О Smart Grid, ветряках и новом стандарте МЭК

 

Автор

Жуков Андрей, Заместитель директора по управлению режимами ЕЭС ОАО «СО ЕЭС»

 

    О перспективах и тенденциях развития релейной защиты рассказал председатель программного комитета конференции — заместитель директора по управлению режимами ЕЭС ОАО «СО ЕЭС» Жуков Андрей
    III Международная научно-техниче­ская конференция «Современные направления развития систем релейной защиты и автоматики энергосистем» состоялась в июне 2011 г. в Санкт-Петербурге. В конференции приняли участие более 280 руководителей и специалистов энергопредприятий, научно-исследовательских и проектных институтов, фирм — производителей оборудования РЗА, экспертов в области создания и применения систем релейной защиты, противоаварийной и режимной автоматики из 17 стран, преподаватели и студенты российских вузов энергетического профиля. Организаторами мероприятия выступили ОАО «Системный оператор Единой энергетической системы» (ОАО «СО ЕЭС»), ОАО «Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы» (ОАО «ФСК ЕЭС»), РНК СИГРЭ и ОАО «Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения» (ВНИИР). Конференция проводилась при поддержке Министерства энергетики РФ.
    ЭР:Андрей Васильевич, как, по Вашему мнению, мог выглядеть рейтинг самых актуальных трендов в сфере развития РЗА за последние несколько лет?
    А.Ж.: Думаю, можно выделить три основных и одинаково важных тренда. Вопросы, которые они затрагивают, активно обсуждаются специалистами на всех международных форумах.
    Например, применение МЭК 61850. Стандарт представляет собой новейшие IT-технологии, которые позволяют реализовать систему управления объектом электроэнергетики полностью в цифровом формате и интегрировать в цифровую среду все функции, включая функции управления оборудованием объекта электроэнергетики, релейной защиты, противоаварийной и режимной автоматики.
    Фактически система управления объекта электроэнергетики строится как большой компьютер, в котором технические комплексы управления оборудованием и РЗА информационно объединены шинами данных. Это позволяет реализовать систему РЗА объекта электроэнергетики с совершенно новыми качествами, основным из которых является адаптивность, т.?е. приспособляемость к постоянно меняющимся режимам работы оборудования объекта и энергосистемы в целом. Разрабатываемые и внедряемые в настоящее время технические решения на основе МЭК 61850 позволяют анализировать информацию о режиме работы и состоянии оборудования объекта электроэнергетики и отходящих от него ЛЭП в нормальных и аварийных условиях и на основе полученных данных реализовывать логику функционирования устройств и комплексов РЗА фактически для любой эксплуатационной ситуации. Это является целевой функцией современного развития систем технологического управления. Проекты внедрения систем управления на основе МЭК 61850 уже появились в ЕЭС России, например, на объектах Федеральной сетевой компании.
    Внедрение на объектах электроэнергетики ЕЭС России технических решений по РЗА на базе МЭК 61850, разработка которого в настоящее время исследовательскими комитетами СИГРЭ еще не завершена, вызывает у наших специалистов в области РЗА правомерные вопросы, касающиеся прежде всего надежности функционирования технических комплексов управления объектов электроэнергетики, поскольку это неразрывно связано с обеспечением надежности работы энергосистемы в целом. Во-первых, тенденции аппаратной и функциональной интеграции систем управления в единый технический комплекс на объекте электроэнергетики не должны приводить к снижению надежности проектируемых в настоящее время технических комплексов РЗА. Во-вторых, должны быть решены вопросы организации технического обслуживания комплексов и устройств РЗА в процессе эксплуатации.
    ЭР:То есть Вы считаете, что это направление — соответствие МЭК 61850 — имеет право на существование и развитие в России, но его нужно дорабатывать?
    А.Ж.: Скорее нарабатывать практи­ческие решения. Построение систем управления на базе МЭК 61850 — это выбор мирового энергетического сообщества, и он объективно связан с развитием новейших IT-технологий. Но как и любое новое дело, процесс разработки и внедрения МЭК 61850 представляет собой поэтапный анализ достижений и неудач. Для этого и существуют подобные научно-технические конференции. Они позволяют оценить достигнутый мировой уровень разработки систем РЗА, тенденции развития систем управления в электроэнергетике, перспективные проекты, в том числе и проекты успешно опробованных технических решений на конкретных объектах электроэнергетики, для возможности их массового применения.
