для создания передовых систем автоматизации в электроэнергетике (АСУ ТП ПС, АСУ ТП ЭТО, ССПИ, ССПТИ, ТМ, АСДУ, АСТУ, СОТИ АССО, АСТУЭ НПС, АСУ Э, СККЭ) компания «Прософт-Системы» использует разработанные по требованиям стандарта МЭК 61850 и аттестованные в ПАО «Россети» и ПАО «ФСК ЕЭС» программно-технические комплексы собственного производства. С 2020 года они выпускаются под единым названием ПТК Redkit.

В состав программно-технических комплексов входят контроллеры линейки ARIS, цифровые счетчики ARIS-ЕМ45, устройства синхронизации времени ИСС, программный комплекс Redkit и др. Данные комплексы обеспечивают местное, дистанционное и автоматическое управление, а также производят оперативную блокировку от неправильных действий персонала при выполнении переключений.

На базе входящего в ПТК оборудования автоматизации возможна организация резервированных сетей. В случае отказа сервера или основного контроллера среднего уровня в распределённой системе резервный комплект принимает на себя все функции обмена данными и управления устройствами нижнего уровня и приёма-передачи данных на верхние уровни. Определение неисправности основных комплектов резервными занимает не более 1,5 секунды, восстановление трансляций данных – не более 30 секунд.

Все компоненты, входящие в ПТК, пригодны к многолетней непрерывной работе в жёстких условиях электромагнитных помех и в широком температурном диапазоне. Срок службы устройств нижнего уровня составляет не менее 20 лет, устройств среднего и верхнего уровней – не менее 15 лет.

Контроллеры ARIS поддерживают широкий набор протоколов обмена данными с устройствами нижнего уровня и смежными системами:

  • ГОСТ Р МЭК 60870-5-101;
  • ГОСТ Р МЭК 60870-5-103;
  • ГОСТ Р МЭК 60870-5-104;
  • ГОСТ Р МЭК 61850-8-1 (MMS, GOOSE);
  • Modbus (RTU/ASCII/TCP);
  • OPC UA;
  • ГРАНИТ, ТМ-800А;
  • SPA;
  • SNMP;
  • фирменные протоколы производителей.

Протоколы передачи данных на верхние уровни системы:

  • ГОСТ Р МЭК 60870-5-101;
  • ГОСТ Р МЭК 60870-5-104;
  • ГОСТ Р МЭК 60870-6 (ICCP/TASE.2);
  • OPC UA;
  • CRQ.

Благодаря обширному спектру поддерживаемых протоколов создаётся возможность включать в состав систем автоматизации как новое, так и ранее установленное оборудование и создавать системы по индивидуальным требованиям заказчика. Встроенные типовые шаблоны настройки для устройств распространенных производителей обеспечивают быструю наладку и ввод систем в эксплуатацию.

Автоматизация учёта энергоресурсов

С 2001 года компания «Прософт-Системы» также развивает направление интеллектуальных систем учёта. Автоматизация учёта энергоресурсов на базе ПК «Энергосфера» позволяет систематизировать данные о потребляемых ресурсах, оперативно выявлять очаги потерь энергии, снабжать достоверной информацией персонал предприятия для отчётной деятельности, а также для планирования мероприятий, направленных на энергосбережение и улучшение производственных показателей.

Опыт показывает, что внедрение и эксплуатация автоматизированных систем учёта позволяют снизить энергопотребление предприятия в среднем на 15-20%. Благодаря внедрению интеллектуальных систем учёта появляется возможность контролировать энергобаланс предприятия в режиме реального времени, выполняя оперативную оценку эффективности любых энергосберегающих технологий и мероприятий.

Программный комплекс «Энергосфера» эффективен для создания различных видов интеллектуальных систем учёта – АИИС КУЭ ОРЭ, АИИС КУЭ РРЭ, АСТУЭ, КСУЭР – для автоматизированного коммерческого и технического учёта выработанной, распределённой и потреблённой электрической и тепловой энергии, горячей и холодной воды, газообразных энергоносителей, мазута и прочих видов энергоресурсов.

Преимущества автоматизации подстанций

  • Снижение текущих и капитальных расходов.
  • Снижение продолжительности периодов отключения электроэнергии и перебоев в работе.
  • Повышение производительности работы электросетей и надёжности оборудования
  • Улучшение качества электроэнергии.
  • Улучшение защиты энергосистемы с точки зрения физической безопасности и целостности передачи данных.
  • Повышение эффективности труда персонала и уменьшение количества обращений в службу поддержки.

Цифровые АИИС КУЭ

Начиная с 2020 года, компания «Прософт-Системы» принимает участие в проектах по реализации цифровых АИИС КУЭ. На базе выпускаемых компаний многофункциональных цифровых счётчиков ARIS EM-45 и УСПД ЭКОМ-3000 построены цифровые АИИС КУЭ ПС 500 кВ «Тобол» (МЭС Урала) и ПС «Могилёв-330» (Республика Беларусь).

Уникальные цифровые решения обеспечивают надёжную работу энергообъекта, сокращая использование медных кабельных связей, экономя площадь подстанции и снижая эксплуатационные и трудовые затраты.

Преимущества использования цифровых устройств от компании «Прософт-Системы»:

  • сокращение количества единиц необходимого подстанции оборудования и ПО за счёт многофункциональности цифровых счётчиков ARIS EM-45;
  • повышение надёжности АИИС КУЭ и АСУ ТП благодаря возможностям программного и аппаратного резервирования;
  • увеличенная точность измерений параметров сети и учёта электроэнергии по сравнению с традиционными системами АИИС КУЭ за счёт применения цифровых трансформаторов тока и преобразователей напряжения, обработки данных в цифровом виде;
  • высокий уровень наблюдаемости системы АИИС КУЭ за счёт расширенных функций диагностики на всех этапах приёма данных, обработки, хранения и передачи на вышестоящие уровни. Это позволяет в разы сократить время поиска и устранения возможных неисправностей.