29.240.10.265-2019 «Общие требова-

разделениями исполнительного ап-

ния к метрологическому контролю

парата и филиалов ФСК, в функци-

измерительных каналов ЦПС». В стан-

ональной ответственности которых

дарте впервые вводится понятие

находятся развитие, эксплуатация

«вычислитель».

и метрологическое обслуживание СИ

Олег Большаков

и измерительных систем;

Главный метролог ФСК

Стандарт устанавливает основ-

z подразделениями метрологиче-

ные требования к метрологическо-

ского обеспечения исполнительного

Новый стандарт организации

му обеспечению (МО) измерительных

аппарата и филиалов ФСК;

определяет возможные выгоды

систем ЦПС, включая требования к

z организациями, выполняющими

при эксплуатации ЦПС в сфере

метрологическим характеристикам

комплекс работ по МО ИК ЦПС на всех

метрологического обеспечения.

(МХ) измерительных компонентов

этапах жизненного цикла измери-

Измерения и метрология заканчи-

измерительных каналов, контролю

тельных систем ЦПС ФСК.

ваются на формировании SV-пото-

метрологических характеристик из-

Стандарт не распространяется на

ка, содержащего единичные отсче-

мерительных каналов цифровых под-

устройства и системы учета электро-

ты измеренной величины, при этом

станций (ИК ЦПС). В ФСК отметили,

энергии, подчиняющиеся правилам

известно и точное время выполне-

что в документе впервые введено по-

оптового и розничного рынков.

ния данного отсчета. Поэтому вся

нятие «вычислитель».

Документ разработан в целях со-

дальнейшая обработка этой инфор-

Стандарт предназначен для ис-

вершенствования нормативно-тех-

мации имеет алгоритмическую по-

пользования:

нической базы компании, повыше-

грешность, но не имеет временных

z проектными организациями

ния уровня надежности и наблю-

дрейфов и дополнительных погреш-

и институтами, выполняющими ра-

даемости подстанций, повышения

ностей, что позволяет исключить

боты по проектированию измери-

качества выполнения основных тех-

периодический метрологический

тельных систем ЦПС ФСК;

нологических функций, снижения

контроль большого парка оборудо-

z организациями, выполняющими

затрат на наладку и последующее

вания ЦПС.

работы по внедрению и метрологиче-

обслуживание, а также повышения

В документе повышены требо-

скому обеспечению ИК измеритель-

уровня безопасности производства

вания к проектированию локальной

ных систем ЦПС ФСК на этапе ввода

в ФСК. Ожидается, что стандарт обе-

сети для ЦПС: установлены требо-

в эксплуатацию;

спечит в дальнейшем упрощение экс-

вания к допустимым потерям бло-

z организациями — производите-

плуатации и снижение капитальных

ков информации и ограничение мак-

лями СИ и других компонентов, ко-

и операционных затрат 

симальной погрешности, вносимой

этим фактором. Ведь на аналого-

вой подстанции при плохом контак-

те во вторичной цепи мы подтя-

ПЕРЕЧЕНЬ ПЛАНИРУЕМЫХ К ВЫПУСКУ СТО

гиваем контакт, а не увеличиваем

допустимую погрешность.

Тем не менее, вычислительные

ПАО «ФСК ЕЭС» готовит ряд СТО, в

z Методические указания по проек-

устройства ЦПС должны иметь

которых будет учтен опыт проектирова-

тированию ЦПС СТО ПАО «ФСК ЕЭС»

подтвержденную метрологическую

ния, внедрения и опытной эксплуатации

z Руководящие указания по эксплу-

погрешность, поэтому внесение

инновационных решений ПС 500 кВ Тобол.

атации оборудования ЦПС СТО ПАО

в Единый информационный фонд

«ФСК ЕЭС»

с подтверждением алгоритмической

z Серия СТО ПАО «ФСК ЕЭС» Кор-

z

Типовые технические требования к

и программно-аппаратной погреш-

поративные технические решения по

организации и производительности тех-

ностей является обязательным.

типовым шкафам СТО ПАО «ФСК ЕЭС»

нологических ЛВС в АСУ ТП ПС ЕНЭС 

Таким образом, в этом СТО реа-

z Корпоративный профиль МЭК

лизованы новые подходы к метроло-

61850 СТО ПАО «ФСК ЕЭС»

гическому обеспечению ЦПС 

5

digitalsubstation.com ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

НОВОСТИ

ВВЕДЕН СТАНДАРТ ПАО «РОССЕТИ»

НА КОММУТАТОРЫ ЭНЕРГООБЪЕКТОВ

«Россети» выпустили стандарт ор-

Требования настоящего СТО рас-

мационный обмен между интеллек-

ганизации СТО 34.01-6-005-2019 «КОМ-

пространяются на оборудование ком-

туальными устройствами комплексов

МУТАТОРЫ ЭНЕРГООБЪЕКТОВ. Общие

мутации пакетов информации сети пе-

РЗА и АСУ ТП посредством высокоско-

технические требования».

редачи данных, предназначенное для

ростных технологий пакетной пере-

подключения нескольких узлов ЛВС

дачи данных Ethernet. Он не опреде-

Этот стандарт устанавливает типо-

объекта электроэнергетики, относя-

ляет требования к маршрутизаторам,

вые технические требования к обору-

щихся к одной или нескольким выде-

криптографическим шлюзам, систе-

дованию сетей передачи данных – про-

ленным группам сети передачи дан-

мам обнаружения вторжения и дру-

мышленным коммутаторам, при их

ных – виртуальным локальным сетям

гому сетевому оборудованию, кроме

применении на энергообъектах ДЗО

и устанавливаемых на энергообъек-

промышленных коммутаторов сети

ПАО «Россети» (новое строительство,

тах ПАО «Россети» (подстанции, пере-

Ethernet. Нормы и требования СТО под-

расширение, реконструкция и техни-

ключательные пункты и т.д.). Стандарт

лежат соблюдению субъектами хозяй-

ческое перевооружение). В него долж-

организации устанавливает классифи-

ственной деятельности на территории

ны быть внесены изменения в случаях

кацию коммутаторов, применяемых

Российской Федерации, которые будут

ввода в действие новых технических

в составе комплексов РЗА и АСУ ТП

участвовать в поставках систем и обо-

регламентов и национальных стандар-

электроэнергетических объектов, тре-

рудования для ДЗО ПАО «Россети» в ка-

тов, содержащих требования, неучтен-

бования к составу основных функцио-

честве изготовителя, либо в качестве

ные в стандарте, а также при необхо-

нальных блоков и интерфейсов, пере-

исполнителей работ (услуг), если тре-

димости введения новых требований

чень требуемых функций и протоко-

бование по соблюдению данного СТО

и рекомендаций, обусловленных раз-

лов, общие технические требования к

указано в договоре (контракте) на со-

витием техники.

устройствам, обеспечивающим инфор-

здание системы или ее компонентов 

6

ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ digitalsubstation.com

Локальные

вычислительные сети

на энергообъектах

30.09—03.10

2019

Москва, Россия

digitalsubstation.com ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

7

НАДО ЗНАТЬ

В 2018 году ФСК впервые провела соревнования персонала по удаленному мониторингу устройств

релейной защиты и автоматики — эти состязания планируется сделать регулярными.

ЦПС рассказывает о том, как прошла эта «битва релейщиков».

СОРЕВНОВАНИЯ ФСК

ПО УДАЛЕННОМУ МОНИТОРИНГУ

УСТРОЙСТВ РЗА:

КАК ЭТО БЫЛО

В мероприятии приняли участие

На соревнованиях оценивалось

Призерами стали команды:

команды всех филиалов ФСК. Вне за-

умение специалистов работать

1. «МЭС Сибири».

чета выступили «МРСК Урала», «МРСК

с решениями, позволяющими про-

2. «МЭС Западной Сибири».

Юга» и «Ленэнерго» из «Россетей»,

водить удаленный анализ работы

3. «МЭС Северо-Запада».

а также «Брестэнерго» из Белорус-

оборудования РЗА в нормальном

сии. Соревнования были организова-

и аварийном режимах на основа-

Также высокую оценку получи-

ны департаментом релейной защиты,

нии схемы сети, данных с регистра-

ли гости соревнований – предста-

метрологии и АСУ ТП ФСК совместно

торов аварийных событий, а также

вители распределительных сетевых

с центром подготовки персонала при

иной информации, ретранслируе-

компаний «Россетей» и компания

поддержке Минэнерго и «Россетей».

мой с цифровых устройств.

«Брестэнерго».

8

ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ digitalsubstation.com

Как отметили в ФСК, соревно-

z анализ работы РЗА смежной ЛЭП;

этих данные и определять насыщение

вания с применением видеосвязи

z переходящее КЗ с обрывом фазы;

трансформаторов тока.

в компании проводились впервые.

z излишняя работа линейных за-

По результатам выполнения за-

Само мероприятие показало поло-

щит;

дания участникам была дана реко-

жительные результаты, и в дальней-

z излишняя работа дифференци-

мендация использовать возможности

шем ФСК планирует проводить со-

альных защит.

программ просмотра осциллограмм

ревнования в таком формате на ре-

Каждое задание состояло из:

для построения симметричных со-

гулярной основе.

z файла осциллограммы техно-

ставляющих тока. Так как на осцил-

логического нарушения в формате

лограмме было видно, что при од-

Задания

COMTRADE;

нофазном коротком замыкании от-

Передача информации осущест-

z

приложения с пояснительными

сутствует (недостоверен) ток 3I0, то

влялась в единых форматах данных

материалами (однолинейная схема

с помощью рассчитанных симме-

и анализировалась в современных

ПС, описание произошедшего со-

тричных составляющих (I0, I1, I2)

программных комплексах. Сорев-

бытия);

можно было получить информа-

нующиеся команды находились на

z протокола выполнения задания.

цию о недостающем на осцилло-

своих рабочих местах. Команды

На выполнение всех заданий от-

грамме токе 3I0 и затем, используя

выполнили следующие 10 заданий,

водилось 3,5 часа.

векторную диаграмму, определить

сформированных на основе реаль-

угол между током I0 и напряжением

ных технологических нарушений

Задание 1.

3U0, величина которого и сказала бы

в электросетях:

Насыщение

о направлении короткого замыкания

трансформатора тока

z

насыщение трансформатора

«вперед или за спиной».

тока;

Аварийное событие, которое за-

z однофазное короткое замыкание

фиксировано на осциллограмме, ха-

Задание 2.

с однофазным автоматическим по-

рактеризуется однофазным коротким

Однофазное короткое

вторным включением на ЛЭП;

замыканием с насыщением измери

замыкание с однофазным

-

автоматическим повторным

z неисправность цепей напряже-

тельного трансформатора тока.

ния;

Задание проверяло умение пер

включением на ЛЭП

-

z однофазное короткое замыкание,

сонала работать с осциллограммой

Аварийное событие, которое за-

анализ работы дифференциальной

и программным обеспечением для

фиксировано на осциллограмме, ха-

защиты ошиновки;

просмотра осциллограмм для выпол-

рактеризуется возникновением на

z

апериодическая составляющая

нения анализа, расчета и построения

одной из ЛЭП однофазного замыка-

в ТТ;

недостоверных или отсутствующих

ния, которое ликвидируется автома-

z повреждение ТН;

данных, а также умение применять

тическим действием устройств РЗА.

Начиная с 2015 года в ФСК вне-

снижением операционных затрат

дрен и развивается подход к техни-

за счет превентивного выявления

ческому обслуживанию устройств

и своевременного устранения воз-

РЗА в зависимости от состояния

можных отказов.

с проведением удаленного монито-

Профессиональные компетен-

ринга состояния устройств РЗА,

ции в области анализа функциони-

Александр Салёнов

поэтому сегодня дистанционный

рования и удаленного мониторинга

анализ работы устройств РЗА

технического состояния цифровых

Начальник департамента

в нормальном и аварийном режи

интеллектуальных устройств и си

релейной защиты, метрологии

-

-

мах – один из компонентов уда

стем РЗА и АСУ ТП также станут

и автоматизированных систем управления

-

ленного мониторинга состояния

основой для внедрения и эксплуата

технологическими процессами ФСК

-

устройств РЗА. Удаленный мони-

ции цифровых подстанций. Поэтому

Интеграция новых техноло-

торинг – необходимая основа для

в период цифровой трансформации

гий в системы управления приво-

перехода к обслуживанию в зависи-

на первый план выходят требования

дит к возникновению систем нового

мости от технического состояния,

к аналитическим способностям пер-

класса — систем интеллектуального

поскольку этот метод позволяет

сонала, обслуживающего оборудова-

управления энергообъектами с высо-

существенно повысить надежность

ние нового поколения 

кой степенью автоматизации.

комплексов РЗА с одновременным

digitalsubstation.com ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

9

НАДО ЗНАТЬ

Задание проверяло знание рабо-

ности ТН к первичным или вторич-

ной величины напряжения в разных

ты устройства ОАПВ, умение оце-

ным цепям.

фазах были сформулированы нераз-

нить происходящие изменения то-

вернуто.

ков при технологических наруше-

Задание 4.

ниях и умение выполнить анализ

Однофазное короткое

Задание № 6.

действия устройств РЗА по данным

замыкание.

Повреждение трансформатора

Анализ работы

напряжения

осциллограммы с описанием хро-

нологии развития технологического

дифференциальной

Аварийное событие, которое за-

защиты ошиновки

нарушения.

фиксировано на осциллограмме, ха-

По итогам этапа были даны сле-

Аварийное событие, которое

рактеризуется повышением напря-

дующие рекомендации:

зафиксировано на осциллограм-

жения во вторичных обмотках ТН

z при описании хронологии собы-

ме, характеризуется коротким за-

фазы «B» звезды и 3Uo разомкнутого

тий указывать нормальный (преда-

мыканием на фазе «А» КВЛ 220 кВ

треугольника вследствие витково-

варийный) режим, направление токов

вне зоны действия ДЗО КВЛ. При-

го замыкания в первичной обмотке

и мощностей;

ведена осциллограмма с параме-

фазы «В» ТН.

z указывать при неуспешном

трами протекающих аварийных то-

Задание проверяло знание прин-

ОАПВ с обратной стороны ВЛ, в ка-

ков, напряжений и факта работы

ципов работы трансформаторов на-

кой последовательности происходит

выходных реле в устройствах РЗА

пряжения и умение строить потен-

отключение ВЛ: сначала с противо-

на ПС 220 кВ.

