Развертывание автоматизированной информационно-измерительной системы безопасности электрической энергии, связанной с ее качеством (АИИС БЭЭ), как инструмента государственного энергетического надзора ( Совещание Ростехнадзора г. Генеральный директор научно-производственного предприятия "ПРОРЫВ" д.т.н., проф. Тухас Вячеслав Анатольевич 1

Цель проекта: Контроль за соблюдением технологических параметров функционирования энергосистемы. Развитие инновационных технологий и алгоритмов прогноза режимной надежности в электроэнергетике в рамках фрагмента активно-адаптивных сетей (Smart Grid). План доклада: 1. Состояние вопроса и имеющийся научно-технический задел. 2. Задачи разработки показателей энергоэффективности электросетевых объектов в режиме реального времени. 3. Задачи идентификации электротехнического оборудования, его диагностики и определения остаточного ресурса в режиме реального времени. 4. Задачи поиска источника помех и противодействия электромагнитному терроризму. 5. Инновационный потенциал проекта. 2

3 Материалы US Department of Energy Развитие критических технологий ( Программа Roadmap 2030): Продвижение проводниковых и сверхпроводниковых технологий Технологии аккумулирования (сохранения и накопления) электроэнергии Мониторинг энергосистемы в реальном масштабе времени Силовая электроника Какие задачи государственного энергетического надзора решает мониторинг энергосистемы: -Измерение и контроль технологических параметров функционирования энергосистемы, развитие технологий прогноза режимной надежности; -Разработка превентивных мер и совершенствование нормативно-технической политики; -Выработка предложений по государственному управлению в электроэнергетике Преимущества Ростехнадзора - обладание атрибутами независимости и технической компетенции. 1. Состояние вопроса и научно-технич. задел 2. Задачи энергоэффекти вности 3. Задачи идентификации 4. Задачи поиска помех 5.Инновацион- ный потенциал проекта

Характерные виды помех в системе электроснабжения в процессе производства, передачи, распределения и потребления электроэнергии 4 1. Состояние вопроса и научно-технич. задел 2. Задачи энергоэффекти вности 3. Задачи идентификации 4. Задачи поиска помех 5.Инновацион- ный потенциал проекта ПС- подстанции; ЦП – центры питания; ГРЭС – генераторы электростанций; РТП, РП, ТП распределительные трансформаторные подстанции; СК – синхронные компенсаторы; СТК – статические тиристорные компенсаторы; ФКУ – фильтрокомпенсирующие устройства; КБ – конденсаторные батареи; ДСП – дуговые сталеплавильные печи. ( из кн.: Управление качеством электроэнергии/И.И. Карташев и др. – М.: Издательский дом МЭИ, с.).

5 Автоматизированная информационно-измерительная система безопасности электрической энергии ( 1. Состояние вопроса и научно-технич. задел 2. Задачи энергоэффекти вности 3. Задачи идентификации 4. Задачи поиска помех 5.Инновацион- ный потенциал проекта

6 Автоматизированная информационно-измерительная система безопасности электрической энергии В системе предусмотрена градация уровней предоставления информации. В настоящее время предлагаются три уровня: На уровне «Потребитель» - выводится информация только об отклонениях и провалах напряжения. На уровне «Управленец» - создаются отчёты в соответствии с действующими РД. На уровне «Диспетчер» - доступна самая подробная информация по всем аспектам работы системы и приборов подключённых к ней. Есть возможность изменения настроек приборов. 1. Состояние вопроса и научно-технич. задел 2. Задачи энергоэффекти вности 3. Задачи идентификации 4. Задачи поиска помех 5.Инновацион- ный потенциал проекта

7 Автоматизированная информационно-измерительная система безопасности электрической энергии Уровень потребителя (провалы / пропадания / перенапряжения) Установившееся отклонение напряжения (интервал - день) При снижении напряжения на зажимах асинхронного электродвигателя на 15 % момент снижается на 25 %. Двигатель может не запуститься или остановиться. 1. Состояние вопроса и научно-технич. задел 2. Задачи энергоэффекти вности 3. Задачи идентификации 4. Задачи поиска помех 5.Инновацион- ный потенциал проекта

8 Автоматизированная информационно-измерительная система безопасности электрической энергии Уровень управленца (обобщённые данные) Отчёты за интересующий период времени 1. Состояние вопроса и научно-технич. задел 2. Задачи энергоэффекти вности 3. Задачи идентификации 4. Задачи поиска помех 5.Инновацион- ный потенциал проекта

9 Автоматизированная информационно-измерительная система безопасности электрической энергии Уровень диспетчера (детальная информация) Несимметрия напряжения (интервал - неделя) Коэффициент несимметрии напряжения по нулевой последовательности (K0U) одного 9-и этажного жилого дома может составлять 20 %, что в точке общего присоединения может превысить нормально допустимые 2 %. 1.Состояние вопроса и научно-технич. задел 2.Задачи энергоэффекти вности 3. Задачи идентификации 4. Задачи поиска помех 5.Инновацион- ный потенциал проекта

10 Автоматизированная информационно-измерительная система безопасности электрической энергии Несинусоидальность напряжения (интервал - неделя) Причина - электроприёмники с нелинейной вольт­амперной характеристикой, например, полупроводниковые преобразователи напряжения для энергоэффективных ламп (СПРАВКА. 35% электроэнергии преобразуется и потребляется на постоянном напряжении.) Неправильно срабатывают устройства управления и защиты 1.Состояние вопроса и научно-технич. задел 2.Задачи энергоэффекти вности 3. Задачи идентификации 4. Задачи поиска помех 5.Инновацион- ный потенциал проекта

