УДК 621.31


ВЕКТОР РАЗРАБОТКИ КОНЦЕПЦИИ ЦИФРОВИЗАЦИИ РАЙОНОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ ПАО «РОССЕТИ СИБИРЬ» - «АЛТАЙЭНЕРГО»


Коротеев Андрей Владимирович



Аннотация:

Мировая тенденция по цифровизации электроэнергетики не обошла и Россию. На государственном уровне была принята программа «Цифровизации экономики» и в свою очередь крупнейший оператор электрических сетей в России ПАО «Россети» утвердил концепцию «Цифровая трансформация 2030». Одним из основных направлений реализации программы цифровой трансформации является создание цифрового РЭС с высоким уровнем автоматизации управления сетью. Реализованные в стране пилотные проекты оказались не достаточно эффективными и не приемлемыми для тиражирования в компании Алтайэнерго. Большой процент износа оборудования, не интегрирующиеся между собой уже установленное оборудование учета электроэнергии различных производителей, отсутствие квалифицированных кадров, ограничение финансовых ресурсов является серьезной проблемой для своевременного завершения проекта «Цифровой РЭС» к 2030 году. Основной целью работы является определение оптимального пути цифровизации района электрических сетей, разработка методики подбора и рационального размещения оборудования, последовательности этапов внедрения технических решений, обеспечивающих своевременную реализацию проекта «Цифровой РЭС» с наименьшими затратами.


Ключевые слова: Цифровизации экономики, Цифровая трансформация 2030, Цифровой РЭС, электроэнергетика, цифровые технологии, концепция.



Процесс цифровой трансформации в энергетике России происходит уже не первый год. Первые существенные шаги цифровизации были сделаны ОАО «БЭСК» уже в 2013 году, где приступили к модернизации сетевой инфраструктуры города Уфы с элементами Smart grid. В 2017 году правительство РФ утвердило программу «Цифровая экономика» по переходу на новые принципы взаимодействия субъектов энергетики и развитие отечественных высокотехнологичных компаний. И уже в 2018 году,  крупнейшая электросетевая компания «Россети» разработала концепцию «Цифровая трансформация 2030».

Согласно этой концепции, к концу 2030 года должна быть завершена реализация проектов по внедрению цифровых технологий (рисунок 1).


Суммарный объем финансирования программы цифровизации до 2030 года составляет 1,3 трлн. руб. Источником финансирования каждого последующего этапа, это уменьшение издержек компании от реализации предыдущих этапов. Это дает возможность не увеличивать тарифы и одновременно не привлекать бюджетные финансы.


Реализация программы поделена на несколько этапов. В период реализации Концепции должна быть обеспечена стабильность работы энергосистемы и минимизацию затрат на адаптацию существующих систем к функционированию в условиях измененных процессов и нового информационного обмена [1].



Этапы реализации концепции


Рисунок 1 – Этапы реализации концепции



На рисунке 2 представлены основные этапы финансирования программы цифровизации электросетевой компании «Россети».




Этапы финансирования программы цифровизации


Рисунок 2 – Этапы финансирования программы цифровизации



Первоочередным шагом в рамках реализации масштабной программы «Цифровая трансформация 2030» является проект «Цифровой РЭС» предполага­ющий автоматизированную связь групп объектов под контролем единого энергорайона.


Проект «Цифровой РЭС» подразумевает реализацию следующих функциональных составляющих:


- интеграция в сеть интеллектуальных коммутационных аппаратов с целью автоматической идентификации и локализации повреждений в распределительной сети;

- модернизация существующих центров питания в части замены устаревших коммутационных аппаратов и устройств РЗА на современные вакуумные выключатели и цифровые контроллеры присоединений с применением цифровых комбинированных датчиков тока и напряжения;

- создание SCADA-системы различных уровней электрических сетей с интеграцией 100% автоматических и отображением всех неавтоматических коммутационных аппаратов. Обеспечение возможности ведения режима в целом, а также отдельных фидеров для управления аварийными и ремонтными режимами в сети;

- внедрение системы интеллектуального учёта с интеграцией в сеть на уровне конечных потребителей и трансформаторных подстанций, цифровых приборов учета с функцией передачи комплекса данных для целей актуализации расчетной модели сети и управления энергопотреблением.

