Подготовка России к синхронному объединению энергосистем ЕЭС/ОЭС и UCTE.

Свирин Ю.И., начальник отдела АСДУ и АСУ ТП ООО НПК «Спецэлектромаш».

Цели и задачи. Рыночные отношения в электроэнергетике повышают требования к управлению электрическими режимами, для эффективного управления которыми необходимо информационное обеспечение, основанное на трех взаимосвязанных потоках данных:

- измерения параметров режима со скважностью 10-30 секунд, необходимые для управления режимом в реальном времени;

- измерения параметров, характеризующих участие субъектов электроэнергетики в первичном и вторичном регулировании, со скважностью 1 секунда, необходимые для взаиморасчетов на рынке системных услуг;

- измерения параметров электромеханических переходных режимов –мощности и частоты, регистрируемые со скважностью 10-20 миллисекунд, необходимые для построения точных моделей ЕЭС.

Крайне важной и, в то же время, полностью отсутствующей в России на текущий момент, является комплексная синхронная регистрация параметров электромеханических переходных режимов на всей территории страны, имеющих место в реальной работе ЕЭС. Актуальность данной задачи повышается необходимостью этой информации для выполнения обязательств по подписанному 19.04.2005 в Брюсселе Соглашению между Консорциумом UCTE и группой энергокомпаний стран СНГ и Балтии (ЕЭС/ОЭС) о сотрудничестве по разработке технико-экономического обоснования синхронного объединения энергосистем ЕЭС/ОЭС и UCTE (1).

Для обеспечения регистрации параметров переходных режимов путем создания системы мониторинга на объектах организаций Холдинга ОАО РАО "ЕЭС России" подписан приказ по холдингу № 344 от 01.06.2005 года.

ОАО «СО-ЦДУ ЕЭС» определено в качестве организации, ответственной за сбор, анализ и хранение информации с регистраторов, которые должны находиться в диспетчерском ведении ОАО «СО-ЦДУ ЕЭС».

В задачи измерения перетоков входит решение следующих задач:

· Измерение внешних перетоков по сечениям.

· Измерение внутрисистемных перетоков.

· Настройка схем перетоков.

В задачи создания модели границ синхронных зон входит решение следующих задач:

· Создание моделей специфических нагрузок.

· Создание и настройка моделей.

· Модели границ синхронных зон.

В задачи разложения вкладов первичного и вторичного регулирования, входит решение следующих задач:

· Разложение вкладов первичного и вторичного регулирования.

· ЭС вторичного регулирования.

Кроме того, будут решаться задачи:

· Контроль низкочастотных колебаний.

· Оценка поведения ЭЭС.

Но это не значит, что перечисленные задачи будут решаться на каждом энергообъекте однообразно. У каждого энергообъекта будет свой индивидуальный подход, своя совокупность решаемых задач.

В нашей стране расстановка устройств регистрации параметров переходных режимов на объектах организаций Холдинга ОАО РАО "ЕЭС России" охватывает следующие ОЭС:

· ОЭС Северо-Запад (ПС Ленинградская, ПС Коноша).

· ОЭС Центра (Костромская ГРЭС, Рязанская ГРЭС, Волгоградская ГЭС).

· ОЭС Средней Волги (Жигулевская ГЭС).

· ОЭС Урала (Троицкая ГРЭС, Рефтинская ГРЭС, Сургутская ГРЭС-2).

· ОЭС Северного Кавказа (ПС Чир-Юрт, ПС Центральная, Ставропольская ГРЭС).

· ОЭС Сибири (ПС Алтай, Назаровская ГРЭС, Харанорская ГРЭС, Саяно-Шушенская ГЭС).

Расстановка устройств регистрации параметров переходных режимов будет производиться и на объектах организаций, не входящих в Холдинг ОАО РАО "ЕЭС России":

· Казахстан (ПС Экибастузская, ПС Агадырь).

· Украина (ПС Южноукраинская, ПС Западноукраинская, ПС Мукачево, Хмельницкая АЭС, ПС Донбасская).

· Беларусь (Лукомльская ГРЭС, ПС Гомель).

· Балтия (Литовская ГРЭС, ПС Валмиера).

· Центральная Азия (Токтогульская ГЭС, Нурекская ГЭС, Сырьдарьинская ГРЭС, Ново-Ангренская ГРЭС).

· Россия (Кольская АЭС, Калининская АЭС, Курская АЭС, Смоленская АЭС, Заинская ГРЭС, Балаковская АЭС, Волгодонская АЭС, Братский ПП).

