УДК 621.332
А.В. Черников
АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПРИМЕНЯЕМЫХ ПРИ РЕКОНСТРУКЦИИ СИСТЕМ ТЕЛЕМЕХАНИКИ И СВЯЗИ НА ПОДСТАНЦИЯХ
Рассматриваются основные виды программно-технических комплексов телемеханизации подстанций 110/35/10 кВ. Вывод основывается на расчёте стоимости единичного сигнала и опытной эксплуатации оборудования.
Ключевые слова: программно-аппаратный комплекс, система передачи данных.
При проектировании новых и реконструкции старых силовых подстанций, остро стоит вопрос грамотного выбора системы телемеханики и связи. Данный вопрос особенно актуален ввиду активного развития энергетической стратегии России в области эффективности энергосистемы.
Увеличение коэффициента эффективности технологическихпроцессов энергосистемынеразрывно связано с решением следующего круга задач:
контроль параметров;
прозрачный механизм электрической энергии;
качественное улучшениеметодик управления;
оптимизация процессов управлениями энергосистемой;
контроль и прогнозирование технологического ресурса силового оборудования;
оперативное предотвращение развития технологических нарушений с целью предотвращения развития аварийных ситуаций;
экономия эксплуатационных затрат и сокращение численности обслуживающего персонала путем повышения наблюдаемости технологических процессов и развития систем распред.автоматизации;
Одним из основополагающихспособов минимизациивышеуказанных направлений является максимальное повышение качества, оперативного управления за счет внедрения и последующего развития систем АСДУ.
В связи с развитием концепции цифровой трансформации 2030,одобренной Советом Директоров ПАО «Россети» 21.12.2018, системы телемеханики с жёсткой, аппаратной логикой (TM-800, «ГРАНИТ», «КарсТП» и др.), ввиду жесткой структуры, аппаратнореализуемых алгоритмов, не позволяют в полной мере обеспечить
36
автоматизацию контролируемых подстанций[1].
Широкое развитие получили программно-технические комплексы, с гибкой системой конфигурирования, реализованные на базе промышленных контроллеров[2, 3].
Данные программно-технические комплексы, обладают широким набором преимуществ, таких как:
•модульное исполнение, дающее возможность объектноориентированного комплектования оборудования;
•большинство ПТК поддерживают резервирование источников питания с горячей заменой;
•возможность разнесения процессорных модулей с их резервированные;
•некоторые ПТК имеют встроенный модем беспроводной связи
GPRS/3G/LTE;
•наличие протоколов резервирования RSTP обеспечивает гибкую маршрутизацию данных
•все современные ПТК построены на операционных системах реального времени, имеющих встроенный, интуитивно понятныйинтерфейс;
•передача большойноменклатуры параметров в основных протоколах МЭК
•широкая гамма настроек математических алгоритмов обработки данных;
•поддержка различных каналов связи (ВОЛС,РРС, PLC, БШПД, ВЧ-
связь)
•гибкая интеграции с различными системами ТМ, в том числе устаревшими.
•большинство современных ПТК имеют функции УСПД коммерческого учета ЭЭ;
Ксписку наиболее современных, программно-технических комплексов поставляемых отечественными вендорами можно смело отнести следующее оборудование:
ПТК ARIS, производства ООО «Прософт-системы»
Программно-технические комплексы ARIS предназначеныдля сбора данных с обширной номенклатуры, интеллектуальных электронных устройств (измерительные преобразователи различных типов, терминалы РЗА) а такжеприборов учета электроэнергии и широкого ассортимента модулей ввода/вывода сигналов, трансляции широкого спектра команд ТУ и ТР, преобразования протоколов, и
37
обмена данными с верхним уровнем управления. Используется в составе комплексов Smart Grid, ССПИ, АСУ ТП ПС, и др. Основными особенностями системы являются:
объектно-ориентированные вариантыконструкции
поддержка различных каналов связи для интеграции с различными системами ТМ.
УСПД коммерческого учета ЭЭ;
встроенный Web-интерфейс.
имеется аварийная сигнализация и самодиагностика;
широкие возможности программы-конфигуратора.
ПТК Smart, производстваООО «РтСофт»
Система SMART-SPRECON – является одной из современнейших решений в области автоматизации технологических процессов на подстанциях любого номинала.Имеет развитой функционал и возможностьварьирования архитектурой систем автоматизации любой сложности.
ТМК Компас ТМ 2.0, производстваЮГ-система плюс
Современная номенклатура, программируемых контроллеров «КОМПАС ТМ 2.0» имеет в своей основе модульную архитектуру (каждому функциональному узлу контроллера соответствует свой съемный модуль). Контроллеры телемеханики созданы на едином программном обеспечении в рамках одной серии для всех имеющихся модификаций. Данная методика дала возможность создать на единой программно-аппаратной платформе обширное семейство контроллеров различной функциональности. Для удобства семейство контроллеров серий EK3xxE и EK5xxE в ассортименте выпускаемой продукции условно разделено на две подгруппы: контроллеры связи и контроллеры многофункциональные. При этом первая группа, как правило, применяются в качестве контролируемых пунктов для подстанций большой информационной емкости (полностью цифровые подстанции), а вторые - применяются на объектах малой информационной емкости (модернизация по методике ретрофита).