циальные диаграммы ТН.

положной стороны (виден емкост-

Проверялось знание принципов

Было рекомендовано корректно

ный характер тока по фазам А, В),

работы ДЗО КВЛ, умение определе-

указывать акцент при описании ха-

затем — со своей.

ния вида и места повреждения в сети

рактеристических параметров про-

220 кВ, а также умение оценить пра-

цесса.

Задание 3.

вильность работы защит по осцил-

Неисправность цепей

лограммам.

Задание 7.

напряжения

Специалистам была дана реко

Анализ работы РЗА

-

смежной ЛЭП

Аварийное событие, которое за-

мендация по повышению навыков

фиксировано на осциллограмме,

проведения анализа правильной ра-

Аварийное событие, которое за-

характеризуется коротким замыка-

боты терминала ДЗО КВЛ и защища-

фиксировано на осциллограмме, ха-

нием, произошедшим на одной из

емой зоны терминала ДЗО КВЛ.

рактеризуется разрушением конден-

отходящих ЛЭП 220 кВ; параметры

сатора связи ВЛ 220 кВ на ОРУ 220 кВ

напряжения 1 СШ и 2 СШ на ПС 220 кВ,

Задание 5.

ГРЭС, при этом также произошли па-

зафиксированные при этом техноло-

Апериодическая составляющая

дение спуска конденсатора связи на

гическом нарушении, имеют различ

в трансформаторе тока

-

ОСШ 220 кВ и возгорание конденса-

ные значения.

Аварийное событие, которое за-

тора связи. ВЛ 220 кВ в это время ра-

На этапе проверялось знание

фиксировано на осциллограмме, ха-

ботала через обходной выключатель.

принципов работы трансформаторов

рактеризуется коротким замыкани-

При данном нарушении на ГРЭС имел

напряжения, знание организации це-

ем с появлением апериодической со-

место отказ в работе защит. Для вы-

пей напряжения на ПС 110–220 кВ,

ставляющей тока.

полнения задания была представле-

умение выполнить анализ и оценить

Тестировалось знание о процес-

на осциллограмма со смежной ПС

исправность ТН, а также умение оце-

сах, протекающих в энергосистеме

220 кВ, от которой отходит на ГРЭС

нить исправность цепей напряжения

при коротких замыканиях, и воз-

ВЛ 220 кВ.

по данным осциллограммы.

можных причинах их возникнове-

Проверялось умение выполнить

По результатам задания было ре-

ния, а также умение определить апе-

анализ действия устройств РЗА по

комендовано:

риодическую составляющую в токах

данным осциллограммы с описани-

z проводить полную оценку ис-

короткого замыкания.

ем хронологии развития технологи-

правности цепей напряжения по со-

Отметим, что, хотя большинство

ческого нарушения.

отношению 3Uо разомкнутого треу-

участников правильно определило

По результатам этапа были даны

гольника к расчетному утроенному

на осциллограмме апериодическую

следующие рекомендации:

z

значению Uo звезды (приблизитель-

составляющую тока КЗ, общие при-

развернуто составлять хроноло-

но равны);

чины возникновения этой состав-

гию событий с указанием или без ука-

z повысить навыки проведения

ляющей (наличие индуктивности

зания нормального (предаварийного)

анализа работы ТН, в частности уме-

в сети) и причины разницы в ее ве-

режима, направления токов и мощ-

ние соотносить указанные неисправ-

личинах в разных фазах в силу раз-

ностей;

10

ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ digitalsubstation.com

z указывать на неправильную ра-

стороны (по исчезновению помехи

ных выключателей ПС 500 кВ с отклю-

боту ТЗНП ВЛ 220 кВ на смежной ПС;

в ±U питания).

чением ВЛ и двух систем шин с неу-

z

корректно определять отказ

спешным ОАПВ ЛЭП.

в работе ускорения ДЗ и ТЗНП при

Задание 9.

Проверялись знание принци-

включении выключателя ВЛ 220 кВ

Излишняя работа

пов работы ДЗШ, ДЗО и защит ВЛ

линейных защит

от АПВ.

500 кВ, умение определить вид и

Аварийное событие, которое за-

место повреждения в сети 500 кВ,

Задание 8.

фиксировано на осциллограмме, ха-

умение оценить правильность ра-

Переходящее КЗ

рактеризуется возникновением КЗ

боты защит по осциллограммам,

с обрывом фазы

фазы «В» на землю ВЛ 220 кВ; также

умение объяснять процессы, проис-

Аварийное событие, которое за-

происходит одновременное отключе-

ходящие в сети 500 кВ при различ-

фиксировано на осциллограмме, ха-

ние нескольких присоединений.

ных условиях возникновения КЗ,

рактеризуется изломом аппаратно-

Этап проверял знание принци-

умение описать хронологию раз-

го зажима ТТ-110 фазы «С» в сторо-

пов работы защит, навыки построе-

вития аварии и работы устройств

ну ЛР на одной из отходящих ЛЭП

ния векторных диаграмм и умение

РЗА и давать пояснения.

110 кВ с обрывом фазы с последую-

проводить анализ работы РЗА.

По итогам этапа была дана реко-

щей серией КЗ.

После проверки задания было ре-

мендация повысить навыки в опре-

Задание тестировало знание

комендовано развернуто указывать

делении процессов, предшествующих

принципов работы защит и зон ра-

отключившиеся ВЛ и определять ха-

короткому замыканию, процессов на-

боты защит, а также навыки анализа

рактер их отключения.

сыщения ТТ и процессов возникнове-

работы РЗА при разных видах КЗ по

ния апериодической составляющей

данным осциллограммы.

Задание 10.

тока, а также навыки в определении

Участникам было рекомендовано

Излишняя работа

защит, сработавших излишне при от-

дифференциальных защит

повысить навыки в определении мо-

ключении присоединения 

ментов срабатывания ДЗШ, в опре-

Аварийное событие, которое за-

делении линии, на которой произо-

фиксировано на осциллограмме, ха-

Редакция ЦПС благодарит

шло КЗ, и в определении момента

рактеризуется коротким замыканием

пресс-службу ФСК за помощь в ра-

отключения ЛЭП с противоположной

на фазе «В» ТТ 500 кВ одного из шин-

боте над материалом.

роприятие стало ценной площад-

ринга и анализа работы устройств

кой по обмену опытом среди кол-

РЗА позволит оперативно выявлять

лег-релейщиков.

неисправности микропроцессорных

Имеющиеся наработки в области

устройств РЗА и понимать состо-

цифровой регистрации аварийных со-

яние устройств по сигналам само-

бытий позволяют реализовать авто-

диагностики, что в свою очередь по-

Александр Салёнов

матическую интеграцию файлов ос-

зволит снизить затраты на их экс-

циллограмм с разных устройств РЗА

плуатацию.

Начальник департамента

и разных подстанций в едином син

Использование автоматизирован

релейной защиты, метрологии

-

-

хронизированном формате. Для это

ных систем мониторинга устройств

и автоматизированных систем управления

-

го необходимо выработать единые

РЗА позволит перейти на техниче

технологическими процессами ФСК

-

требования к форматам записи ос-

ское обслуживание этих устройств

циллограмм, используя международ-

по их фактическому состоянию, так

Формат мероприятия был на-

ный стандарт Comtrade 2013, учесть

как будет организован постоянный

целен не только на определение

новые принципы в правилах проек-

контроль за состоянием устройств.

уровня мастерства специалистов

тирования электроэнергетических

Внедрение автоматизированных си-

служб РЗА, но и на отработку

объектов, а также в разрабатывае-

стем мониторинга и анализа работы

практических навыков удаленного

мых в настоящее время автомати-

устройств РЗА позволит повысить

мониторинга и оперативного ана-

зированных системах мониторинга

наблюдаемость электрической сети,

лиза работы устройств РЗА с мак-

устройств РЗА и специализирован-

а также уменьшить время принятия

симальным приближением к реаль-

ных ПО, которые используются для

решений при ликвидации технологи-

ным условиям. Можно сказать, что

анализа осциллограмм. В этом слу-

ческих нарушений в работе электро-

соревнования прошли успешно. Ме-

чае реализация процесса монито-

энергетической системы 

digitalsubstation.com ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

11

КАРТА ПРОЕКТОВ

ПОДСТАНЦИЯ

ИМ. М.П. СМОРГУНОВА:

ПЕРВАЯ ЦИФРОВАЯ В СИБИРИ

22 декабря 2017 года в поселке

Солонцы в Красноярском крае состо-

Это первая цифровая станция.

ялось открытие подстанции 110/10 кВ

Это ознаменует новый скачок в развитии

имени М. П. Сморгунова («МРСК Си-

отечественной электроэнергетики.

бири»). В дистанционном пуске, про-

шедшем из Москвы, приняли в числе

— Александр Новак, Министр энергетики РФ

прочих участие министр энергетики

Александр Новак и генеральный ди-

ректор «Россетей» Павел Ливинский.

Эта подстанция — первая в Сиби-

работ и обслуживания энергообъекта.

что произойдет благодаря высокой

ри (и одна из первых в России) по-

Подстанция в Солонцах входит в до-

степени автоматизации и управляе-

строенная с применением технологии

рожную карту национального проекта

мости оборудования. Основная зада-

«Цифровая подстанция».

«Развитие и внедрение системы авто-

ча новой подстанции – электроснаб-

Основная задача новой подстан-

матизированной защиты и управле-

жение малоэтажного строительства

ции — электроснабжение малоэтаж-

ния электрической подстанцией но-

в данном районе, а также одного

ного строительства в данном районе,

вого поколения». Подстанция имени

из крупнейших за Уралом многофунк-

а также одного из крупнейших за Ура-

М. П. Сморгунова — пилотный проект

ционального торгового комплекса.

лом многофункционального торгового

«Россетей». Полученный в Краснояр-

Плановый объем реализации элек-

комплекса. Использование цифровых

ске опыт будет проанализирован, и все

трической энергии уже 2018 году со-

технологий позволит существенно по-

успешные наработки будут тиражиро-

ставит 79 800 кВт·ч.

высить надежность энергоснабжения

ваться на других объектах электросе-

Подстанция тупиковая. Она реа-

предпринимателей и жителей близ-

тевого комплекса.

лизована по следующей схеме:

лежащих районов за счет высокой

Подстанция имени М. П. Сморгу-

z

ОРУ 110 кВ. Схема № 110-4Н (два

степени автоматизации и управляе-

нова являлась одним из важнейших

блока с выключателями и неавтомати-

мости оборудования, а также самоди-

инвестиционных проектов «МРСК

ческой перемычкой со стороны линий).

агностики и учета аварийных собы-

Сибири» по повышению надежно-

z КРУ 10 кВ. Схема № 10-1 (одна секцио-

тий, что позволит снизить стоимость

сти и качества электроснабжения,

нированная выключателем система шин).

12

ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ digitalsubstation.com

Рис. 1.

Основное силовое электротехни-

Состав ПТК АСЗУ:

процессорными терминалами защит

ческое оборудования, установленное

z устройства сопряжения с шиной

серии БЭ компании «ЭКРА»:

на объекте, — классическое, имею-

процесса — depRTU от компании

z

основная и резервная защита

щее традиционные характеристики

«ДЭП»;

трансформатора — шкаф ШЭ2607

выходных сигналов и входных дис-

z коммутаторы шины процесса —

048073, шкаф ШЭ2607 151;

кретных. Силовые трансформато-

от компании Symanitron (cо встроен-

z

защита ввода 10 кВ — терминал

ры — трехфазные двухобмоточные

ным модулем синхронизации време-

БЭ2520Б03;

типа ТДН-25000/110 УХЛ1 мощно-

ни PTP);

z

защита секционного выключателя

стью 25 МВА. Трансформаторы на-

z серверы iSAS — от компании

10 кВ — терминал БЭ2520Б02.

пряжения и тока 110 кВ — элегазовые

«Лисис»;

В Таблице 1 приведен перечень

типа ЗНОЛГ и ТОГФ соответственно.

z коммутаторы шины подстан-

реализуемых в ПТК АСЗУ функций

Применены элегазовые силовые вы-

ции — от компании Symanitron;

с указанием необходимости дубли-

ключатели 110 кВ типа ВГТ. На сто-

z серверы SCADA и АРМ ОП —

рования в традиционных терминалах

роне 10 кВ смонтированы вакуумные

от компании «Микроника»;

(в связи с отсутствием опыта эксплуа-

коммутационные аппараты и клас-

z система гарантированного пита-

тации iSAS на действующем объекте).

сические трансформаторы тока типа

ния — от компании «Микроника».

Отечественный программно-тех-

ТОЛ и трансформаторы напряжения

Дополнительно предусмотрено

нический комплекс iSAS включает

типа НАЛИ.

резервирование системы РЗА микро-

в себя функциональные подсистемы:

digitalsubstation.com ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

13

КАРТА ПРОЕКТОВ

Рис. 2.

z релейной защиты и автоматики;

собой полновесный SAMU. В отсеках

Непосредственно в ОПУ были уста-

z противоаварийной автоматики;

для РЗА КРУ 10 кВ были смонтиро-

новлены основной и резервный шка-

z АСУ ТП;

ваны устройства аналогичного типа

фы ПТК iSAS, собранные на базе про-

z технического учета электроэнергии;

DMU для осуществления прямых/об-

мышленных серверов и коммутаторов,

z

контроля качества электроэнергии;

ратных дискретно-аналоговых пре-

а также шкаф панельного компьютера

z оперативной блокировки;

образований.

в ЗРУ 10 кВ и шкаф управления и сигна-

z регистрации аварийных событий.