Для решения выше перечисленных задач необходимы следующие исходные данные:

· частота (по каждой фазе, с информацией о достоверности);

· угол между синусоидой напряжения сети и синусоидой 50 Гц, привязанной к сигналам точного времени;

· активная мощность, по каждой фазе;

· суммарная активная мощность;

· реактивная мощность, по каждой фазе;

· суммарная реактивная мощность;

· фазные напряжения;

· время.

Система сбора и передачи информации. Структурная схема системы регистрации параметров переходных режимов на каждом объекте будет выглядеть приблизительно так, как указано на рисунке 1.

Различие возможно в вариантах установки используемых многофункциональных измерительных преобразователей, например преобразователь типа «МИП-01», производства специального конструкторского бюро г. Черноголовка, фирма «РТСофт».

На каждом энергообъекте четко обозначены интересующие присоединения (1).

«МИП-01» предназначен:

· для измерений и измерительного преобразования частоты, мгновенных значений напряжения и силы переменного тока 3-х фазных электросетей, с номинальной частотой 50Гц,

· для измерений действующих значений токов и напряжений, активной, реактивной и полной мощностей,

· для передачи данных по стандартным интерфейсам на верхний уровень системы.

Коммуникационный сервер предназначен для сбора, регистрации и архивирования данных, поступающих от МИП-01, приёма сигнала точного времени от GPS-приемника, предоставления данных по запросам удаленного компьютера, предоставление интерфейсов для ON-LINE и OFF-LINE передачи данных.

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) объединяет МИП-01 или иные устройства мониторинга нижнего уровня и сервер сбора данных (Fast Ethernet 100 Мбит/с, TCP/IP).

Удаленный компьютер верхнего уровня устанавливается в диспетчерском центре для получения информации от коммуникационного сервера с каждого энергообъекта.

Программное обеспечение компьютера верхнего уровня предназначено для выполнения задач приема информации, получаемой от коммуникационных серверов энергообъектов.

Техническое обеспечение. Преобразователь МИП-01 является микропроцессорным программируемым измерительно-вычислительным устройством, состоящим из электронного блока - собственно преобразователя и встроенного в него программного обеспечения.

Возможны три варианта реализации системы регистрации комплекса мониторинга:

· установка МИП-01 в серверной стойке,

Рис. 1 Структурная схема системы регистрации параметров переходных режимов.

Рис. 2 Меню «Соединение» программы «Центр Управления SMART-WAMS».

· установка МИП-01 на релейных панелях по присоединениям,

· комбинированный вариант, когда некоторые МИП-01 располагаются в серверной стойке, а некоторые на релейных панелях по присоединениям.

При построении коммуникационной подсистемы использовано сетевое и коммуникационное оборудование:

· преобразователи передачи из оптической среды в Ethernet АДАМ 6541,

· Switch Ethernet коммутатор Cisco System WS-C2950-12,

· Внешний модем для коммутируемой телефонной линии Zyxel U-336E.

Проект реализуется в нескольких часовых поясах. Для ведения единого астрономического времени в системе регистрации комплекса мониторинга используется модуль ввода сигналов точного времени GPS-приемник Acutime 2000 (фирмы Trimble).

АРМ СО-ЦДУ. ОАО «СО-ЦДУ ЕЭС» опрашивается все энергообъекты, входящие в проект средствами программного обеспечения «Центр Управления SMART-WAMS» (3).

Программа «Центр Управления SMART-WAMS» устанавливается на сервере ОАО «СО-ЦДУ ЕЭС».

Пользователь имеет 4 характеристики: «Полное имя», «Системное имя», «Пароль» и «Уровень прав доступа».

Полное имя – это необязательное для заполнения поле, предназначенное исключительно для облегчения навигации по списку.

Системное имя – это то имя, которое пользователь должен ввести в поле «Пользователь:» при входе в систему. Должно быть уникальным.

Пароль – это некоторая последовательность букв и цифр, служащая подтверждением личности пользователя.

Для соединения сервера «СО-ЦДУ ЕЭС» с удаленными коммуникационными серверами энергообъектов в программе «Центр Управления SMART-WAMS» необходимо выполнить авторизированный вход в систему и в главном меню нажать на кнопку «Установить связь» (Рис.2).

Поле «Имя» содержит названия объектов, поле «Номер» заполняется номерами дозвона модема коммуникационного сервера ЦДУ до модемов с

коммуникационными серверами энергообъектов. Для установления связи необходимо выбрать телефон станции из телефонной книги и нажать на кнопку «Звонить!». После успешного установления соединения становятся доступными панели работы с удалённым коммуникационным сервером: «Общие данные», «Интерактивный архив» и «Аварийный архив».