    Другой вопрос, который обсужда­ет­ся на международном уровне, — широкое использование в энергосистемах, в основном в распределительных сетях, возобновляемых источников энергии, так называемая распределенная генерация. Появление большого количества маломощных ветровых электростанций и объектов генерации на солнечных батареях — серьезный вызов специалистам, занимающимся вопросами управления энергосистемами, разработки технических средств управления, прежде всего РЗА. Сегодня это один из ведущих трендов развития мировой энергетики, т.?к. с каждым годом в энергосистемах будет внедряться все больше объектов генерации, относимых к возобновляемым источникам энергии. Эта тенденция актуальна и для ЕЭС России. Поэтому специалистам в области РЗА уже сегодня необходимо решать проблемы, связанные с разработкой новых требований к техническому совершен­ству комплексов РЗА энергосистем. За рубежом, в частности в Германии и США, вопросы обеспечения требуемой функцио­нальности (при резко переменном режиме работы возобновляемых источников энергии) и надежности работы энергосистем уже встали в полный рост. Мы это видим, в том числе и по тому вниманию, какое уделяет данной проблеме исследовательский комитет СИГРЭ B5 «Релейная защита и автоматика».
    ЭР:Но источники возобновляемой энергии имеют довольно небольшую мощность по сравнению не только с атомными станциями, но и с тепловыми энергоблоками и гидростанциями.
    А.Ж.: Да, мощность каждого из таких источников невелика, но их становится все больше. В США доля ветровой генерации составляет более 35 тыс. МВт, в Германии и Китае — более 26 тыс. МВт. Планы по развитию ветровой и солнечной генерации в Европе и Америке, о которых рассказано на конференции, поражают. Внедрение возобновляемых источников энергии за рубежом определяется государственными программами. Так, в Калифорнии к 2020 г. треть в структуре общей установленной мощности электростанций должна составить суммарная генерация возобновляемых источников энергии. Более 20 тыс. МВт ветровой генерации европейцы планируют получить с ветряков в Северном море и столько же — от солнечных электростанций, которые будут построены на северном побережье Африки.
    Безусловно, разумно и правильно использовать энергию ветра, солнца, приливов. Однако эти объекты нетрадиционной энергетики начали создавать трудности в управлении энергосистемами: в какой-то момент ветер стих или облако закрыло солнце, соответственно этот объем электрической мощности из энергетического баланса энергосистемы исчез. А управлять энергосистемой даже в условиях резко меняющегося режима работы генерирующего оборудования надо так, чтобы обеспечивалось ее надежное функционирование: выдерживались нормы качества электрической энергии, перетоки мощности по электрическим сетям не превышали максимально допустимых значений, не возникало перегруза силового оборудования объектов электроэнергетики и т.д.
    В России проблемы распределенной генерации пока не столь актуальны, как в Европе и Америке. У нас есть организации, которые занимаются возобновляемыми источниками электроэнергии, правда, пока не в таких промышленных масштабах, как за рубежом. Однако, чтобы завт­ра не оказаться перед проблемами использования таких источников, заниматься этим нужно уже сейчас, изучая и учитывая опыт наших зарубежных коллег.
    ЭР:На конференции большое внимание уделялось сетям нового поколения, так называемым умным сетям. Возникло ощущение, что Smard Grid — самое обсуждаемое направление перспективного развития.
    А.Ж.: Проблемы, связанные с развитием Smart Grid, как раз и есть третий тренд в развитии энергосистем и систем управления ими. Регулярно проводится множество международных конференций по тематике Smart Grid. Однако эта тема рассматривается прежде всего с точки зрения потребителя. Но есть еще и другие важные аспекты данной проблемы: как использовать элементы Smart Grid для задач управления энергосистемой в нормальных и аварийных режимах и что привнесет внедрение Smart Grid в сети высокого класса напряжения — системообразующие, магистральные, транзитные. При планировании программы конференции было решено, что обсуждение Smart Grid целесообразно провести в аспекте их использования для электрических сетей высокого и сверхвысокого напряжения. В этой области пока больше вопросов, чем ответов. На конференции ей было посвящено отдельное заседание круглого стола.
    Специалисты СИГРЭ называют Smart Grid сетями будущего. Ин­новационные решения по созданию в ЕЭС России интеллектуальных ­сетей, которые разрабатываются сегодня в российских сетевых, генерирующих компаниях, Системном операторе ЕЭС России, очень созвучны с направлением Smart Grid и должны привести к созданию цифровых объектов электроэнергетики и энергосистем нового качества, технические комплексы управления которых будут базироваться на современных ­IT-технологиях, а внедренные в электрические сети элементы на базе силовой электроники обеспечат гибкость (адаптивность) управления электроэнергетическим режимом энергосистем. Иными словами, Smart Grid для сетей высокого и сверхвысокого класса напряжения — это особый комплекс задач разработки и внедрения современных силовых сетевых элементов, новых технологий и технических комплексов управления энергосистемой, обеспечивающих оптимальное управление электроэнергетическим режимом работы энергосистемы, исходя из критериев надежности и экономичности ее работы.
    ЭР:А примеры внедрения таких элементов сетей будущего в России уже есть?