лизации, позволяющие персоналу осу-

Организованы SV-потоки с ТН

На подстанции существуют

ществлять управление и мониторинг.

и ТТ 110 кВ и с ТН и ТТ 10 кВ. Система

две параллельные системы:

Станционная шина представля-

телесигнализации и телеуправления

цифровая и классическая

ет собой оптоволоконную кольцевую

задействует все коммутационные ап-

Здесь необходимо заметить, что

сеть. Обвязка дублирующих защит

параты подстанции, в том числе разъ-

вместе с оптическими линиями связи

в шкафах ЗРУ 10 кВ формирует сеть

единители и заземлители. Для этих

применяются и классические медные

Ethernet 100-FX. Сети шин процесса

целей установлены непосредственно

связи, используемые для подключе-

и шины станции разделены. Допол-

на территории ОРУ шкафы полевых

ния резервных модулей микропро-

нительно в ОПУ организовано рабо-

устройств, основными элементами

цессорной защиты. Таким образом,

чее место персонала с необходимым

которых являются преобразователь-

фактически на объекте присутствуют

доступом для управления и монито-

ные устройства тока и напряжения

две запараллеленные системы: циф-

ринга. Согласно проекту, связь меж-

серии DSU, модули дискретного вво-

ровая с применением стандарта IEC

ду ПТК iSAS и ЦУС филиала «МРСК

да и вывода и устройства сопряжения

61850 на iSAS и классическая на РЗА

Сибири» предполагается по стандар-

с шиной процесса, представляющие

компании «ЭКРА».

ту IEC 61870-5-104 

Таблица 1.

Наименование подсистемы

Реализуется в iSAS

Дублируется по традиционной

Реализуется по традиционной

технологии

технологии

РЗА

Полностью

Защита трансформаторов

и вводов 10 кВ

РАС

Полностью

АСУТП

В объеме контроллеров

В объеме сервера

присоединений

SCADA и АРМ ОП

ПА

Полностью

АИИСКУЭ

Требуется метрологическая

Полностью

аттестация

14

ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ digitalsubstation.com

digitalsubstation.com ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

15

КАРТА ПРОЕКТОВ

Подстанция «Медведевская» – первая полноценная цифровая подстанция в московском регионе. Наш журнал связался

с МОЭСК и разузнал подробности о новом энергообъекте.

«МЕДВЕДЕВСКАЯ» — ПЕРВЕНЕЦ

В СЕМЬЕ ЦИФРОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ

МОСКОВСКОГО РЕГИОНА

z

с какими проблемами пришлось

столкнуться в ходе пуско-наладочных

работ КРУЭ?

Из ответов мы поняли, что в ходе

строительства подстанции «Медве-

девская» применялось инновацион-

ное электрооборудование исключи-

тельно российского производства —

в том числе впервые в новейшей

истории на подстанции установлено

КРУЭ 110 кВ, произведенное на пе-

тербургском заводе «Электроаппа-

рат». Оно имеет заводской номер «1».

Кроме того, на подстанции уста-

Нас интересовали следующие во-

тику», и какие технологии на каком

новлено основное оборудование:

просы:

уровне напряжения применены?

z

КРУЭ 110 кВ на 9 ячеек, выпол-

z какое оборудование установле-

z каким образом производится мо-

ненное по схеме «две рабочие систе-

но, и чем «Медведевская» отличает-

ниторинг технического состояния

мы шин» (с электромагнитными ТТ

ся от других ЦПС?

оборудования на подстанции, если

и ТН) и рассчитанное на присоеди-

z каков объем цифровизации

отказались от ППР?

нение 4 линий 110 кВ, двух трансфор-

на подстанции?

z как организована кибербезопас-

маторов и шиносоединительного вы-

z везде ли «медь» заменена на «оп-

ность объекта?

ключателя;

z

два силовых трансформатора

110/20 кВ мощностью 80 МВА каждый

производства компании «Тольяттин-

ский трансформатор»;

z

КРУ 20 кВ производства компа-

нии «Самарский трансформатор», вы-

полненное 4секционным с вакуумны-

ми выключателями и рассчитанное

на 20 отходящих линий 20 кВ;

z

комплекс РЗА, выполненный

на терминалах производства НПП

«Экра» и реализующий концепцию

цифровой подстанции.

Объем цифровизации

на подстанции

Цифровая подстанция 110 кВ

«Медведевская» построена по прин-

Рис. 1.

ципу формирования шин данных.

16

ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ digitalsubstation.com

Всего выделены 3 шины данных

управления и измерения:

z шина процесса IEC 61850-9.2LE —

для организации цепей измерения

РЗА;

z шина подстанции № 1 IEC 61850-8.1 —

для организации передачи GOOSE-

сигналов контроля и управления меж-

ду устройствами РЗА;

z шина подстанции № 2 IEC 61850-8.1 —

для организации передачи MMSсо-

общений, настроек, чтения осцилло-

грамм и т.п.

Первые две шины полностью изо-

лированы, в них исключена возмож-

ность постороннего дистанционно-

го вмешательства. Шина подстанции

Рис. 2.

№ 2 предназначена для дистанцион-

ного управления устройствами РЗА

та сети работа шины процесса про-

на ЛВС с организацией шины подстан-

и первичным оборудованием, мони-

должается на рабочей сети без изме-

ции с передачей сигналов GOOSEсооб-

торинга указанного оборудования,

нения значений первичных сигналов.

щений в соответствии с IEC 618508.1.

чтения внутренних регистраторов

Медные кабели на подстан-

Управление и контроль первичного

и осциллограмм и т. п.

ции «Медведевская» использу-

оборудования осуществляется при

Измерения для РЗА выполнены

ются для питания устройств РЗА

помощи устройств преобразователей

по шинной архитектуре на основе

и АСУ ТП и для передачи аналоговых

дискретных сигналов (проектное наи-

шины процесса. Данные выбороч-

сигналов от электромагнитных ТТ

менование — DMU). Эти устройства

ных значений передаются с часто-

и ТН до устройств сопряжения с объ-

вынесены непосредственно к пер-

той 80 выборок за период согласно

ектом (УСО), преобразующих изме-

вичному оборудованию КРУЭ 110 кВ

IEC 618509.2LE. Источником данных

ренные величины токов и напряже-

и РУ 20 кВ и выполняют функции со-

о первичных величинах служат пре-

ний в цифровой сигнал, который пе-

пряжения с первичным оборудовани-

образователи аналоговых сигналов —

редается в устройства РЗА согласно

ем. При этом названные устройства

AMU, — основное назначение кото-

IEC 61850-9.2LE.

осуществляют контроль положения

рых — преобразование первичного

коммутационных аппаратов и состо-

значения тока и напряжения от ТТ

Применяемые технологии

яния их технологических цепей, а так-

и ТН в цифровой код в соответствии

и мониторинг техсостояния

же управление следующим первич-

с упомянутым стандартом. Значения

оборудования

ным силовым оборудованием:

токов и напряжений используются

Система управления и контроля

z

коммутационными аппаратами

устройствами РЗА, ПА и КРАП. Под-

состояния первичного оборудова-

(разъединители, заземляющие ножи,

ключение к соответствующим преоб-

ния и устройств РЗА и ПА построена

выключатели) КРУЭ 110 кВ;

разователям осуществляется за счет

настройки сетевых параметров РЗА.

Преобразователи установлены не-

посредственно у первичного обору-

дования в помещении КРУЭ 110 кВ

и РУ 20 кВ (в ячейках КРУ). Передача

выборочных значений тока и напря-

жений осуществляется по специаль-

ной ЛВС — шине процесса.

Для обеспечения надежности при-

меняется технология резервирования

PRP (параллельное резервирование).

Образуются полностью идентичные

сети А и B. При отказе любого сегмен-

Рис. 3.

digitalsubstation.com ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

17

КАРТА ПРОЕКТОВ

Рис. 4.

z коммутационными аппаратами

Для организации ОБР и обеспе-

АСУ ТП и ТМ:

РУ 20 кВ;

чения возможности дистанционного

z

оперативный контроль и управ-

z устройством РПН силовых транс-

управления КА проект предусматрива-

ление (SCADA);

форматоров — и т. п.

ет шкаф контроллера присоединения

z

интегрированная система ТМ (ТС,

Функции РЗА выполнены в шкафах

ШЭ2607 419, в который также входят

ТУ, ТИ);

серии ШЭ2607, размещенных в ОПУ РЩ.

функции АУВ с возможностью АПВ.

z

синхронизация времени компо-

Управляющие и контрольные сигналы

В списках ниже перечисляются

нентов ЦПС;

между устройствами РЗА и DMU пере-

технологии, применяющиеся в раз-

z

организация коммуникационного

даются посредством GOOSEсообщений.

личных системах подстанции.

взаимодействия;

z

контроль состояния работы сете-

вого оборудования;

z

чтение и архивирование внутрен-

них событий ИЭУ;

z

чтение и архивирование осцил-

лограмм ИЭУ;

z

мониторинг состояния силового

оборудования;

z

дистанционное управление сило-

вым оборудованием;

z

интеграция системы ЧР в АСУ ТП.

КРУЭ 110 кВ:

z

online-мониторинг частичных

разрядов;

z

online-мониторинг состояния

и ресурса выключателей;

z

контроль состояния преобразова-

Рис. 5.

телей AMU и DMU;

18

ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ digitalsubstation.com

z дистанционная настройка (кон-

z чтение осциллограмм;

z

контроль температуры помеще-

фигурирование) преобразователей

z дистанционное

управление

ний и отопления.

AMU и DMU;

первичным оборудованием (через

Кибербезопасность

z чтение внутренних регистраторов

устройства РЗА и контроллеры при-

AMU и DMU;

соединения);

В целях обеспечения информаци-

z прием сигналов телеизмерений

z анализ работы сетевого оборудо-

онной безопасности шина процесса

(ТИ);

вания;

и шина подстанции полностью изо-

z контроль утечки SF.

z чтение осциллограмм КРАП.

лированы от внешней сети, в них ис-

ключена возможность постороннего

Силовые трансформаторы:

НКУ:

дистанционного вмешательства.

z online-мониторинг критических

z диагностика контроллеров управ-

Отвечая на наш последний во-

утечек трансформаторного масла;

ления ЩСН;

прос, в пресс-службе рассказали, что

z непрерывный контроль высоко-

z

контроль состояния АВ ЩСН 0,4 кВ;

во время проведения пуско-наладоч-

вольтных вводов;

z контроль состояния АВ и плавких

ных работ, связанных с внедрением

z контроль токов обмоток транс-

вставок СОПТ;

нового КРУЭ, произошло техноло-

форматора и положения РПН;

z диагностика состояния СКИ;

гическое нарушение; РЗА сборных

z хроматографический online-z дистанционный мониторинг по-

шин отработали правильно, в штат-

мониторинг трансформаторного

вреждений в СОПТ;

ном режиме 

масла.

z дистанционный контроль состо-

яния АБ.

Редакция благодарит пресс-службу

РЗА 110/20/10 кВ:

МОЭСК, генерального директора ком-

z контроль состояния устройств

Общеподстанционные системы:

пании Петра Синютина и директора

РЗА;

z мониторинг охранно-пожарной

департамента релейной защиты и ре-

z дистанционная настройка (кон-

сигнализации;

жимной автоматики электрических

фигурирование) устройств РЗА;

z мониторинг и дистанционное

сетей Максима Грибкова за помощь

z чтение внутренних регистраторов

управления вентиляционными уста-

в работе над материалом.

событий устройств РЗА;

новками;

было бы удобнее поставить КРУЭ за-

ность укомплектовывать подстанции

рубежной марки, например производ-

полностью российским оборудованием.

ства Siemens — оно и было изначально

Это снижает риски роста цен из-за

запланировано в проекте. Но появле-

курсовой разницы и нехватки запас-

ние отечественного КРУЭ позволяет

ных частей. По качеству и надежности

укомплектовывать подстанции пол-

российское КРУЭ не уступает миро-

Петр Синютин

ностью российским оборудованием. По-

вым брендам, срок его монтажа срав-

нимая все риски, МОЭСК взяла на себя

ним с монтажом зарубежных аналогов.

Генеральный директор МОЭСК

ответственность впервые в истории

К тому же отечественное оборудова-

современной России заказать и уста-

ние имеет ценовое преимущество —

При строительстве новой под-

новить КРУЭ 110 кВ отечественно-

экономия до 30 %.

станции компания учитывает де-

го производства. Разумеется, это

Понимая риски заказчика, произво-

сятки факторов, включая сроки вво-

потребовало серьезной технической

дитель взял повышенные гарантийные

да новых мощностей, планы развития

проработки и передовых инженерных

обязательства на 15 лет. В течение

территорий, специфику выделенного

решений. Но в противном случае у от-

этого периода специалисты предприя-

участка земли, особенности распо-

ечественного предприятия не было бы

тия обязуются в срок до 24 часов при-

ложения коммуникаций и т. д. Ком-

шансов создать реальный российский

бывать на подстанцию для устранения

поновка подстанции — вопрос тех-

продукт. В результате, петербург-

любых неполадок на оборудовании. За-

нически сложный, и, как правило, для

ский завод «Электроаппарат» полу-

вод расширяет номенклатуру постав-

его решения применяется оборудова-

чил опыт производства и внедрения

ляемых на подстанцию ЗИП (запасных

ние, хорошо зарекомендовавшее себя

КРУЭ напряжением 110 кВ.

частей, инструментов и приспособле-

на других объектах. В случае с под-

Для энергетиков появление оте-

ний), а также организует склад всех

станцией «Медведевская» компании

чественного КРУЭ означает возмож-

компонентов КРУЭ 

digitalsubstation.com ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

19

КАРТА ПРОЕКТОВ

«УВАТ» И «ДЕСНА» — ЗНАКОВЫЕ ИМЕНА

НА КАРТЕ ЦИФРОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ

На нефтеперекачивающей стан-

НИОКР последних лет, предполага-

| ОРУ 110 кВ выполнено по схеме

ции (НПС) «Десна» Брянского район-

ющий разработку и строительство

№ 110-4Н (два блока) с ремонтной

ного управления введена в опытную

двух комплексных объектов 110 кВ,

перемычкой со стороны трансфор-

эксплуатацию цифровая подстанция,

уникальных по своим техническим

маторов.