На панели «Общие данные» (Рис.3) располагаются 4 кнопки: «Скачать конфигурацию» - позволяет скачать с коммуникационного сервера рабочую конфигурацию. Процесс скачивания иллюстрируется индикатором (Рис.4) исполнения и цифровой статистикой.

Рис.3 Панель «Общие данные».

Рис.4 Отображение процесса скачивания данных.

Рис.5 Вкладка «Интерактивный архив».

Кнопка «Передать конфигурацию» позволяет передать на удалённый коммуникационный сервер новый файл конфигурации, который при этом будет перезаписан поверх имеющегося.

После передачи нового файла конфигурации, для того, чтобы исправления вступили в силу, необходимо перезагрузить программное обеспечение коммуникационного сервера с помощью кнопки «Перезагрузить сервер».

Кнопка «Скачать журнал событий» позволяет запросить с коммуникационного сервера журнал событий, в котором регистрируются все операции, осуществляемые через удалённое подключение. Процедура скачивания журнала событий полностью идентична процедуре скачивания файла конфигурации. Журнал событий представляет собой обычный текстовый файл.

Вкладка «Интерактивный архив» (Рис.5) позволяет запрашивать данные из интерактивного архива.

Вкладка «Аварийный архив» (Рис.6) позволяет запрашивать данные из аварийного архива.

Для окончания сеанса связи с удалённым коммуникационным сервером необходимо нажать на кнопку «Разорвать».

Конфигурация коммуникационного сервера хранится в файле с фиксированным именем «3Mips.xml». После успешного считывания файла конфигурации или добавления нового МИП в список становятся доступны настройки МИП.

Все параметры МИП делятся на 2 категории: «Общие настройки» (Рис.7) и «Аварийные процессы» (Рис.8). Общие настройки включают в себя выборку измеряемых параметров для записи в интерактивный (линейный) архив, имя устройства, IP-адрес устройства, срок хранения данных в линейном архиве и интервал усреднения данных для записи в линейный архив, задаваемый в периодах частоты.

Группа параметров «Аварийные процессы» определяет функционирование коммуникационного сервера при регистрации аварийных процессов. Задаётся выборка измеряемых параметров для записи в аварийный архив, пределы отклонения частоты в течение 2х секунд, минимальный и максимальный пороги напряжения, а так же интервал усреднения и время записи до момента регистрации аварийного процесса и после.

В нижней части окна выводится прогноз расхода дискового пространства коммуникационного сервера при выбранных настройках.

Подготовка России к синхронному объединению энергосистем ЕЭС/ОЭС и UCTE позволит на объектах организаций Холдинга ОАО РАО "ЕЭС России" проводить регистрацию параметров электромеханических переходных режимов на всех энергообъектах в единый момент времени.

Рис.6 Вкладка «Аварийный архив».

Рис.7 Окно «Конфигурация», вкладка «Общие настройки».

Рис.8 Окно «Конфигурация», вкладка «Аварийные процессы».

ВЫВОДЫ:

1. Регистрация параметров электромеханических переходных режимов, является крайне важной на текущий момент задачей, актуальность которой определяется необходимостью информации для выполнения обязательств по подписанному 19.04.2005 в Брюсселе соглашению между Консорциумом UCTE и группой энергокомпаний стран СНГ и Балтии (ЕЭС/ОЭС) (1).

2. Проводя подготовку России к синхронному объединению энергосистем ЕЭС/ОЭС и UCTE специальным конструкторским бюро г. Черноголовка фирмы «РТСофт» разработан уникальный многофункциональный измерительный преобразователь «МИП-01» и программное обеспечение «Центр Управления SMART-WAMS».

3. В технических условиях на многофункциональный измерительный преобразователь «МИП-01» (2) проектной организации рекомендовано использовать для передачи данных в СО-ЦДУ коммутируемый канал связи. Предпроектное обследование показало на 80% энергообъектах присутствие оптоволоконных каналов. Возможно, есть резон применять оптоволоконные линии связи, тем более требования системного оператора по передачи технологической информации постоянно растут.

Литература:

1. Приказ РАО «ЕЭС России» № 344 от 01.06.2005 «О создании системы мониторинга переходных режимов ЕЭС/ОЭС».

2. Технические условия. Преобразователь измерительный многофункциональный МИП-01. ЗАО РТСофт.

3. Программа «Центр Управления SMART-WAMS». Руководство по эксплуатации. ЗАО РТСофт.