ПТК Телеканал М-2, производстваСистемы связи и телемеханики
Программно-технические комплексы телемеханики «ТЕЛЕКАНАЛ-М2» применяются в качестве устройств сбора и передачи данных, управления и регулирования в комплексах АСУ ТП подстанций всех номиналов напряжения. На базе контроллеров «Телеканал-М2» строятсяразветвленные многоуровневые комплексы
38
радиальной, магистральной, цепочечной икомбинированной структуры. Системы АСУ ТП на основе устройств «ТЕЛЕКАНАЛ-М2» широко применяются во многих сферах автоматизации.
Устройства «ТЕЛЕКАНАЛ-М2» представляют собой модульные программируемые микропроцессорные устройства, состоящие из процессорного (концентраторного) модуля и произвольного набора функциональных модулей, ёмкостью до 5 штук. Функциональные модули обеспечивают: измерение аналоговых входных сигналов; сбор дискретных (непрерывных и импульсных) сигналов; прием команд телеуправления и телерегулирования.
ПТК Систел, производстваСистел Автоматизация
Программно-технический комплекс «СИСТЕЛ» предназначен для повышения надежности, экономичности и безопасности эксплуатации основного и вспомогательного оборудования подстанций, различных номиналов рабочего напряжения, за счет комплексной автоматизации технологических процессов и высоком уровне наблюдаемости оборудования.
В данный программно-технический комплекс входят как аппаратныесредства (собственного производства и покупные комплектующие изделия) так и собственное программное обеспечение. Комплекс предназначен для автоматизации большого круга задач оперативно-технологического управления подстанцией 35-110 (150) кВ
имеет следующий функционал:
контроль технологического режима и состояния основного и вспомогательного оборудования;
управление коммутационным оборудованием (ТУ,ТР);
информационно-аналитической поддержки дежурного, оперативного персонала.
сбор значений аналоговых и дискретных широкой номенклатуры измерительных устройств
обмен информацией с обособленными системами ПС;
передача информации на вышестоящие уровнями системы диспетчерского управления;
контроль функционирования ПТК (самодиагностика);
синхронизация общего времени комплекса компонентов ПТК;
предварительная обработка данных.
В настоящее время, для задач проектирования оптимальной
39
системы телемеханики и связи используются различные, аналитические методы.
В основебольшинства существующих методик используетсяпринцип нахождения, базового критерия Q, условной стоимости одного сигнала ввода-вывода функций ТС, ТУ, ТИИ (интегральных измерений) и ТИТ (текущих значений) [4, 5, 6].
Данный критерий вполне имеет место быть, с рядом оговорок:
1.Условная стоимость одного сигнала (ТС,ТУ,ТИ) аргументировано применима только на этапах первоначального проектирования системы
2.Мультипликативный критерий Q следует дополнить критерием архитектурной сложности системы, напрямую влияющим на последующие эксплуатационные затраты
3.Интеграция новой системы ТМ возможна только с детальной проработкой системы связи с верхним уровнем (действующей либо проектируемой).
В комментарии к п.3 желаю нужным пояснить, что существующие на сегодняшний день отечественные системы ВЧ-связи, будь то цифровая система ВЧ связи по ЛЭП MC04−PLC, OOO "АДС" г. Пермь, либо аппаратура ВЧ-связи по ЛЭП ЦВК-16МТ, «ООО «НПФ «Модем» г.Санкт-Петербург или аппаратура ВЧ связи по ЛЭП 35-750 кВ ССТМ «ES100» ООО «НПФ Мультиобработка», имеют скорость цифрового потока данных, не превышающую 182,4 кбит/с, что может приводить к излишним задержкам в передаче данных с цифровых подстанций.
Из этого следует, что наиболее оптимальными каналами связи для современных программно-технических комплексов являются волоконно-оптические линии связи либо системы БШПД (при условии их максимальной защищенности и горячего резервирования минимум двумя разными операторами связи).
Литература
1.«Цифровая трансформация 2030» - концепция ПАО «Россети».
2.СТО 34.01-6.1-002-2016. Программно-технические комплексы подстанций 35-110 (150) кВ. Общие технические требования.
3.ГОСТ Р 51841-2001 (МЭК 61131-2-92) Программируемые контроллеры. Общие технические требования и методы испытаний.
4. Чичёв С.И.Информационно-измерительная система центра управления электрических сетей [Текст]/ С.И. Чичёв,В.Ф.Калинин,Е.И.Глинкин– М.: Машиностроение,2009. – 176 с.
40