которая является частью пилотного

решениям не только для российской,

| ЗРУ 6 кВ выполнено по схеме № 6-2

проекта, реализуемого компанией

но и для мировой электроэнергетики.

z

Количество присоединений по уров-

«Транснефть».

Выполнение НИОКР длилось полтора

ням напряжения:

Все процессы информационного

года, а использованное в проекте от-

| 110 кВ – 2;

обмена между элементами подстан-

ечественное оборудование более чем

| 6 кВ – 19.

ции и внешними системами осущест-

на 80 % относится к категории инно-

Архитектура построения

вляются в цифровом виде.

вационных продуктов.

системы РЗА

Основные источники измерений

По итогам реализации пилот-

z

Централизованная

электрических величин – установлен-

ных проектов будут оценены реаль-

Топология сети ЛВС

ные на НПС оптические трансформа-

ные возможности цифровых техно-

z

Коммуникационная сеть физи-

торы тока и электронные трансфор-

логий в энергоснабжении объектов

чески разделена на сеть РЗА/АСУ ТП

маторы напряжения производства

трубопроводного транспорта нефти

и сеть АИИС КУЭ.

компании «Профотек» (входит в РО-

и нефтепродуктов, изучен потенциал

z

В части сети РЗА/АСУ ТП: шина

СНАНО). Кроме того, в проекте опро-

их дальнейшего применения, прове-

станции – PRP, шина процесса – двой-

бованы технические решения с ис-

дена технико-экономическая оценка

ное кольцо PRP.

пользованием цифровых устройств

и разработаны типовые решения для

z

В части сети АИИС КУЭ: шина

релейной защиты и управления элек-

объектов системы «Транснефть».

станции – PRP, шина процесса –PRP.

трической подстанцией, а также циф-

В ходе эксплуатации подстанций

Справка по применению

ровой системой коммерческого учета

планируется сравнить технико-эконо-

коммуникаций по IEC 61850

электрической энергии. Инновацион-

мические показатели и оценить прак-

z

Протокол GOOSE применяется для

ные разработки российских произво-

тические возможности и перспективы

замены дискретных сигналов.

дителей позволят усовершенствовать

цифровых технологий в энергетике,

z

Протокол SampledValues применя-

защиту электрооборудования и по-

выбрать наиболее оптимальное по ар-

ется для РЗА, измерений, учета и кон-

высить качество учета электрической

хитектуре и техническому составу ре-

троля качества ЭЭ.

энергии.

шение, чтобы в дальнейшем учесть

z

Мониторинг коммуникаций ре-

Ранее, в конце 2018 года было

этот опыт при реализации будущих

ализован в SCADA АСУ ТП посред-

завершено строительство линей-

проектов.

ством сбора данных от коммутаторов

ной производственно-диспетчер-

Приводим технические характе-

и ИЭУ, контроль целостности данных

ской станции (ЛПДС) «Уват» — пер-

ристики обеих подстанций.

осуществляют непосредственно ИЭУ

вой российской цифровой подстан-

c выдачей информации в SCADA.

ции на объекте трубопроводного

ЦПС «Уват»

z

Дополнительно контроль целост-

транспорта нефти, также исполненное

Краткая справка по проекту

ности данных осуществляется анали-

компанией «Транснефть». В отличие

z Местоположение:

затором сети.

от ЛПДС «Уват» с централизованной

Россия, Тюменская область,

Дополнительная информация

структурой системы автоматизации

Уватский район, пос. Нагорный.

Удаленное телеуправление под-

на новой подстанции «Десна» реали-

z Тип подстанций:

станцией не организовано.

зована децентрализованная структура

ПС 110/6 кВ.

Управление подстанцией осущест-

системы автоматизации.

z Мощность:

вляется выключателями, разъедини-

«Уват» и «Десна» – примеры одной

2 трансформатора ТДН-10000/110

телями, заземляющими ножами.

из наиболее масштабных российских

z Конфигурация распредустройства:

Для исключения загораживания

20

ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ digitalsubstation.com

Рис. 1. ЦПС «Уват»

Рис. 2. ЦПС «Десна»

обзора при проектировании необхо-

Архитектура построения

Реализовано технологическое ви-

димо учитывать расположение обору-

системы РЗА

деонаблюдение при выполнении опе-

дования в трехмерном пространстве

z Децентрализованная

раций со всеми коммутационными

(в отличие от двухмерных схем).

Топология сети ЛВС

аппаратами.

Для подготовки персонала к эксплу-

z Коммуникационная сеть физи-

Для исключения загораживания

атации объекта было организовано об-

чески разделена на сеть РЗА/АСУ ТП

обзора при проектировании необхо-

учение на предприятии, которое про-

и сеть АИИС КУЭ.

димо учитывать расположение обору-

водил производитель оборудования.

z В части сети РЗА/АСУ ТП: шина

дования в трехмерном пространстве

Опыт внедрения и эксплуатации

станции – двойное кольцо PRP, шина

(в отличие от двухмерных схем).

централизованной защиты: к силь-

процесса – двойное кольцо PRP.

Для подготовки персонала к экс-

ным сторонам можно отнести сокра-

z В части сети АИИС КУЭ: шина

плуатации объекта было организо-

щение площади ОПУ, удобство; к сла-

станции – PRP, шина процесса – PRP.

вано обучение на предприятии, ко-

бым – организационные проблемы

Справка по применению

торое проводил производитель обо-

обслуживания РЗА и АИИС КУЭ, про-

коммуникаций по IEC 61850

рудования.

блемы аттестации СИ АИИС КУЭ и

z Протокол GOOSE применяется для

Монтаж и наладку оптических

ввод в ОРЭМ.

замены дискретных сигналов.

трансформаторов осуществлял про-

z Протокол SampledValues применя-

изводитель.

ЦПС «Десна»

ется для РЗА, измерений, учета и кон-

Опытная эксплуатация оптиче-

Краткая справка по проекту

троля качества ЭЭ.

ских ТТ еще не закончена.

z Местоположение:

z Мониторинг коммуникаций ре-

В настоящее время осуществляет-

Россия, Брянская область,

ализован в SCADA АСУ ТП посред-

ся проверка работы ЦПС в сравнении

Выгоничский район, п/о Переторги.

ством сбора данных от коммутаторов

с классической ПС 

z Тип подстанций:

и ИЭУ, контроль целостности данных

ПС 110/6/6 кВ

осуществляют непосредственно ИЭУ

Редакция благодарит начальни-

z Мощность:

c выдачей информации в SCADA.

ка отдела внешнего электроснабже-

2 трансформатора ТРДН-25000/110/6/6

z Дополнительно контроль целост-

ния управления главного энергетика

z

Конфигурация распредустройства:

ности данных осуществляется анали-

ПАО Транснефть Александра Немце-

| ОРУ 110 кВ выполнено по схеме

затором сети.

ва, главного энергетика АО «Транс-

№ № 110-5Н

Дополнительная информация

нефть-Дружба» Евгения Кукунина,

| ЗРУ 6 кВ выполнено по схеме № 6-2

Удаленное телеуправление под-

заместителя главного энергетика

z Количество присоединений по уров-

станцией не организовано.

АО «Транснефть-Дружба» Игоря Симо-

ням напряжения:

Управление осуществляется выклю-

нова и пресс-службу Брянского районно-

| 110 кВ – 3;

чателями, разъединителями, заземля-

го управления АО «Транснефть-Дружба»

| 6 кВ – 81.

ющими ножами, РПН трансформатора.

за помощь в работе над материалом.

digitalsubstation.com ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

21

КАРТА ПРОЕКТОВ

Рассматриваются особенности реализации проектов ЦПС на примере реальной подстанции. Отмечен ряд

проблем, возникающих на всех этапах строительства и ввода объекта в промышленную эксплуатацию.

Описаны некоторые решения, применяемые в рамках конкретного проекта. Отмечены некоторые нюансы,

возникшие вследствие применения устройств различных производителей.

ОСОБЕННОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ РЗА

НА ПРИМЕРЕ ЦПС «ПОРТОВАЯ»

Иван Кошельков

Леонид Евдокимов

Александр Бурмистров

ООО НПП «ЭКРА»

Центр управления сетями

Филиал ОАО «Сетевая Компания»,

ОАО «Сетевая Компания», Казань

Казанские электрически сети, Казань

В электроэнергетике активно при-

вой информации, описанной в главе

том 2018 года в ОАО «Сетевая ком-

меняют различные решения по цифро-

9-2 [1] стандарта, нашли своё отраже-

пания» было принято решение

визации отрасли, в том числе в области

ние в IEC 61850-9-2LE [2].

о необходимости модернизации

релейной защиты и автоматики (РЗА).

ООО НПП «ЭКРА» имеет за пле-

строящейся подстанции «Порто-

Ключевой момент – создание шины

чами опыт успешной реализации

вая» до цифровой. Тот факт, что

процесса в соответствии со стандартом

ряда проектов по цифровым под-

решение о строительстве объекта

МЭК 61850. Часть вопросов практиче-

станциям как в опытной, так и в

как цифровой подстанции было

ского применения, касательно цифро-

промышленной эксплуатации. Ле-

принято на довольно позднем эта-

22

ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ digitalsubstation.com

пе существенно повлияло на сроки

изготовления, поставки и наладки

оборудования.

Шина процесса

Получение цифровой информа-

ции о токах и напряжениях различ-

ных присоединений цифровой под-

станции осуществляется с помощью

преобразователей аналоговых сиг-

налов (ПАС) или, при использовании

электромагнитных ТТ и ТН, автоном-

ных преобразователей аналоговых

сигналов (АПАС) (рис. 1).

Получение цифровых отсчетов

сигналов аналоговых величин в ПАС

и АПАС производится с помощью ана-

Рис. 1. Схема организации получения цифровых отсчетов интеллектуальными электронными

логово-цифровых преобразователей

устройствами с применением ПАС и АПАС

(АЦП). Одновременность фиксации

срок поставки коммутаторов может

ные шкафы произвели на ООО НПП

цифровых отсчетов для всех исполь-

составлять от месяца до полугода.

«ЭКРА». Благодаря специалистам

зуемых электрических величин позво-

В случае с ЦПС «Портовая» неза-

ОАО «Сетевая компания» к момен-

ляет исключить неопределенные фазо-

долго до планируемого срока отгруз-

ту проведения комплексных испыта-

вые сдвиги обрабатываемых сигналов.

ки возникли опасения, что коммуни-

ний были получены согласованные

Стандартом МЭК 61850 предусмотрено

кационное оборудование не сможет

уставки. Совокупность вышеука-

использование локальной синхрониза-

быть поставлено в требуемые сроки.

занных фактов позволила провести

ции для защит, работающих на одной

Было принято решение о смене про-

наладку комплекса оборудования,

подстанции, или глобальной синхро-

изводителя коммутаторов, с целью

обеспечивающего защиты оборудо-

низации, например, для защит, состоя-

сократить максимально возможные

вания на напряжении 110 кВ ЦПС

щих из двух полукомплектов, установ-

сроки. Благодаря грамотной работе

«Портовая».

ленных на разных подстанциях.

специалистов на всех этапах поставки

Процесс комплексных испытаний

Как известно, для обмена дан-

оборудования, вероятных трудностей

удалось совместить с процессом об-

ными устройств РЗА между собой,

удалось избежать.

учения для представителей заказчи-

и с устройствами сопряжения (УСО)

ка – ОАО «Сетевая компания». Особая

– ПАС, АПАС, преобразователь дис

Комплексные испытания

-

ценность обучения именно в таком

кретных сигналов (ПДС) – применя-

Одно из весомых преимуществ

формате состоит в том, что проводит-

ется коммуникационное оборудова-

ЦПС – возможность проведения ком-

ся оно на оборудовании, которое впо-

ние, на базе которого формируют-

плексных испытаний всего оборудо-

следствии отгружается на объект.

ся так называемые шины процесса

вания (ПАС, ПДС, РЗА и телекомму-

При проведении испытаний воз-

и шина подстанции. Синхронизация

никационный шкафы), в том числе и

действия от защит 6 кВ имитирова-

может выполняться как с примене-

информационного взаимодействия по

лись при помощи программно-ап-

нием отдельной шины (протоколы

протоколам стандарта МЭК 61850, еще

паратных средств. Необходимость

1PPS, IRIG-B), так и с использованием

до отгрузки заказчику, непосредствен-

имитации работы защит низкого

существующей сети Ethernet (шины

но на площадях предприятия – изго-

напряжения была обусловлена при-

процесса) по протоколу PTPv2, опи-

товителя оборудования. При условии

менением на подстанции устройств

санному в стандарте IEC 61588:2009.

получения инженером-наладчиком

различных производителей, что пре-

При использовании в качестве про-

согласованных уставок возможно про-

пятствует проведению комплексные

токола синхронизации времени PTPv2

ведение комплексной наладки во вре-

испытания всех подсистем на площа-

для организации сети применяются

мя заводских испытаний. Применение

дях предприятия – изготовителя.

управляемые коммутаторы с поддерж-

такого подхода позволяет сократить

кой этого протокола. В настоящее вре

Наладка оборудования

-

временные затраты на наладку обору-

мя отечественные производители не

дования непосредственно на объекте.

В настоящее время любому объ-

могут предложить подходящее обо-

Для ЦПС «Портовая» шкафы РЗА

екту ЦПС на всех этапах оказывает-

рудование, и, как показала практика,

(110 кВ), УСО и телекоммуникацион-

ся пристальное внимание. Очевиден

digitalsubstation.com ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

23

КАРТА ПРОЕКТОВ

при сопряжении устройств различных

производителей. Как правило, все воз-

никающие заминки решаются доволь-

но оперативно, тем не менее они не

возникали бы при предварительном

проведении комплексных испытаний

всех подсистем подстанции.

