Мобильная энергетика

Концепция ММПС подразумевает возможность их транспортировки по дорогам общего пользования с минимальными трудозатратами, что налагает ряд ограничений: размер одного модуля с тягачом не более 20 метров в длину, 4 метров в высоту и 3 метров в ширину. Для транспортировки более крупного оборудования требуются специальные согласования. Современные технологические возможности индустрии электроэнергетики в части элементной базы позволяют производить ММПС классом напряжения до 220 кВ и мощностью единичного трансформатора до 40 МВА. Основными ограничениями создания более мощных систем являются габаритные размеры и вес изделия. Однако современные технологии не стоят на месте и сегодня становится возможным создание мобильных систем большей мощности при тех же габаритах.

Компания «Русатом-ЭлектроТехМаш» ведет разработки изделий на базе силовых трансформаторов больших мощностей с элегазовой (SF₆) изоляцией. Внедрение современных комплектных распределительных элегазовых устройств (КРУЭ) позволяет, например, разместить полную схему №110-5Н (в соответствии со стандартом ОАО «ФСК ЕЭС» 56947007-29.240.30.010-2008) в габаритах одного блок модуля. Конструкторы АО «Русатом-ЭлектроТехМаш» не без основания считают, что мобильная элекроэнергетика будет развиваться именно за счет элегазовых технологий.

Мобильные модульные подстанции, выпускаемые в период 2008–2015 гг. условно можно назвать ММПС первого поколения, а начиная с 2016 года — ММПС второго поколения, так как с этого времени в конструкцию вносятся весомые изменения. Сейчас «Русатом-ЭлектроТехМаш» запускает опытные образцы цифровых мобильных подстанций третьего поколения (ЦММПС). Инновационной особенностью новых мобильных модульных подстанций является соответствие их функционала современной концепции «умных сетей», в том числе, реализация функций полного удаленного мониторинга и управления всеми системами в соответствии со стандартом МЭК 61850 и протоколами передачи данных MMS по стандартам ИСО/МЭК 9506 и ИСО/МЭК 8802 - 3. Такие ЦММПС можно использовать как часть общей энергосистемы для реализации приема и передачи сигналов телемеханики, сигнализации и видеонаблюдения (оборудование ЦММПС позволяет обрабатывать и передавать данные со скоростью до 1 Гб/с).

На аппаратном уровне концепция цифровой инфраструктуры базируется на контроллерах и блоках ввода-вывода, поддерживающих протоколы передачи данных по МЭК 61850 6, 7-1, 7-2, 7-3, 7-4, 8-1 ed.2 (MMS, GOOSE), а также Modbus-RTU и Modbus-TCP. Это касается всех систем, начиная с систем собственных нужд, оперативного постоянного тока, релейной защиты и заканчивая системами телемеханизации и учета. Наиболее сложными с точки зрения реализации в концепции цифровой ММПС являются системы релейной защиты и автоматики (РЗиА), автоматизированная система контроля и управления (АСКУ), системы телемеханики и связи (ТМиС), а так же система учета электроэнергии (АСКУЭ). Это касается всех систем, начиная с систем собственных нужд, оперативного постоянного тока, релейной защиты и заканчивая системами телемеханизации и учета.

РЗА. Реализация систем цифровой релейной защиты и автоматики стала возможной в результате кооперации АО «РусАтом-ЭлектроТехМаш» с компанией «Механотроника». В частности, были применены новые терминалы типа БМРЗ-152 и БМРЗ-153, поддерживающие все требуемые протоколы, включая протоколы синхронизации времени SNTP, PTPv1, TSIP, NMEA.

АСКУ. Система автоматизированного контроля и управления потребовала внедрения двух шлюзовой связи с диспетчерскими пунктами по протоколам Modbus TCP/IP, IEC 60870-5-101 и IEC 60870-5-104. АСКУ ПС строится как единая, интегрированная, иерархическая, распределенная человеко-машинная система, работающая в темпе протекания технологического процесса, оснащенная средствами сбора, обработки, регистрации и передачи информации. АСКУ обеспечивает автоматизированное управление технологическими процессами в нормальных, переходных и аварийных режимах оборудования подстанции, повышает надежность систем управления, снижает риски аварий, увеличивает экономическую эффективность работы оборудования, сокращает затраты на диагностику, обслуживание и ремонт.

АСКУЭ. Система учета электроэнергии реализована на базе интеллектуальных счетчиков электроэнергии серии ION7550/ION7650. В качестве основного контроллера для сбора и передачи телеметрической информации со счетчиков используется ARIS CS-L. Основным интерфейсом ввода/вывода информации о состоянии ММПС является центральный монитор на базе SCADA, на котором графически отображается состояние основных узлов ММПС, имеется возможность оперирования всеми системами. Кроме того, может быть реализована связь и параллельная работа с диспетчерским центром. Внедрение современных цифровых аппаратных комплексов, позволяет сделать системы саморегулирующимися, что означает возможность их автоматизированного восстановления после аварийного события. Системы постоянно сравнивают телеметрическую информацию, поступающую от ММПС с эталонным образцом сигналов, проводят анализ неисправности и передают оператору рекомендации по необходимому ремонту и/или замене узлов.

Общие технические эффекты применения ЦММПС:

• Обеспечение достоверности данных и команд;
• Обеспечение наблюдаемости и диагностируемости всех компонентов системы;
• Гибкое управление функциональностью систем;
• Формирование инфраструктуры для усовершенствования принципов управления сетями;
• Развитие алгоритмов интеллектуального управления сетями за счет повышения точности и полноты собираемых данных;
• Стандартизация и унификация технологических процессов на основании стандарта МЭК61850;
• Создание единого информационного пространства подстанции и центров управления.

Общие экономические эффекты применения ЦММПС:

• Сокращение сроков ввода в эксплуатацию;
• Сокращение площади, занимаемой подстанцией;
• Сокращение сроков ввода в эксплуатацию;
• Снижение затрат на эксплуатацию за счет удаленного управления;
• Снижение затрат на устранение последствий аварий и отказов оборудования;
• Возможность серийного производства с высоким уровнем локализации.