Внедрение технологий цифровых подстанций

В последнее время все активнее человек переходит на цифровые технологии во всех жизненных процессах. Так, переход на цифровизацию затронул и электроэнергетическую отрасль: почти все передовые организации по всему миру активно работают в этом направлении (увеличивается количество исследований, появляются новые международные стандарты, образцы оборудования, опытные полигоны). С каждым годом открываются все более новые возможности инновационных подходов к решению задач автоматизации и управления энергетическими объектами. Так, появляется возможность создания подстанции нового типа – цифровой подстанции (ЦПС).

Цифровая подстанция – это подстанция, оборудованная комплексом цифровых устройств для решения задач релейной защиты и автоматики (РЗА) и АСУТП — регистрации аварийных событий (РАС), учёта и контроля качества электроэнергии, телемеханики. Работа и управление такими подстанциями основывается на программно-техническом комплексе цифровой подстанции (ПТК ЦПС), разделенном на структурные уровни (процесса, присоединения и подстанции), которые объединяются между собой посредством сегментов локально-вычислительной сети.

Внедрение ЦПС позволит создать технологическую инфраструктуру для внедрения информационно-аналитических систем, снизить ошибки недоучета электроэнергии, уменьшить капитальные и эксплуатационные затраты на обслуживание подстанции, а также повысить электромагнитную безопасность и надежность работы микропроцессорных устройств.

Цифровая подстанция позволяет получить единый цифровой поток данных, который характеризует состояние управляемого объекта. Этот факт позволяет перейти к программной платформе, размещаемой на универсальных аппаратных устройствах и имеющей свободное распределение функций, а также отстраниться от, уже привычной нам, системы управления, при которой каждая функция автоматизации выполняется отдельным устройством. Также применение единой программной платформы, отвечающей за реализацию и взаимодействие функций на основе международного стандарта, позволит в дальнейшем изменить рынок аппаратных устройств для построения систем защиты и управления подстанцией и перейти к рынку функциональных алгоритмов.

Переход к цифровым подстанциям имеет ряд преимуществ:

1. Меньшее количество кабельных связей в составе комплекса и их полная диагностируемость, что значительно сокращает время поиска неисправностей и восстановительного ремонта;
2. Значительное уменьшение количества оборудования в составе программно-технического комплекса, из-за чего снижается объем профилактического обслуживания;
3. Сокращение времени поставки и затрат на поставку групповых комплектов запасных частей, инструмента и принадлежностей за счет использования вычислительных и коммуникационных средств общего назначения в составе системы;
4. Снижение объемов и частоты периодических проверок за счет организации более оптимального планирования профилактических и необходимых восстановительных работ.

Что касается недостатков использования цифровых подстанций, то остро встает вопрос кибербезопасности. Также применение не оптимального программно-технического комплекса может привести к увеличению стоимости оборудования.

Несомненно, процесс внедрения цифровых подстанций в России уже запущен. Применение технологии ЦПС в будущем позволит существенно сократить расходы на проектирование, наладочные работы, эксплуатацию и обслуживание энергетических объектов посредством повышения уровня автоматизации.

Список литературы:

1. Епифанов А.М. В цифровых подстанциях мы видим огромный потенциал / А.М. Епифанов / Электроэнергия. Передача и распределение, 2016. № 1 (34). С. 6-9.
2. Чичёв С.И. Методология проектирования цифровой подстанции в формате новых технологий / С.И. Чичёв, В.Ф. Калинин, Е.И. Глинкин. М.: Издательский дом «Спектр», 2014. 228 с.
3. Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ (НТП ПС). Стандарт организации ПАО «ФСК ЕЭС» СТО 56947007- 29.240.10.248, 2017.