Устройства различных произво-

дителей имеют ряд особенностей

работы. Следствием является необ-

ходимость оперативному персоналу

разбираться не только в ряде базовых

вопросов работы устройств по прото-

колам стандарта МЭК 61850, но и учи-

тывать эти особенности, обладать на-

выками использования различных

типов прикладного ПО.

Рис. 2. ЗРУ 6 кВ ЦПС Портовая

Заключение

При выполнении работ по вклю-

чению ЦПС «Портовая» были исполь-

зованы такие преимущества техно-

логии ЦПС, как проведение наладки

на рабочих уставках и комплексные

испытания части систем.

При работе устройств различных

производителей, несмотря на со-

ответствие требованиям стандарта

каждого устройства по отдельности,

возникают ситуации, когда они не

могут корректно взаимодействовать.

На ЦПС «Портовая» обеспечено вза-

имодействие устройств большого

числа производителей, чему поспо-

собствовало оперативное устранение

Рис. 3. ЗРУ 110 кВ ЦПС Портовая

конфликтов совместимости оборудо-

интерес как со стороны заказчиков

стие в работе принимали сотрудники

вания по протоколам связи стандарта

оборудования, эксплуатации, так и со

ОАО «Сетевая компания».

МЭК 61850.

стороны производителей оборудова-

Несмотря на наличие требований

Оборудование и программное

ния, в том числе и РЗА.

к интеллектуальным устройствам, вы-

обеспечение, применяемое на ЦПС,

При наладке на ЦПС «Портовая»

полняющим функции РЗА, по наличию

формирует новые требования к инже-

практически все производители обо-

возможности экспорта SCL-файлов [3],

нерному персоналу на всех уровнях,

рудования обеспечили присутствие

в стандарте не описаны жесткие пра-

от производства до эксплуатации.

высококвалифицированных сотруд-

вила работы прикладного ПО, выпол-

Например, инженеру РЗА, для пол-

ников. Некоторые производители

няющего эту функцию. Разночтения

ноценной работы с оборудованием

привлекали к наладке непосредствен-

стандарта МЭК 61850 в этой части

на ЦПС, необходимо наличие знаний

но разработчиков, что еще раз под-

приводят к необходимости внесения

о работе локально-вычислительной

тверждает общий интерес к теме ЦПС.

некоторых корректировок, в том чис-

сети, протоколах синхронизации вре-

На всех этапах наладки активное уча-

ле в исполнительную документацию,

мени и многое другое 

Л И Т Е РАТ У РА 1. Communication networks and systems in substations – Part 9-2: Specific Communication Service Mapping (SCSM) – Sampled

values over ISO/IEC 8802-3. International standard IEC 61850-9-2 Edition 2.0 2011-09. 2. Implementation guideline for digital interface

to instrument transformers using IEC 61850-9-2. UCA International Users Group. 2004. 3. Communication networks and systems in substations –

Part 6: Configuration description language for communication in electrical substation related to IEDs. International standard IEC 61850-6.

24

ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ digitalsubstation.com

digitalsubstation.com ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

25

ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ

В рамках 47 Сессии СИГРЭ в Париже компанией GE был организован технический визит на цифровую

подстанцию (ЦПС) Blocaux 225 кВ, принадлежащую компании RTE (Réseau de Transport d'Électricité, France).

В мероприятии приняли участие специалисты из российской делегации – члены комитета В5 РНК СИГРЭ.

УРОКИ ФРАНЦУЗСКОГО

Подстанция Blocaux 225 кВ нахо-

второго поколения. В качестве источ-

Особенность решений в части

дится 80 км севернее Парижа. Осо-

ников первичной информации си-

РЗА и управления на данной ЦПС –

бенность подстанции заключается

стем РЗА и измерений на подстан-

аппаратно-независимое распре-

в том, что она обеспечивает пере-

ции установлены оптические транс-

деление функций РЗА. В шкафах

дачу и распределение электроэнер-

форматоры тока (ЦТТ) и оптические

на пункте управления подстанции

гии от нескольких ветряных парков,

трансформаторы напряжения (ЦТН),

установлены однотипные интеллек-

в большом количестве расположен-

которые формируют информацию об

туальные устройства, которые име-

ных в данном регионе Франции.

измеренных токах и напряжениях

ют только цифровые связи с анало-

Управление ветряными парками

в формате стандарта IEC 61850-9-2.

говыми и дискретными устройства-

с учетом текущих условий выполня-

Для приема информации о по-

ми сопряжения с объектом (Merging

ется автоматизированной системой,

ложении коммутационных аппара-

Units) по соответствующим шинам

работу которой продемонстрировали

тов на ОРУ в шкафах наружной уста-

IEC 61850. Ранжирование аналого-

специалисты RTE.

новки совместно с Merging units ЦТТ

вых сигналов и действий устройств

Подстанция имеет три распреде-

и ЦТН установлены Merging units для

выполняется в цифровом виде с по-

лительных устройства – 225 кВ, 146 кВ

приема дискретных сигналов. Следу-

мощью инструментов конфигуриро-

и 10 кВ. На подстанции установлено

ет отметить, что устройства сопряже-

вания IEC 61850. Для автоматизи-

современное первичное и вторичное

ния с объектом (Merging units) имеют

рованного тестирования комплекса

оборудование. Комплекс РЗА и АСУ ТП

100 % дублирование – предусмотре-

РЗА предусмотрено стационарное

подстанции выполнен с использова-

ны независимые системы А и Б. Не-

устройство Omicron, которое под-

нием оборудования компании GE.

смотря на дублирование, количество

ключено в систему IEC 61850.

Два года назад на подстанции

кабельных связей на объекте значи-

Поскольку подстанция являет-

Blocaux 225 кВ был введен в работу

тельно меньше по сравнению с тра-

ся необслуживаемой (оперативный

цифровой комплекс РЗА и АСУ ТП

диционными подстанциями.

и ремонтный персонал на подстан-

26

ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ digitalsubstation.com

ции отсутствует) управление пол-

ностью дистанционное. При этом

из диспетчерского центра RTE вы-

полняется не только дистанцион-

ное управление первичным обо-

рудованием, но и комплексом РЗА

и АСУ ТП. В практике компании RTE

дистанционное изменение и пере-

ключение уставок интеллектуальных

электронных устройств РЗА, а также

дистанционное тестирование с по-

мощью испытательного комплек-

са, стационарно расположенного

на подстанции. Данный функцио-

нал реализован в полном объеме на

подстанции Blocaux 225 кВ.

За два года эксплуатации циф-

Рис. 1. Первичное оборудование подстанции

ровой подстанции второго поколе-

ния отказов или ложной работы обо-

рудования зафиксировано не было.

Компания RTE планирует и в даль-

нейшем использовать технические

решения, реализованные на под-

станции Blocaux 225 кВ.

Важно отметить, что на подстан-

ции Blocaux 225 кВ сохранено мо-

рально устаревшее оборудование,

которое эксплуатировалось на под-

станции до применения цифровых

технологий. В здании подстанции

имеется музей электромеханических

устройств РЗА и старый мнемощит

управления, бережно сохраняемые

специалистами компании RTE для

будущих поколений 

Рис. 2. Выведенный из действия старый щит управления

От лица комитета В5 РНК СИ-

ГРЭ благодарим специалистов ком-

пании GE и RTE за предоставленную

возможность ознакомится с резуль-

татами внедрения технологий циф-

ровой подстанции в энергосистеме

Франции, за интересный и подроб-

ный рассказ о цифровых системах,

реализованных на подстанции

Blocaux 225 кВ.

Рис. 3. Кластер интеллектуальных электронных устройств защиты и управления подстанции

digitalsubstation.com ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

27

КОЛЛЕКТИВНЫЙ РАЗУМ

«Коллективный разум» — уникальная рубрика на страницах журнала «Цифровая подстанция» и одноименного

сайта! Ее цель — привлечь максимальное количество специалистов из России и мира для решения острых

вопросов, с которыми не справиться в одиночку! Все тексты, приведенные в данной рубрике, — личные мнения

специалистов и никак не отражают позиции компаний по рассматриваемым вопросам.

КАК ВЫ ДЕЛАЕТЕ

ЦИФРОВОЙ ПРОЕКТ?

Ну слава тебе, господи, процесс цифровизации, кажется,

пошел! Цифровых подстанций в стране становится все боль-

ше, но пока еще не как грибов после дождичка. Зато со вто-

рого квартала этого года ПАО «Россети», по заявлению ее

главного инженера Андрея Майорова, и вовсе перейдут на

проектирование только цифровых подстанций. Будет и на

нашей улице цифровая подстанция, радостно потирают руки

Андрей Майоров

сетевики. Но ведь, наверное, это не просто – сотворить циф-

«Россети»

ровой проект! Нам показалось интересным спросить об этом

самих проектировщиков, и мы задали им пять вопросов:

Мы подготовили основополагающий документ

1. Какой опыт вы имеете в разработке электронных

по стандарту цифровой подстанции. Он сейчас нахо-

проектов цифровых подстанций?

дится на рассмотрении и согласовании в Минэнерго. Все

2. Какие программные инструменты вы используете для

наши дочерние общества и компании энергетического

разработки цифрового проекта на разных стадиях: на

сообщества «прошли» этот стандарт. Мы получили

стадии ОТР/ПД (разработка SSD) и РД (разработка SCD)?

порядка 400 замечаний и предложений, практически все

3. С какими проблемами сталкивались при разработке

их учли и отдали в Минэнерго для согласования и под-

цифрового проекта на различных стадиях, и как удава-

тверждения легитимности документа.

лось их решать?

На основе этого документа со второго квартала

4. Какая реакция на разработанные цифровые файлы

все новое проектирование будет базироваться на но-

была от заказчика: выдавались ли замечания по ним

вом стандарте. Все подстанции, которые в настоящее

или документация принималась формально?

время строятся в аналоговом формате, будут переобо-

5. В каких направлениях, на ваш взгляд, требуется

рудованы под цифровые в 2020–2021 годах. Все то, что

совершенствование, и в чем оно должно заключаться

проектировали раньше — мы достраиваем в этом или

например, в области нормативного регулирования,

следующем году. Вводим в эксплуатацию и переоборуду-

разработки программных инструментов и т.д.)?

ем в период 1–1,5 года, доводим до цифровой подстанции.

28

ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ digitalsubstation.com

3. Начнем с простого. При нали-

рования системы создать файл .SCD,

чии программного обеспечения раз-

но в последующем «Plug and Play»,

работать SSD не сложно. Зная правила

чего хочет заказчик, не удастся. Про-

создания файла формата xml, можно

блема или нет решает каждый, но про-

даже попытаться, как настоящий про-

ектировщик должен расширить требо-

граммист, написать код в «блокноте»,

вания к себе, и знать основы наладки.

Андрей Арсентьев

но при наличии пробных версий ПО,

4. Если говорить о двух проек-

Главный специалист – заведующий сектором

такой подход уже не разумен. Условно

тах, по которым в настоящее время

автоматизированных систем ООО «НПП ЭКРА»

проблемой можно выделить наличие

на подстанциях идет опытная эксплу-

согласованной схемы распределения

атация, то они проходили в рамках

1. Разработку SSD/SCD по требова-

ИТС. Файл описания спецификации

НИОКР и заказчик контролировал

нию заказчика в проектах мы ведем

системы не отменяет существующие

весь процесс, начиная с написания

с 2017 года.

нормы проектирования. Все знают,

технического задания. Файл .SCD про-

2. Первые опыты внедрения

что с внедрением электронного до-

верялся ПО стороннего разработчи-

оборудования с поддержкой SV-по-

кументооборота расход бумаги не

ка, и в первых редакциях замечаний

токов со стороны НПП «ЭКРА» на-

уменьшается, а бывает, и увеличива-

было много. При их исправлении мы

чались в 2014 году. На тот момент

ется, так как каждый начинает делать

набирались опыта, что в последую-

стало понятным, что в скором вре-

мени потребуются проекты полно-

стью цифровых подстанций. Так как

Условно проблемой можно выделить наличие согласованной

НПП «ЭКРА» помимо оборудования

схемы распределения ИТС. Файл описания спецификации

также занимается и разработкой

системы не отменяет существующие нормы проектиро-

программных продуктов, был раз-

вания. Мысль заказчика и эксплуатации ясна: файл SSD –

работан свой программный продукт.

хорошо, но схема ИТС с подписями не помешает.

Он и был использован в последних

проектах по цифровым подстанциям

для разработки SSD/SCD. В «ознако-

мительных» целях мы, как проекти-

себе бумажную копию письма. Мысль

щем поможет нам сэкономить время

ровщики, также использовали про-

заказчика и эксплуатации ясна: файл

в проектировании новых ЦПС.

граммное обеспечение стороннего

SSD – хорошо, но схема ИТС с подпи-

5. Сам вопрос подсказывает от-

производителя для создания доку-

сями не помешает.

вет – совершенствование нужно в об-

мента SSD. В последующем открыва-

Второй шаг – разработка SCD-фай-

ласти нормативного регулирования.

ли файл при помощи собственного

ла описания конфигурации подстан-

К примеру, ФСК ЕЭС проделана боль-

программного продукта, тем самым

ции: здесь потребовалась совместная

шая работа, разработаны:

оценивали возможные вопросы со

работа специалистов РЗА и АСУ, как

z

типовые архитектуры АСУ ТП

стороны будущих заказчиков, кото-

проектировщиков, так и наладчиков.

для ПС,

рые могут использовать сторонние

Есть вариант взять файлы .ICD и файл

z

требования к типовым шкафам

программные продукты.

.SSD, при помощи ПО для конфигури-

АСУ и РЗА,

digitalsubstation.com ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

29

КОЛЛЕКТИВНЫЙ РАЗУМ

z требования к оборудованию ЦПС,

Кроме проектирования под кон-

жения SSD-файлов, размещенного

z свой профиль по МЭК 61850.

