Энергаз2
Аналитика - Электрические сети

Надежность цифровой подстанции


08.05.14 14:26
Надежность цифровой подстанции Преимущества цифровых подстанций известны, однако пока технология так и не внедрена в промышленную эксплуатацию. Прежде, чем это произойдет, специалистам предстоит решить ряд вопросов связанных с надежностью подстанций нового поколения.

Текущие задачи
В первую очередь, хотелось бы отметить, что в освоении технологии «Цифровая подстанция» (ЦПС) российские специалисты не отстают от зарубежных коллег, как порой утверждают некоторые. Напротив, нам не раз доводилось сталкиваться с тем, что у нас уже найдены решения, о которых в других странах пока даже не слышали. 
О преимуществах ЦПС много говорят. Мы знаем, что при переходе на эту технологию можно получить более высокое быстродействие, помехозащищенность, повышение точности измерений, сокращение количества кабельных связей и ряд других преимуществ. Сегодня создается инновационное оборудование, проработаны стандарты, запущены пилотные проекты, но пока никто к промышленному применению цифровых подстанций не перешел. 
Столкнувшись с задачей автоматизации оборудования ЦПС, мы поняли, что без пристального рассмотрения вопросов, связанных с надежностью, переход к промышленному внедрению технологии становится проблематичным. 
На наш взгляд, для такого перехода необходимо решить ряд стратегических вопросов. В первую очередь, создать общеотраслевую нормативно-техническую базу по разработке, проектированию и эксплуатации ЦПС, в том числе выполнить полный перевод стандарта МЭК 61850 и признать его в рамках российских стандартов. Об этом говорят годами, но этого до сих пор нет. 
Во-вторых, необходимо определить стратегические пути развития систем защиты, в том числе оптимальную структуру ЦПС в целом и структуру построения отдельных систем. Должна ли она быть централизованной или децентрализованной, должны ли дублироваться функции и т.д. Это тоже очень большой вопрос, и я думаю, что только на практике удастся получить некоторые ответы.
Также важно решить вопросы метрологической аттестации систем автоматизации и управления, в том числе систем АИИСКУЭ с поддержкой МЭК 61850-9-2. Еще одна задача связана с разработкой специализированного инструментария и обучением специалистов по проектированию ЦПС.
И, наконец, необходимо накопить статистику и провести анализ надежности оборудования подстанции. Особенно хотелось бы подчеркнуть, что анализ надежности должен идти в комплексе с анализом технико-экономических показателей. Очевидно, что с одной стороны, можно сделать очень надежное решение, но оно будет и очень дорогим, а можно — простое и дешевое. Надо найти некую «золотую середину». 
 
Факторы надежности
В первую очередь надежность цифровой подстанции зависит от надежности локальной вычислительной сети и надежности отдельных элементов ПС. Здесь мы говорим не только о надежности новых элементов, к примеру, оптических и электронных трансформаторов тока и напряжения или выносных УСО, но и о традиционных интеллектуальных электронных устройствах — контроллеры АСУ ТП, РЗА, АИИСКУЭ. Дело в том, что с внедрением стандарта МЭК 61850 последние претерпели существенные изменения. Появились требования к децентрализации, изменились способы ввода исходных данных, работы с GOOSE-сообщениями и т.д. Необходимо учитывать задержки в передаче мгновенных значений тока и напряжения и ряд других проблем, связанных с сетевой природой технологии ЦПС. В результате, в отношении привычных устройств тоже появились вопросы по надежности.

Следующий фактор — надежность системы единого времени. Для цифровых подстанций надежность синхронизации — критически важная величина для работы ряда элементов, особенно с появлением шины процесса. 
Третий момент — надежность т.н. «человеческого фактора». Обеспечение функциональной надежности ложится и на производителей интеллектуальных устройств, и на персонал, который должен правильно настроить и впоследствии эксплуатировать это оборудование. 
И, наконец, на надежность ЦПС влияет совокупность архитектурных решений при построении систем автоматизации и управления.  
 
Методы повышения надежности
Существует несколько методов повышения надежности ЦПС. Это использование физического и логического сегментирования сети, разделение сети на шину процесса и стационарную шину, использование протоколов резервирования и соответствующей топологии сети Ethernet. И, наконец, повышение надежности сети за счет выбора оборудования с высокими показателями надежности.
Все устройства, используемые на ЦПС, должны тестироваться на специализированных испытательных стендах с использованием современного испытательного оборудования. 
Отдельная проблема — проектирование цифровых подстанций. В проектных институтах зачастую еще не осознали, что эти технологии — уже реальность. Мы проводили курсы для проектировщиков и знаем, что людям трудно переключиться с одной системы на другую, потому что работают они по-разному. В проектных организациях зачастую отсутствует современное программное обеспечение для решения новых задач.
К примеру, новый подход к проектированию, соответствующий стандарту МЭК 61850, обеспечивает система автоматизированного проектирования SCADA Studio. С ее помощью можно проектировать «сверху вниз» — от однолинейной схемы подстанции к устройствам и взаимодействию между ними. Система обеспечивает тестирование и моделирование проекта подстанции, а также взаимодействие со сторонними программными продуктами.
Еще одно требование к системе автоматизации проектирования на базе МЭК 61850 — возможность визуального представления информации для пользователя. 
Все это — большие задачи на перспективу. Но кое-что с точки зрения повышения надежности можно сделать уже сегодня. Во-первых, использовать отдельные УСО и цифровые трансформаторы для работы основных и резервных терминалов РЗА. А во-вторых, максимально использовать возможности стандарта МЭК 61850. Имеется в виду возможность свободного распределения функций между интеллектуальными электронными устройствами и их дублирование в различных устройствах.
Еще один путь — использование симуляторов, с помощью которых также можно тестировать проект до внедрения на объекте. Симулятор играет роль устройства уровня присоединения наравне с физическими устройствами.
 

Методы оценки 
Оценка надежности ЦПС — комплексная задача, и для ее решения необходимо совмещать различные методы. Мы должны оценить как структурную, так и функциональную надежность. Для этого можно использовать классические методы теории надежности — аналитический метод, метод дерева отказов, таблично-логический метод. Совместное использование методов позволяет получить наиболее точную оценку.
 
Выводы
Мы убеждены, что отсутствие системного подхода к вопросам построения надежной структуры ЦПС служит сдерживающим фактором при внедрении новых технологий. При проектировании цифровых подстанций должны использоваться все доступные методы повышения надежности. 
Надежность конечного проекта должна быть проверена с использованием программных инструментов, построенных на известных методиках теории надежности. Только в этом случае можно рассчитывать на надежное функционирование ЦПС.
Чтобы свести к минимуму возможные риски, принципы и пути дальнейшего развития технологии «Цифровая подстанция» в России должны быть прозрачны и доступны для широкого обсуждения энергетической общественностью. Необходимо в самое ближайшее время провести ряд научно-исследовательских работ, связанных с оценкой надежности технологии ЦПС.
 
Татьяна Горелик, технический директор ООО «Энергопромавтоматизация»
Записала Кира Патракова
По материалам UPGrid 2013

(С) www.EnergyLand.info
Оформить подписку на контент Looking for authoritative content?
Копирование без письменного разрешения редакции запрещено

См. также:
Курс на энергосбережение: что надо поменять
Правило Legrand: современный офис – это эффективное освещение каждого квадратного метра
 







О проекте Размещение рекламы на портале Баннеры и логотипы "Energyland.info"
Яндекс цитирования         Яндекс.Метрика