    А.Ж.: Да, например, Федеральной сетевой компанией ведется разработка проекта создания межсистемной связи на напряжении 220 кВ между ОЭС Сибири и ОЭС Востока на основе ­Забайкальского преобразовательного комплекса (ЗБПК) на подстанции Могоча. Пока эти ОЭС работают изолированно. Вставка постоянного тока (ВПТ) на базе статических компенсаторов реактивной мощности должна объединить два крупных предприятия — ОЭС Сибири и ОЭС Востока — на параллельную, но несинхронную работу и обеспечить повышение надежности электроснабжения потребителей подстанций тягового транзита 220 кВ.
    Это интересный инновационный проект, в рамках которого разрабатываются новые технические решения не только по самой ВПТ и системам управления ее оборудованием, но и по системам противоаварийной автоматики транзита 220 кВ и примыкающих к подстанции Могоча энергосистем, использующих для противоаварийного управления воздействие на изменение режима работы ВПТ. Следует сказать, что технические вопросы, возникшие в процессе разработки проектных предложений по системе РЗА прилегающей сети 220 кВ с учетом особенностей работы ВПТ, потребовали нестандартных решений. Все перечисленные проблемы были преодолены совместными усилиями проектировщиков, разработчика оборудования ЗБПК, спе­циалистов Федеральной сетевой компании, Системного оператора, ОАО «НИИПТ».
    Этот пример свидетельствует о том, что создание сетей будущего требует интеллектуального взаимодействия специалистов разных направлений: разработчиков оборудования, научных, проектных и эксплуатирующих организаций. Совсем не просто разрабатывать интеллектуальные сети, внедрять их и управлять ими.
    ЭР:Представлены ли на конференции какие-либо практические достижения в сфере РЗА или все же это мероприятие посвящается обсуждению тенденций в этом направлении?
    А.Ж.: Статус данной конференции не предполагает рекламы производителей РЗА. Эта задача решается на российской научно-практической конференции и выставке «РЗА 20хх», которые традиционно проводятся раз в два года на ВВЦ в павильоне «Электрификация». Задумывая формат проведения нынешней конференции, организаторы ориентировались на необходимость широкого привлечения российских специали­стов для ознакомления и обсуждения основных мировых тенденций развития систем РЗА и тех проблем, которые решают наши зарубежные коллеги, поскольку современные технические решения по РЗА уже внедряются на объектах электроэнергетики ЕЭС России. И нашим специалистам есть что сказать по проблемам разработки, проектирования, внедрения и эксплуатации современных устройств и техниче­ских комплексов РЗА. Поэтому при подготовке конференции программным комитетом и РНК СИГРЭ проводится большая работа, и прежде всего с комитетом СИГРЭ B5 «Релейная защита и автоматика».
    Кстати, наши иностранные коллеги — не только источник новых знаний о направлениях развития систем РЗА за рубежом. Они демонстрируют нам на конференции и свои подходы, и отношение к этим новациям. В частности, можно отметить скрупулезную проработку актуальных технических вопросов РЗА рабочими группами в составе исследовательского комитета В5 СИГРЭ и активную дискуссию по представленным докладам. И российским специалистам небесполезно было понять, что энергокомпании за рубежом не спешат массово внедрить новейшие разработки в действующих сетях, не применяют тактику кавалерийского наскока. Это тоже результат данной конференции.
    ЭР:Как Вы оцениваете эффективность конференции?
    А.Ж.: Все вопросы, которые программный комитет вынес для обсуждения специалистов на данной конференции, являются акту­альными для отечественных разработчиков аппаратуры РЗА, проектировщиков, специалистов научно-исследовательских институтов и эксплуатирующих ­организаций. В работе конференции приняли участие ­специалисты ОАО «СО ЕЭС», ОАО «ФСК ЕЭС», ОАО «Холдинг МРСК», ОАО «РусГидро» и других эксплуатирующих организаций, разработчики и производители аппаратуры РЗА, представители научных, проектных и наладочных организаций. Не забыли мы и об участии в конференции преподавателей кафедр РЗА высших учебных заведений, готовящих специалистов-релейщиков, были приглашены также лучшие студенты этих кафедр.
    Задача конференции — повышение технического знания наших специалистов по РЗА до современного мирового уровня, приобщение их к процессу разработки и апро­бации новейших технических решений с учетом мировых трендов. Поэтому мы рассматриваем конференцию как один из инструментов реализации единой технической политики в области РЗА в ЕЭС России. Участникам конференции была предоставлена возможность в течение пяти дней общаться в официальной и неформальной обстановке, устанавливать профессиональные контакты, обсуждать интересующие вопросы, в том числе с представителями исследовательского комитета СИГРЭ В5 «Релейная защита и автоматика», который, по сути, и формирует мировые тренды в сфере РЗА.
    Конференция проводилась в России уже третий раз. Надеюсь, что интерес к ней будет по-прежнему высок и традиции ее проведения будут продолжены.