кретные проекты, наша компания

на ресурсе iec61850.ru. Как правило,

ПАО «Россети» разрабатывает свои

выполняла целый ряд НИОКР по

этот же инструмент мы предлагаем

стандарты по проектированию ЦПС

теме цифрового проектирования

нашим заказчикам для осуществле-

напряжением 110-220 кВ. Однако при

по заказу ПАО «ФСК ЕЭС» и ДЗО

ния приемки.

проектировании ЦПС возникает мно-

ПАО «Россети», в рамках которых раз-

Разработка SCD-файла – это су-

жество вопросов, ответы на которые

рабатывались наборы типовых эле-

щественно более сложная задача,

отсутствуют в существующих стандар-

ментов SSD-файлов. Также следует

для которой в работе, помимо соб-

тах. Необходимо согласование с раз-

отметить, что в рамках внутренних

ственных инструментов, применя-

личными службами заказчика на ста-

НИОКР компании «ТЕКВЕЛ», про-

ются также и инструменты отдельных

дии проектирования. Но после нача-

водившихся в 2013-2014 гг., выпол-

производителей (в частности, для вы-

ла наладки ЦПС возникают вопросы

нялись работы по проектированию

полнения специфических задач па-

со стороны эксплуатации, у них свое

элементов ПС 500 кВ в соответствии

раметрирования, характерных для

видение, как все должно работать.

с принципами выполнения электрон-

конкретных устройств). В качестве

Происходит уход от первоначальной

версии SCD-файла. Интересный при-

мер – АИИС КУЭ в случае применения

На этапе разработки SSD-файла проблемы минимальны,

шины процесса. Данная система долж-

с SCD-файлом проблем значительно больше. Также при

на быть отдельно от АСУ и РЗА, в то

описании модели данных устройства как проблему хоте-

время как электронные ТТ и ТН об-

лось бы выделить частое использование производителями

щие. Должна ли присутствовать АИИС

логических узлов GGIO. Подобный подход не позволяет

КУЭ в файле SCD и в каком объеме,

описать устройство и его функциональные возможности

также остается под вопросом 

так, как этого требует стандарт IEC 61850.

ного проекта по стандарту МЭК 61850

инструмента для внутренней при-

с использованием специализирован-

ёмки SCD-файлов мы используем

ных САПР. Эти работы еще на ран-

«Теквел Парк».

них стадиях позволили выявить осо-

3. Как правило, на этапе разра-

бенности проектирования объектов

ботки SSD-файла проблемы мини-

в «цифре» и сформировать необхо-

Денис Афанасьев

мальны, так как, по своей сути, SSD

димые компетенции, использующи-

файл описывает однолинейную схе

Системный архитектор МЭК 61850

-

еся сегодня в конкретном проекти-

му энергообъекта с присвоенными

ООО «ТЕКВЕЛ»

ровании.

логическими фикциями (типами ло-

1. Наш опыт разработки электрон-

2. В рамках создания SSD и

гических узлов). Единственная труд-

ной проектной документации доста-

SCD-файлов мы используем комби-

ность, которую хотелось бы выделить,

точно обширен, и на сегодняшний

нацию инструментов, поскольку, по

это определение перечня проектиру-

день включает разработку электрон-

нашим наблюдениям, на сегодняш-

емых логических функций отдельных

ной проектной и рабочей документа-

ний день на рынке, к сожалению, от-

участков и элементов энергообъек-

ции для 15 проектов ПС классом на-

сутствует программный инструмент,

та в соответствии со стандартом IEC

пряжения 110 кВ, среди которых для

который бы позволил решить все воз-

61850. Данная проблема возникает

10 ПС была разработана электронная

никающие задачи «из коробки».

на ранних стадиях проектирования

проектная документация для стадии

Основой для создания SCL-

и разрешается запросом дополни-

ПД (SSD-файлы) и для 5 проектов как

файлов на стадии ПД, в ходе которой

тельной информации по проекту или

ПД (SSD-файлы), так и РД (SCD-фай-

разрабатываются SSD-файлы, являют-

согласованием перечня логических

лы). Стоит отметить, что многие

ся инструменты собственной разра-

функций с ответственным лицом про-

из этих работ мы выполняем по под-

ботки компании, и частично выполня-

ектной организации.

ряду и в тесном сотрудничестве с про-

ется «ручная» доработка SSD-файлов.

С SCD-файлом проблем значи-

ектными организациями, разрабаты-

Внутренняя приемка файлов на этапе

тельно больше. Так как SCD-файл

вающими полный проект ЦПС и не

SSD выполняется с использованием

является точкой сопряжения виде-

имеющими достаточной квалифика-

разработанного нами же инструмен-

ний стандарта IEC 61850 различных

ции в выполнении цифрового проекта.

та для структурированного отобра-

производителей (как зарубежных,

30

ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ digitalsubstation.com

так и отечественных), то логично

чения предмета обсуждения. Часто

нообразным подходом описания мо-

предположить, что основной пере-

бывает так, что от заказчика выде-

дели данных устройства мы понимаем

чень проблем и трудностей возникает

ляется один или несколько специа-

и единообразное описание функций

именно по этой причине. Также при

листов, ответственных за приемку

с использованием логических узлов,

описании модели данных устройства

файлов электронной проектной до-

и типовые структурные схемы вза-

как проблему хотелось бы выделить

кументации. И в первую очередь мы

имодействия узлов между собой. То

частое использование производи-

пытаемся связаться с ними, и расска-

есть, по сути, применение единого

телями логических узлов GGIO. По-

зать, что это такое, как читать элек-

прикладного профиля стандарта IEC

61850 с учетом всей специфики реали-

зации функций, присущей российской

В первую очередь надо понять, что IEC 61850 – это, пре-

электроэнергетике. Благодаря этому

жде всего, именно «стандарт», и по своей сути подразуме-

может быть достигнуто упрощение

вает некую систему требований и единообразный подход

процесса обслуживания и эксплуата-

к решению поставленных задач. Отсюда следует, что

ции систем энергообъекта 

основное направление деятельности, требующее разви-

тия, это унификация программных и аппаратно-техниче-

ских решений от разных производителей.

добный подход не позволяет описать

тронную проектную документацию и

устройство и его функциональные

какими инструментами пользовать-

возможности так, как этого требует

ся для ознакомления с ней. В случае,

Алексей Костюк

стандарт IEC 61850. Еще одна пробле-

если представители заказчика жела-

Начальник отдела АСУ ТП и ТМ

ма – это распознавание конфигура-

ют более глубокого ознакомления со

ООО «ДонСетьСтройПроект»

ции устройства из SCD-файла специ-

стандартом IEC 61850, мы доволь-

ализированным ПО ИЭУ и последую-

но-таки часто проводим семинары,

1. До сего дня нами проектирова-

щая загрузка CID-файла в само ИЭУ.

где подробно рассказываем и обсуж-

лись две цифровых подстанции для

Данная проблема может возникать

даем все моменты, связанные с ин-

одного из ДЗО ПАО Россети. При этом

из-за программных ограничений,

тересующей темой. Отсюда можно

вопросы разработки SSD и SCD-фай-

излишнего использования Private

сделать вывод, что реакция на элек-

лов заказчик делегировал поставщи-

элементов в распознавании конфи-

тронную проектную документацию

кам РЗА и АСУ ТП.

гурационных файлов конфигурато-

напрямую зависит от знаний ответ-

2. В настоящий момент наши от-

ром ИЭУ и прошивкой ИЭУ или из-за

ственных представителей заказчика

делы, разрабатывающие АСУ ТП, РЗА,

индивидуального способа описания

в части стандарта IEC 61850.

ПА и т.п., еще только «присматрива-

конфигурации устройства произво-

5. В первую очередь надо понять,

ются» к существующим средствам

дителем. Исходя из этого, на данный

что IEC 61850 – это, прежде всего,

САПР для ЦПС.

момент оптимальное решение подоб-

именно «стандарт», и по своей сути

3. Проблемы возникают, в первую

ных проблем, во-первых, валидация

подразумевает некую систему требо-

очередь, при использовании оборудо-

файлов конфигурации устройств (ICD,

ваний и единообразный подход к ре-

вания от разных поставщиков, напри-

IID, CID) перед добавлением в элек-

шению поставленных задач. Отсюда

мер, РЗА и АСУТП/ССПИ, связанные с:

z

тронный проект и, во-вторых, как ни

следует, что основное направление

совместимостью;

z

странно, визуальная проверка содер-

деятельности, требующее развития,

правами на использование ре-

жимого конфигурации с последую-

это унификация программных и ап-

сурсов ЛВС и распределением между

щим обсуждением спорных момен-

паратно-технических решений от раз-

системами функционала архивиро-

тов с производителем.

ных производителей, а также полная

вания/визуализации/ретрансляции.

4. Нельзя сказать, что реакция всех

совместимость в части коммуникаций

Все это приводило к открытым

заказчиков абсолютно идентична, но

по стандарту IEC 61850. И первый шаг,

конфликтам, зафиксированным

в основном электронная проектная

который обеспечил бы реализацию

в официальных переписках. В связи

документации воспринимается ими

данных условий, является единоо-

с тем, что подобные проблемы всплы-

как нечто новое и неизведанное, то,

бразный подход в описании модели

вают на этапе ПНР, решением этих

что перед анализом и формировани-

данных устройства вне зависимости

противоречий заказчик занимался

ем перечня замечаний требует изу-

от производителя. При этом под еди-

сам.

digitalsubstation.com ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

31

КОЛЛЕКТИВНЫЙ РАЗУМ

Эта ситуация – следствие отсут-

все, что происходит в ЛВС ЦПС. При

так как проект ТИПОВОЕ ЗАДАНИЕ

ствия во всех ДЗО Россетей, кроме,

этом доходит до абсурда типа хранения

НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦИФРОВОЙ

пожалуй, ФСК ЕЭС, практики взаим-

SV-потока за три года! А во-вторых,

ПОДСТАНЦИИ относит создания ЛВС

ного согласования проектной доку-

из необходимости интегрировать ПАК

ЦПС к разделам связи. Таким обра-

ментации между Проектировщиком

ЦПС с «кустарными и зачаточными»

зом, к процессу согласования проект-

и Поставщиком.

системами обмена НЕОПЕРАТИВНОЙ

ной документации ЦПС подключает-

ся еще одна служба!

4. Как мы понимаем, заказчик

Есть проблемы с разделением зон ответственности

не обладает программными сред-

за вторичные системы ЦПС, желание служб иметь моно-

ствами и людскими ресурсами, что-

польное право на использование аппаратных средств,

бы полноценно проверить предостав-

что в свою очередь приводит к наличию в составе ЦПС

ленные SSD- и CD-файлы. Видимо,

устройств весьма странного назначения и исполнения.

с этим связано появление в свежих

ТЗ ДЗО ПАО «Россети» следующего

требования: «Электронная проект-

ная документация формата SCL долж-

Есть проблемы с разделением зон

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ информацией

на в обязательном порядке сопрово-

ответственности за вторичные систе-

(серверы РЗА уровня ЭС, системы сбора

ждаться визуально-графическим ма-

мы ЦПС, желание служб иметь моно-

данных РАС).

териалом с описанием всех значимых

польное право на использование ап-

Нужно отметить, что вопросы сбо-

параметров конфигурации, а также

паратных средств, что в свою очередь

ра и передачи неоперативной техно-

путями передачи данных» (проект

приводит к наличию в составе ЦПС

логической информации – наибо-

ТИПОВОЕ ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИ-

устройств весьма странного назначе-

лее, на наш взгляд, болезненные как

РОВАНИЕ ЦИФРОВОЙ ПОДСТАНЦИИ

ния и исполнения. К примеру, по тре-

на практическом, так и на норма-

110 кВ ДЗО ПАО «Россети», п. 5).

бованию разделов РЗА одного из ТЗ

тивном уровне. (ФСК ЕЭС в этих, как

5. Требуется значительная дора-

на ПС предусматривалась установка

и многих других, вопросах исключе-

ботка НТД в части конкретизации

Сервера РЗА/Сервера ЦПС/Сервера РАС

ние.) ЦУС в большинстве не готовы

требований к архитектуре и функци-

ЦПС. В другом случае предусматрива-

принимать технологическую инфор-

оналу ЦПС (вплоть до разработки ти-

лась установка Сервера РАС/Сервера

мацию, в НТД вопросы создания АСТУ

повых проектов). На текущий момент

мониторинга цифровых потоков/Сер-

разных уровней не проработаны. Не-

НТД содержат множество противоре-

вера ЦС. При этом в обоих случая в ТЗ

понятно, каким именно службам необ-

чий даже внутри отдельных докумен-

весьма пространно описывались тре-

ходимы данные, к примеру, от СМТО.

тов. Пример: проект СТО 34.01-хх.х-

бования к функционалу этих устройств

Все это приводит к размытию по-

00х-2019 «ЦИФРОВОЙ ПИТАЮЩИЙ

и полностью игнорировался функцио-

ложения АСУ ТП как средства функ-

ЦЕНТР. ТРЕБОВАНИЯ К ТЕХНОЛОГИ-

нал оборудования АСУ ТП. Как мы по-

ционирования единого информаци-

ЧЕСКОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ ЦИФ-

РОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ НАПРЯЖЕНИ-

ЕМ 110-220 кВ И УЗЛОВЫХ ЦИФРО-

Вопросы сбора и передачи неоперативной технологиче-

ВЫХ ПОДСТАНЦИЙ НАПРЯЖЕНИЕМ

ской информации – наиболее, на наш взгляд, болезненные.

35 кВ» v3.0 в п. 8.20 предписывает:

ЦУС в большинстве не готовы принимать технологиче-

«При проектировании цифровой ПС

скую информацию, в НТД вопросы создания АСТУ разных

в качестве целевой архитектуры дол-

уровней не проработаны. Непонятно, каким именно служ

жен приниматься вариант с использо

-

-

бам необходимы данные, к примеру, от СМТО.