11 Автоматизированная информационно-измерительная система безопасности электрической энергии, связанной с ее качеством Уровень диспетчера (детальная информация) Несинусоидальность (интервал - неделя) 9-я гармоника Фронты несинусоидального напряжения воздействуют на изоляцию кабельных линий электропередач, учащаются однофазные короткие замыкания на землю. 1.Состояние вопроса и научно-технич. задел 2.Задачи энергоэффекти вности 3. Задачи идентификации 4. Задачи поиска помех 5.Инновацион- ный потенциал проекта

12 Автоматизированная информационно-измерительная система безопасности электрической энергии, связанной с ее качеством Уровень диспетчера (детальная информация) Несинусоидальность (интервал - неделя) 22-я гармоника Пробиваются конденсаторы. 1.Состояние вопроса и научно-технич. задел 2.Задачи энергоэффекти вности 3. Задачи идентификации 4. Задачи поиска помех 5.Инновацион- ный потенциал проекта

13 Автоматизированная информационно-измерительная система безопасности электрической энергии, связанной с ее качеством Уровень диспетчера (детальная информация) Провалы напряжения Нарушение нормального хода технологического процесса. Особенно важно для индустриальных секторов с непрерывным производством (металлургия, бумагоделательная, полупроводниковая, телекоммуникации) 1.Состояние вопроса и научно-технич. задел 2.Задачи энергоэффекти вности 3. Задачи идентификации 4. Задачи поиска помех 5.Инновацион- ный потенциал проекта

Прогноз технического состояния оборудования и негативных факторов, повышающих риск техногенных аварий в энергосистеме - Мониторинг - Анализа гармоник генерируемых оборудованием токов и напряжений - Использование показателей качества электроэнергии в качестве новых диагностических параметров, характеризующих изменение состояния или режима работы оборудования Результат: 1. Прогнозирование остаточного ресурса оборудования 2. Методы повышения безопасности эксплуатации оборудования, основанные на анализе взаимосвязи его технического состояния с параметрами генерируемых им токов и напряжений. СПРАВКА ( Холдинг МРСК, сентябрь 2010 г.): Средний износ оборудования – 69%, 52% - отслужило нормативный срок, из них около 7% - два срока Состояние вопроса и научно-технич. задел 2. Задачи энергоэффекти вности 3. Задачи идентификации 4. Задачи поиска помех 5.Инновацион- ный потенциал проекта

Эпюры устрановившегося отклонения напряжения dUу за различные интервалы времени от 3 часов до 1 года Состояние вопроса и научно-технич. задел 2. Задачи энергоэффекти вности 3. Задачи идентификации 4. Задачи поиска помех 5.Инновацион- ный потенциал проекта

Определение измерительных задач Состояние вопроса и научно-технич. задел 2. Задачи энергоэффекти вности 3. Задачи идентификации 4. Задачи поиска помех 5.Инновацион- ный потенциал проекта установившееся отклонение напряжения dUу коэффициент несимметрии напряжения по обратной последовательности K2u коэффициент несинусоидальности Ku(n) 2 гармоника коэффициент несинусоидальности Ku(n) 3 гармоника.

17 1. Состояние вопроса и научно-технич. задел 2. Задачи энергоэффекти вности 3. Задачи идентификации 4. Задачи поиска помех 5.Инновацион- ный потенциал проекта Коэффициент несинусоидальности Ku(n) 7, 11, 19, 23 гармоники длительность измерения – один день ( ).

СПЕКТР ТОКА ПРИ НАЛИЧИИ МЕЖВИТКОВЫХ ЗАМЫКАНИЙ В ОБМОТКАХ СТАТОРА (ПРИМЕР) Исправный электродвигатель Наличие межвиткового замыкания Состояние вопроса и научно-технич. задел 2. Задачи энергоэффекти вности 3. Задачи идентификации 4. Задачи поиска помех 5.Инновацион- ный потенциал проекта

3. Противодействие электромагнитному терроризму Электромагнитный терроризм - новый вид террористических действий. Электромагнитный терроризм - злонамеренное генерирование электромагнитной энергии в электрические и электронные системы для преступных целей. Первый национальный стандарт в области электромагнитных воздействий большой мощности – ГОСТ Р –2009 (МЭК : 2004). Прогнозы специалистов - вероятность использования силового деструктивного воздействия по сетям электропитания год от года возрастает. Одна из обязательных составляющих защиты - снятие контрольного портрета электросети с помощью специализированных средств измерений после завершения ее монтажа и организация непрерывного мониторинга сети электропитания Состояние вопроса и научно-технич. задел 2. Задачи энергоэффекти вности 3. Задачи идентификации 4. Задачи поиска помех 5.Инновацион- ный потенциал проекта

Задачи, решаемые в рамках проекта характерны и значимы для всех участников рынка производства, поставок, распределения и потребления электроэнергии - - ОАО ФСК ЕЭС, ОАО МРСК, ОАО РЖД, Газпромэнерго, Росатом, структуры ЖКХ и промышленные предприятия. Результатами интеллектуальной деятельности в рамках реализации проекта могут стать: Программы для ЭВМ (алгоритмы расчета по поставленным задачам) Базы данных Полезные модели Патенты 20 1.Состояние вопроса и научно-технич. задел 2. Задачи энергоэффекти вности 3. Задачи идентификации 4. Задачи поиска помех 5. Инновацион- ный потенциал проекта

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ! Научно-производственное предприятие "ПРОРЫВ" Россия, , г.Петрозаводск, ул.Андропова, д.10 т ф mailto: web page 21