- внедрение программного комплекса, позволяющего осуществлять сбор, обработку и хранение информации по учету электроэнергии, автоматизировать расчеты балансов, потерь электроэнергии для выявления очагов и размеров потерь, оптимизировать затраты на сбор информации с приборов учета [2].


Одним из этапов построения «Цифрового РЭС», является развертывание комплексной системы энергомониторинга с установкой интеллектуальных приборов учета. В то же время, в соответствии с федеральным законом № 522-ФЗ от 27 декабря 2018 г., с 1 января 2022 года, при окончании срока эксплуатации или поверки, замене или вводе в эксплуатацию приборов учета, сетевая организация должна устанавливать такие приборы.


В настоящий момент, в районах электрических сетей уже установлено до четверти «умных» счетчиков различных производителей, совместимость функционала программного обеспечения которых очень ограничено.


Кроме того, сетевая инфраструктура имеет значительный процент морально устаревшего и изношенного оборудования (до 80%), которое необходимо заменить при внедрении цифровых технологий.


Все выше упомянутое, а так же, отсутствие подготовленных кадров, дефицит финансовых и трудовых ресурсов представляет серьезнейшую проблему при реализации проекта «Цифровой РЭС» до 2030 года.


Проблема своевременной реализации проекта «Цифровой РЭС» с наименьшими финансовыми и трудовыми затратами заключается в отсутствии системы путей решения этой задачи, которая опиралась бы на текущее состояние активов, наличие трудовых ресурсов, историю нештатных ситуаций, схему и топологию сети РЭС.

В итоге, реализация ряда пилотных проектов в нашей стране оказалась недостаточно эффективной. Так приоритетный проект НТИ «Энерджинет» «Цифровой район электрических сетей (РЭС)», пилотно реализованный «Россетями» в Калининградской области, в текущем состоянии не пригоден для масштабирования. Таков основной вывод по итогам состоявшегося совещания в Минэнерго 15 февраля 2021 года, на котором оценивались результаты проекта «Цифровой РЭС – Янтарьэнерго». Одним из «достижений», стала установка «умных» счётчиков на изношенных сетях и создание системы оповещения, позволяющей лишь видеть диспетчеру точки аварий в сети в режиме реального времени. При этом значительная часть информации на территории «Цифрового РЭС», передаётся по телефону и методом «ручного ввода», анализ данных «умных» приборов (в том числе с использованием технологий BigData) невозможен, потому что данные попросту не собираются. А сокращение трудозатрат произошло за счёт формального исключения сотрудников из штатного расписания и передачи их функций на аутсорсинг [3].


Энергетическим советом СНГ 25 декабря 2020 года утверждены методические рекомендации по цифровизации объектов электросетевого хозяйства и организации эксплуатации электроустановок на базе цифровых технологий где представлен детальный план-график реализации цифровизации на «базовом уровне». Он предусматривает создание АСУ РЭС как целостной информационной модели с интеграцией программного обеспечения в рамка РЭС. Построение цифрового РЭС разбивается на этапы, развивающие архитектуру технических средств, программного и информационного обеспечения. На первом этапе должна быть осуществлена замена простейшей аппаратуры телемеханики в объеме аварийно-предупредительной телесигнализации на комплексные системы телемеханики (ТМ), выполняющие функции  телеуправления (ТУ), телесигнализации (ТС) и телеизмерения (ТИ). Должна решиться проблема передачи показаний приборов, фиксирующих параметры короткого замыкания на ЛЭП. Учитывая существующий низкий уровень оснащения средствами связи и телемеханики распределительных электрических сетей, должно быть предусмотрено их поэтапное оснащение новыми устройствами ТМ, связи и контроллерами, которые в конечном итоге позволят создать интегрированную систему управления, отвечающую современным требованиям.


Одновременно должна производиться замена коммутационной аппаратуры в РЭС на современную с приводами на выключателях, позволяющими осуществлять ТУ.