ванием кластера серверов в качестве

аппаратной платформы для ПТК уров-

ня присоединения». А в п.22.4.1: «Уро-

вень присоединения АСУ ТП должен

нимаем, природа подобных требова-

онного пространства всего энерго-

образовываться интеллектуальными

ний проистекает, во-первых, из недо-

объекта. Что наиболее заметно при

электронными устройствами (кон-

верия эксплуатации (в первую очередь

архивировании и визуализации ос-

троллерами присоединений». В раз-

служб РЗА) к новым методам взаимо-

циллограмм, по которым у каждого

деле 21 (РЗА) подход схожий.

действия вверенных им устройств и

раздела ТЗ свое представление.

Что касается САПР, то, с точки зре-

попытки создать в составе ПАК ЦПС

Хотелось бы отметить, что данная

ния проектировщиков, перенос во-

некоего «черного ящика», пишущего

ситуация будет только усложняться,

просов создания SSD- и SCD-файлов

32

ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ digitalsubstation.com

с наладчиков на нас (даже без уче-

4. В первых наших проектах ЦПС За-

та вопросов покрытия дополнитель-

казчику выдавалась таблица обмена сиг-

ных трудозатрат и издержек) выгля-

налами (GOOSE, SV, MMS-сообщения)

дит весьма странным при отсутствии

между терминалами защит и преобра-

локализованного программного ком-

зователями сигналов (аналоговых, дис-

плекса для проектирования 

кретных). Документация тщательно про-

верялась Заказчиком, который выдавал

Евгений Лепко

свои замечания, к примеру, по объедине-

Ведущий инженер департамента

ниям нескольких дискретных сигналов

проектирования ООО «Квадро Электрик»

в одно GOOSE-сообщение или по при-

своению ID-номеров, SV-номеров, MAC-1. В настоящий момент в нашей

адресов всем терминалам и всем преоб-

компании разрабатывается несколько

разователям аналоговых (дискретных)

проектов цифровых подстанций. Сей-

сигналов.

час мы находимся в стадии разработ-

Артем Кашин

5. На мой взгляд, требуется совер-

ки проектной документации.

шенствование интеграции работы

2. В создании цифрового проек

Ведущий инженер отдела РЗА

-

предприятий-изготовителей и про-

та было решено использовать оте

ООО «Северэнергопроект»

-

ектных институтов. Таким шагом

чественные САПР. Для разработки

1. В данный момент проектиру-

может являться обучение персонала

SSD-файла на одной из подстанций

ем несколько цифровых подстанций

проектной организации на площад-

тестировали САПР ЦВК разработки

с использованием цифровых интел-

ке завода-изготовителя, где проекти-

В.А. Трофимова из МЭИ. Основным

лектуальных устройств производства

ровщика будут знакомить с оконча-

положительным моментом данно-

ООО «НПП ЭКРА».

тельным программным продуктом.

го САПР можно отметить, что прин-

2. Для разработки цифрового

Также есть сомнения, что боль-

ципиальная схема для SSD форми-

проекта на разных стадиях (ОТР/

шинство заказчиков смогут прове-

руется в Avtocad (ZWCAD, GstarCAD,

BricsCAD),что позволяет брать в ра-

боту файл однолинейной схемы,

Требуется интеграция работы производителей и проект-

разработанный отделом первичных

ных институтов. Шагом к этому может стать обучение

соединений в формате dwg. Также

у программы достаточно простой

проектировщиков на площадке завода-изготовителя.

и удобный интерфейс. Недостаток

Также есть сомнения, что большинство заказчиков смогут

указанного САПР – несоответствие

проверить правильность составления SSD- и SCD-файлов,

выходного SSD-файла стандарту

поэтому в данные программные продукты необходимо

IEC 61850. Edition 2. Также в компании

включать функции автоматической проверки.

«Квадро Электрик» идет тестирование

САПР ЦПС РА, разработки ЗАО «РА-

ПД и РД), а именно, разработки SSD-

и SCD-файлов, применялась про-

Самое главное, к чему необходимо прийти – у конечного заказ-

грамма SCL Express производства

чика должно выработаться понимание того, какой эффект

ООО «НПП ЭКРА, а также редактор

дает применение технологии ЦПС. Пока что на местах задача

подстанции IEC-61850 производства

цифровизировать «все и вся» стоит как указание сверху.

АО «РАДИУС Автоматика».

3. При разработке проектов воз-

никали проблемы с получением фай-

лов описаний цифровых терминалов

рить правильность составления SSD-

ДИУС Автоматика». О плюсах и ми-

в формате icd. Кроме того, возникали

и SCD-файлов, поэтому, на мой

нусах данного ПО пока говорить рано.

проблемы со стабильностью программ-

взгляд, в данные программные про-

3. Первая проблема при разработке

ного обеспечения, а также трудности

дукты необходимо включать функции

цифрового проекта, на наш взгляд – кор-

с алгоритмами работы в данных про-

автоматической проверки.

ректность файлов и соответствие их тре-

граммных комплексах. Эти проблемы

Также полезно будет создание би-

бованиям IEC 61850 (будут ли правильно

решались по горячей линии с техниче-

блиотек описания цифровых терми-

прочитаны файлы xml машиной, а так-

ской поддержкой завода-изготовителя.

налов в формате icd 

же проверка функциональных связей

digitalsubstation.com ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

33

КОЛЛЕКТИВНЫЙ РАЗУМ

между ИЭУ, корректность сообщений

ров и изготовителей, другие вопросы.

GOOSE и MMS проектным требовани-

На наш взгляд, в дочерних компани-

ям). Но проблема может быть решена

ях ПАО «Россети» отсутствует единый

применением специальных валидато-

подход по построению архитектуры

ров и визуализаторов кода (например,

ЦПС, что отрицательно влияет на век-

с использованием Теквел Парк).

тор развития построения надежной

Вторая проблема – сложность рас-

Олег Кузнецов

структуры ЦПС и развития новых

чета ЛВС на стадии проектирования.

технологий в данной сфере. Гаран

Главный инженер

-

Из-за отсутствия нормативных отече-

тия успешного внедрения цифровых

ООО «Самарский Электропроект»

ственных методик расчета трафика за-

подстанций – в едином подходе, кото-

казчиками предъявляются различные

рый должен рождаться в совместных

требования по организации горизон-

обсуждениях ведущих специалистов

тальных связей (GOOSE, как в шине

дочерних компаний ПАО «Россети»

процесса, так и в шине станции и т.д.).

и НТЦ ЕЭС.

4. К сегодняшнему дню обратной

Кроме того, нельзя забывать о че-

связи от заказчиков еще не получе-

ловеческом факторе, так как мало

но, документация находится на рас-

Дмитрий Тюрин

реализовать и запустить ЦПС ин-

смотрении.

жиниринговыми компаниями, важ

Главный специалист отдела электроснабжения

-

5. На наш взгляд требуется совер-

нее обеспечить надежную эксплуа

ООО «Самарский Электропроект»

-

шенствование по следующим направ-

тацию подстанции. При этом обо-

лениям:

1–5. Мы выполняем проектные

стряется вопрос готовности кадров

z разработка и внедрение норма-

работы реконструкции объекта для

– в каждой электросетевой службе

тивно-технической документации

одной из дочерних компаний ПАО

должны быть подготовлены (обу-

с требованиями к содержанию элек-

«Россети». Согласно техническому

чены) соответствующие специали-

тронного и традиционного проекта

заданию на проектирование оче-

сты, требования и уровень их ком-

на цифровые подстанции;

видно, что сетевые организации до

петенций во многом зависит от того

z разработка и внедрение типово-

сих пор официально не определи-

варианта построения, который бу-

го «эталонного» цифрового проекта;

лись с идеологией построения ар-

дет в итоге принят. А учитывая, что

z разработка и внедрение норма-

хитектуры цифровой подстанции

специалисты РЗА и область релейной

тивно-технической документации

(ЦПС), так как перед выполнением

защиты достаточно консерватив-

с требованиями к проектированию

проектной документации требуется

ны, а их профессиональные навыки,

цифровых ПС, структурам ЛВС;

рассмотреть девять различных ва-

принципы и опыт работы обеспечи-

z наработка типовых проектных ре-

риантов построения ЦПС с оценкой

вают высокую надежность электроу-

шений, пилотных внедрений и опыта

капитальных затрат и надежности в

становки и электрической сети, важ-

эксплуатации ЦПС.

части вероятности безотказной ра-

но не устраивать в этой сфере рево-

люций, а последовательно двигаться

по эволюционному пути цифровиза-

В идеале, необходимо создать и принять единое типовое

ции электроэнергетики.

решение на каждый класс напряжения для всех дочерних

В идеале, необходимо создать

компаний ПАО «Россети», которое можно будет мульти-

и принять единое типовое решение

плицировать во все объекты строительства и рекон-

на каждый класс напряжения для

струкции, создать учебный полигон, и на его базе обучать

всех дочерних компаний ПАО «Рос-

специалистов сетевых организаций для выработки необ

сети», которое можно будет мульти

-

-

ходимых компетенций и повышения квалификации.

плицировать во все объекты строи-

тельства и реконструкции, создать

учебный полигон, и на его базе обу-

чать специалистов сетевых органи-

Но самое главное – у конечного за-

боты. Уже после выбора варианта

заций для выработки необходимых

казчика должно выработаться пони-

построения ЦПС актуальные вопро-

компетенций и повышения квали-

мание того, какой эффект дает при-

сы проектирования не завершают-

фикации. Именно такое решение, по

менение технологии ЦПС. Пока что

ся, так как появляются новые, в том

нашему мнению, обеспечит эффек-

на местах задача цифровизировать

числе согласование, работы систем

тивное развитие цифровой энерге-

«все и ся» стоит как указание сверху 

и устройств различных интеграто-

тики в России.

34

ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ digitalsubstation.com

Дополнительно хотелось бы об-

нию возникающих проблем, поэто-

По сути, сейчас производители

ратить внимание на недостаточность

му реализуемые в настоящий момент

устройств РЗА целиком предлага-

нормативной базы и каких-либо ру-

проекты являются, скорее, экспери-

ют структуру ЦПС (в части передачи

ководящих указаний по проектиро-

ментальными (или, как их принято

данных) с учетом функциональных

особенностей своего оборудования.

Например, сеть «шина процесса» ис-

В нормативах МЭК 61850 нет методик расчета нагрузки

пользуется только для передачи ана-

логовых значений тока и напряжения

на сети «шина процесса» и «шина подстанции». По сути,

(SV-потоки).

сейчас производители устройств РЗА целиком предлагают

4. Заказчик не умеет обрабатывать

структуру ЦПС (в части передачи данных) с учетом функ-

SSD-файлы (и тем более SCD), т.к. это

циональных особенностей своего оборудования. Например,

тема для него является новой. Поэто-

сеть «шина процесса» используется только для передачи

му реакция была соответствующей.

аналоговых значений тока и напряжения (SV-потоки).

5. Требуется усовершенствование

в части «прозрачности» применения

норматива для проектировщика – ти-

ванию ЦПС, разработанных по ини-

называть, «пилотными»), содержащи-

повые расчеты нагрузки на ЛВС, обо-

циативе сетевых организаций и со-

ми большое количество нетиповых

значения сигналов и т.п. доступности

держащих конкретные требования

решений. Следствие этого – возник-

программных продуктов для созда-

по цифровизации электроэнергети-

новение серьезных рисков при стро-

ния SSD- и SCD-файлов 

ческих объектов. Вследствие этого

ительстве и эксплуатации объектов

не представляется возможным унифи-

цифровизации 

кация и обоснование технических ре-

шений при реализации проектов ЦПС.

Иными словами, итоговый результат

при выполнении проекта зависит

только от компетенции и опыта проек-

тировщика в данном вопросе, а пред-

усматриваемые технические решения

Ольга Абросимова

зачастую требуют творческого подхо-

Михаил Шемякин

Главный специалист ОРЗА

да и не подкреплены требованиями

Инженер отдела АСУиИТ

ООО «Альянсэнергостройпроект»

нормативных документов, как раз

ООО «ВЭК», Самара

таки по причине отсутствия таких

1. Мы впервые сталкиваемся с раз-

требований.

1. В рамках компании ООО «ВЭК»

работкой цифровой ПС «Выездное».

Ряд нормативных документов,

имею опыт разработки ЦПС около

Для нас, релейщиков, это доволь-

содержащих требования и конкрет-

года.

но-таки сложно. И пока мы дошли

ные рекомендации по реализации

2. Для разработки файлов SCD

только до проекта.

ЦПС, еще находятся в стадии разра-

и SSD имеем опыт использования

2. В настоящее время никаких

ботки, ряд документов (такие как,

ПО «SCT Tool», тестирования – ПО

программных инструментов у нас

например, «Концепция Цифровая

«Atlan Designer».

нет. SSD-файл нам помог сделать

трансформация 2030» ПАО «Россе-

3. Нет конкретной нормативной

завод-изготовитель систем АСУ ТП.

ти») содержат описание основных

документации для обозначения сиг-

3. Основная проблема – нет нор-

направлений развития цифрови-

налов GOOSE-сообщений срабаты-

мативного регулирования, типовых

зации, но не ограничивают вариа-

вания разных ступней защит и т.п.

решений. Заказчик сам пока в ступо-

тивность подходов для достижения

Решение, считаю, в добавлении об-

ре, не понимает, как сделать лучше.

итогового результата. Все вышеупо-

ласти «prefix’а» для разных ступеней

4. Замечаний практически нет, по-

мянутое свидетельствует о том, что

защит. Возможно, для данной цели

скольку, как было сказано выше, все

в настоящий момент у сетевых ор-

использовать «профиль» стандарта

еще плохо ориентируются в этом.

ганизаций отсутствует четкое пони-

МЭК-61850 ПАО «Россети», но его нет

5. Сейчас наш заказчик приоста-

мание и представление о том, как

в открытом доступе.

новил работы по проектированию

именно должна выполняться цифро-

В нормативах МЭК 61850 нет ме-

цифровой ПС до выхода норм по циф-

визация объектов электроэнергетики,

тодик расчета нагрузки на сети «Шина

ровым ПС. В общем, мы пока тыкаем-

отсутствуют общие подходы к реше-

процесса» и «Шина подстанции».