На втором этапе в РЭС создается локальная вычислительная сеть, обеспечивающая интеграцию в оперативный информационно-управляющий комплекс (ОИУК) с автоматизированными рабочими местами руководства РЭС и технологических подразделений с сохранением всех функций и возможностей первого этапа. Активно развиваются технологии ОИУК и комплекс технических средств АСКУЭ РЭС. Организуется связь с региональной вычислительной сетью и локальными вычислительными сетями других РЭС.


На третьем этапе к ОИУК по каналам ТМ подключаются отдельные АСУ ТП ПС РЭС, расширяются объемы сбора и передачи данных по АСКУЭ, продолжена автоматизация и телемеханизация распределительных сетей на базе применения микропроцессорных контроллеров. Решаются вопросы автоматизации диспетчерского управления и автоматизации управления технологическими процессами на ПС и в электрических сетях РЭС. В ОИУК, наряду с традиционными функциями ТМ, связи, РЗиА, контроля электропотребления и коммерческого учета электроэнергии предусматривается диагностика состояния оборудования ПС, аппаратуры управления и каналов связи [4].


Данные рекомендации предусматривают только последовательность перехода к цифровому РЭС и не затрагивают экономические и временные ограничения реализации проекта, местных условий и текущего состояния рынка оборудования и программного обеспечения.


В настоящий момент на рынке страны присутствуют несколько компаний предлагающих свои комплексные решения цифровизации РЭС, но все они максимально завязаны на оборудовании и ПО конкретного производителя, которые имеют ограниченную совместимость между собой, что представляет трудность при замене или увеличении единиц оборудования и выборе оптимальных затрат.


Таким образом, основа разработки концепции цифровизации района электрических сетей, актуальной для ПАО «Россети Сибирь» - «Алтайэнерго», является определение оптимального пути цифровизации района электрических сетей, разработка методики подбора и рационального размещения оборудования, последовательности этапов внедрения технических решений, обеспечивающих своевременную реализацию проекта «Цифровой РЭС» с наименьшими затратами.


Для формирования концепции цифровизации района электрических сетей необходимо провести анализ моделей цифрового района электрических сетей, отечественный опыт построения цифровых РЭС, существующие технические решения внедрения цифровых технологий, рынок современного цифрового оборудования, архивные данные аварийных ситуаций, состав и техническое состояние имеющегося оборудования, схем и топологии сети, географическое положение ее компонентов.


На основе произведенных исследований произвести расчеты финансовых и трудовых затрат на замену, модернизацию, ремонт оборудования, реконструкцию и строительство объектов инфраструктуры ЦРЭС, высвобождение трудовых и финансовых ресурсов на техническое обслуживание и ремонт оборудования при внедрении этих решений.


Исходя из произведенных анализов и расчетов, разработать стратегию внедрения технических решений, для своевременной цифровизации района электрических сетей при минимальных затратах за планируемый период и достижение целевых показателей надёжности (SAIDI и SAIFI).



Список используемой литературы


1. Концепция Цифровая трансформациия 2030 ПАО Россети. - Москва ; ПАО Россети, 2018. - 31 с. - Текст : непосредственный.

2. Акционерное общество Группа Компаний «Системы и Технологии»: сайт. – 2022. – URL: http://www.sicon.ru/text0102/ (дата обращения 11.09.22). - Текст : электронный.

3. Информационно-аналитический портал об энергетике в России и в мире «Переток.ру»: сайт. – 2022. – URL: https://peretok.ru/articles/nets/23202/ (дата обращения 11.09.2022). - Текст : электронный.

4. Методические рекомендации по цифровизации объектов электросетевого хозяйства и организации эксплуатации электроустановок на базе цифровых технологий -  Москва ; Электроэнергетический Совет СНГ, 2020. – 36 с. - Текст : непосредственный.


Информация об авторах


Коротеев А. В. – студент группы 8Э(з)-01, ФГБОУ ВО «Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова», РФ, Алтайский край, г. Барнаул.




              



  






-