ся как слепые котята 

digitalsubstation.com ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

35

ТЕМА НОМЕРА

СИНХРОНИЗАЦИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

В ИНФРАСТРУКТУРЕ ЦПС

ны (тока или напряжения), маркиро-

10–20 нс. Погрешность часов сервера

ванное временем. Большое значение

времени относительно часов спут-

при этом имеет не только точность

никовой группировки при использо-

измерения величины, но и точность

вании профессионального оборудо-

маркирования временем. Для опре-

вания, учитывающего все поправки,

деления точности маркирования

может быть уменьшена до 50 нс. Она

данных временной меткой нужно

будет зависеть также от метеоусловий

Олег Большаков

проследить процесс маркирования

и числа видимых спутников.

Главный метролог ПАО «ФСК ЕЭС»

временем результата измерения

Для синхронной работы обору-

и временных погрешностей от спут-

дования на одной ЦПС погрешность

На подстанциях ПАО «ФСК ЕЭС»

никовой группировки и до факта по-

сервера времени относительно еди-

реализовано много различных си-

зиционирования единичного отсчета

ного времени не имеет значения, по-

стем, отслеживающих и регулирую-

в SV-потоке терминала.

тому что все терминалы одной ЦПС

щих технологические процессы соб-

Общая погрешность будет скла-

синхронизутся одним сервером вре-

ственно транспорта электроэнергии

дываться из следующих факторов:

мени. Поэтому, погрешность изме-

и сопутствующих технологических

1. Погрешности синхронизации

рения активной и реактивной мощ-

процессов – диагностики, ведения ре-

сервера времени 1 с единым вре-

ностей, вычисляемых по измерени-

жима ОИК, различных защит обору-

менем (системы GPS, ГЛОНАСС и по-

ям напряжения и тока на одной ПС,

дования, учет электроэнергии, опре-

грешность синхронизации с ними);

не зависит от рассинхронизации

деление места повреждения, фазовые

2. Погрешности ежесекундной

сервера времени с единым време-

измерения напряжения, измерение

синхронизации внутренних ча-

нем. Но при сравнении фазовых из-

параметров качества электроэнергии

сов терминалов сервером времени

мерений напряжения, поступающих

и т.д. Требования к анализируемым

на ЦПС 2;

с разных подстанций, взаимная син-

временным интервалам, синхрони-

3. Погрешности организации

хронизация серверов времени внесет

зации и точности измерений для

сетки времени 3 из 14 400 пози-

свой вклад в погрешность опреде-

вышеозначенных задач определены

ций между секундными отсчетами

ления сдвига фаз. Это скажется на

для обычных аналоговых подстанций

(определяется внутренними часами

системах фазовых измерений СМПР

и различаются на порядки. Опреде-

терминала и алгоритмом подстройки

и системах определения места по-

лить требования к ЦПС, при которых

сетки времени);

вреждения, работающих по обоим

будут реализованы параметры хуже,

4. Временная погрешность вы-

концам линии. Впрочем, как пока-

чем для аналоговой ПС – шаг назад,

полнения измерения 4 по отно-

зывает оценка, величину этой по-

поэтому можно принять, что требо-

шению к сетке времени терминала

грешности (1) можно оценить не

вания к синхронизации измерений на

(14 400 точек между секундными син-

превышающей 100 нс, что значи-

ЦПС должны быть не хуже, чем на ана-

хронизациями).

тельно меньше допустимых сдвигов

логовых ПС.

Погрешность 1 определяется по-

фаз в аналоговых ТН на классических

В литературе и утвержденных

грешностями часов на спутниках от-

подстанциях. Это значение, как тех-

зарубежных и отечественных стан-

носительно мирового времени, по-

нически вполне реализуемое на со-

дартах уделяется большое внимание

грешностью позиционирования спут-

временной аппаратной базе, можно

возможностям различных синхро-

ников в пространстве, погрешностями

узаконить в виде задаваемого и кон-

низирующих протоколов, но часто

длины пути в ионосфере и тропосфе-

тролируемого параметра при постро-

обеспечение синхронизации зависит

ре, а также погрешностями астраль-

ении ЦПС.

от загрузки сети, нормированных за-

ных факторов (например, замедление

Погрешности синхронизации

держек, вероятности потерь инфор-

вращения Земли). На все эти влия-

2 – 4 вносят вклад в рассинхро-

мации и т.д. Кроме того, необходимо

ющие факторы вводятся поправки,

низацию терминалов между собой на

проследить всю цепочку синхрониза-

передаваемые от спутников назем-

одной ЦПС и в несинхронность вы-

ции до результата. Результат – еди-

ному приемнику, и общие погрешно-

полнения любых измерений, выпол-

ничное измерение физической величи-

сти при этом в идеале не превосходят

няемых различными терминалами.

36

ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ digitalsubstation.com

Погрешность синхронизации 2

определяется способом синхрониза-

ции терминала с сервером времени

(выбор интерфейсов, скорости пе-

редачи и протоколов, а также рас-

стояниями) в пределах одной ЦПС.

Расстояния от сервера времени до

цифровых ТТ и ТН с расположением

электронных модулей на ОРУ может

достигать 2 км. При таких расстоя-

Рис. 1.

ниях самый простой метод синхро-

низации – по сигналу PPS создаст

лах 100 нс вполне достижима при не-

батывания устройства выборки хра-

огромную погрешность вследствие

больших затратах на оборудование.

нения АЦП) от реализованной в ТТ

задержки распространения электри-

Погрешность 3 определяется от-

и ТН сетки времени. Параметры до-

ческого сигнала по электрическому

клонением генерируемой в измери-

пустимой ошибки для погрешностей

кабелю такой длины (время соста-

тельных ТТ и ТН сетки времени для

3 и 4 определяются свойствами

вит 10 мкс для 2 км). Использование

выполнения измерений от идеаль-

конкретного средства измерения

такого механизма синхронизации

ного деления секундного интервала

и должны быть указаны в его спец-

допустимо для расстояний не более

на 14400 (число отсчетов). При самом

ификации (для ТТ, ТН и т.д.).

20 м (при этом задержка составит

распространенном алгоритме – гене-

Из приведенных рассуждений

около 100 нс). Оптические кабели,

рации сетки с автоподстройкой ча-

следует, что вполне (при умеренных

соединяющие электронные блоки

стоты, кратковременная погрешность

финансовых затратах) технически

ТТ на ОРУ и терминалы обработки

определяется квантом автоподстрой-

достижимой является рассинхрони-

прикладных задач при длине 200

ки генератора сетки, а долговремен-

зация измерений на уровне 0,5 мкс.

м создадут аналогичную задержку

ная (при пропадании синхронизации

Поэтому в стандартах ПАО «ФСК ЕЭС»

распространения световых сигналов

от сервера времени) определяется

установлено требование синхронно-

с учетом показателя преломления

стабильностью частоты встроенно-

сти измерений не хуже 1 мкс. Учи-

около 1нс/20см. Диапазон достижи-

го генератора. Квант автоподстройки

тывая, что период основной частоты

мых погрешностей синхронизации

частоты может иметь длительность

20 мс = 20 000 мкс = 360 = 360´60` =

при использовании протокола дву-

10–30 нс и кратковременная погреш-

= 21600`, получим, что задержка

стороннего обмена PTP v2 состав-

ность (достижимая точность автопод-

в 1 мкс эквивалентна угловому сдвигу

ляет по разным источникам от 1 мкс

стройки) будет иметь такую же вели-

1,08`. Следовательно, аналог требо-

до 20 нс, поэтому такой способ син-

чину. Долговременная относитель-

вания максимального допустимого

хронизации является наиболее эф-

ная стабильность генератора 3´10-8

фазового сдвига для аналогового ТТ

фективным на объектах ПАО «ФСК

и её температурная зависимость 10-9

класса 0,2S (10`) составит 9,25 мкс,

ЕЭС», учитывая их размеры и уда-

на градус Цельсия обеспечат работу

а для класса 0,1 (5`) эквивалентная

ленность измерительных трансфор-

с ошибкой синхронизации не более

задержка составит 4,6 мкс. Как вид-

маторов и терминалов различного

1 мкс в течение не менее 100 секунд

но, для ЦПС предельно допустимая

функционала. Конечно, достигнуть

без внешней синхронизации (даже

несинхронность измерений равная

на практике рассогласования часов

при резком изменении температуры

сумме погрешностей синхронизации

терминалов не более 20 нс – зада-

на 10С). Такая точность обеспечи-

по всем пунктам 1 – 4 и составляющая

ча дорогостоящая и технологически

вается, например, термостатирован-

1 мкс лучше значений, получаемых

трудная, но, судя по литературным

ным генератором ГК137-ТС, а ГК142-

для аналоговых подстанций приве-

данным, с применением аппаратной

ТС еще на порядок точнее. Этого вре-

дением угловой погрешности.

поддержки фиксации времени полу-

мени вполне достаточно для перехода

Конечно, приведенная норма до-

чения пакетов во всех устройствах

на синхронизацию от резервного сер-

пустимой рассинхронизации изме-

сетевой инфраструктуры и эффек-

вера времени с отклонением времени

рений обеспечивается только при

тивных механизмов фильтрации при

не более 100 нс.

тщательном выборе сервера времени,

обработке коррекции времени по-

Погрешность 4 определяется от-

сетевой инфраструктуры и средств

грешность синхронизации в преде-

клонением момента измерения (сра-

измерений 

О Б А В ТО Р Е :

Олег Большаков // Главный метролог ПАО «ФСК ЕЭС».  Работал на разных должностях с 2010 года.  В 1979 году окончил

Физфак МГУ.  10 лет работал в институте физики АН в Молдавии.  9 лет руководил фирмой Exe-plus исполнявшей различные проекты

в энергетике в Молдове.  6 лет работал в Elster Metronica.

digitalsubstation.com ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

37

ТЕМА НОМЕРА

Первичные эталоны времени способны обеспечить отклонение частоты не более 10-14—10-15,

то есть ошибку не более 1 секунды за 30 млн. лет. А какие требования к точности синхронизации

с национальной шкалой времени предъявляются в системах автоматизации подстанций?

Что стоит за сухими цифрами технических требований, насколько они оправданы? Позволяют ли

заданные пределы синхронизации внутренних часов интеллектуальных электронных устройств (ИЭУ)

соотносить значения и события во времени настолько точно, насколько это необходимо для ведения

режимов в реальном времени, анализа текущих процессов, регистрации аварий, учета электроэнергии?

СИНХРОНИЗАЦИЯ ВРЕМЕНИ

НА ПОДСТАНЦИЯХ:

ТРЕБОВАНИЯ К ТОЧНОСТИ,

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ И МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ

го рынка»). Очевидно, что в случае

На примере многофункциональ-

применения традиционных средств

ного измерительного преобразова-

учета (микропроцессорные счетчи-

теля ЭНИП-2 проверим, насколько

ки) указанная погрешность не ока-

точно синхронизируется устройство

жет существенного влияния на объем

по SNTP, и с какой точностью фикси-

учтенной электроэнергии энергии за

руются события. Для этого соберем

расчетный период.

схему, изображенную на рис. 1.

Павел Сеитов

Требования к АСУ ТП ПС

С помощью блока коррекции

Начальник отдела технической поддержки

явно указывают (СТО 56947007-

времени осуществляется синхро-

ООО «Инженерный центр «Энергосервис»

29.240.10.256-2018), что точность

низация электронного устройства

синхронизации устройств должна

по протоколу SNTP. Через транзи-

быть не хуже 1 мс – такая точность

сторный ключ производится под-

нужна для фиксации меток времени

ключение выхода «PPS» блока кор-

событий (изменение состояния ком-

рекции времени к дискретному вхо-

мутационных аппаратов, сигналы

ду синхронизируемого устройства.

срабатывания защит и автоматики),

Таким образом, приблизительная

в меньшей степени – для измерений.

точность синхронизации устройства

Роман Плакидин

Для синхронизации времени в сети

рассчитывается как разность между

Ведущий инженер по метрологии

Ethernet АСУ ТП, как правило, ис-

меткой времени срабатывания дис-

ООО «Инженерный центр «Энергосервис»

пользуют протокол NTP (SNTP) или

кретного сигнала от «PPS» – сигна-

Рассмотрим, какие требования

синхронизацию по выделенным ли-

ла и меткой времени, полученной

предъявляются к точности синхрони-

ниям (PPS, IRIG).

синхронизируемым устройством по

зации часов ИЭУ, применяемых в ав-

NTP и его вариант SNTPv4

протоколу SNTP. Результат испыта-

томатизированных системах управ-

(Simple Network Time Protocol, RFC

ния представлен на рис. 2.

ления подстанций.

4330) обеспечивает точность поряд-

Фронт сигнала PPS составляет

АИИС КУЭ должна обеспечивать

ка 1–10 мс. Этого достаточно для

500 мс. Из результатов опыта видно,

синхронизацию времени от источни-

большинства интеллектуальных

что в ненагруженной трафиком сети

ка точного времени при проведении

электронных устройств, но гаран-

SNTP вполне уверенно обеспечивает

измерений количества электроэнер-

тировать более высокую точность

точность не хуже 1 мс.

гии с точностью не хуже ±5,0 с (При-

по NTP не представляется возмож-

Цифровая подстанция, а также си-

ложение 11.1 к «Положению о порядке

ным из-за непредсказуемых сете-

стемы мониторинга переходных ре-

получения статуса субъекта оптово-

вых задержек.

жимов (СМПР) повышают требование

38

ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ digitalsubstation.com

до микросекундной точности синхро-

низации устройств сопряжения с ши-

ной процесса. В целом для ЦПС при-

нято считать, что устройства уровня

подстанции должны быть синхро-

низированы с точностью до 1 мс, а

устройства, работающие на шину

процесса (генерация SV потоков),

должны быть синхронизированы с

точностью до 1 мкс (СТО 56947007-29.240.10.265-2019 «Общие требова-

ния к метрологическому контролю

измерительных каналов ЦПС», СТО

Рис. 1. Схема проверки точности синхронизации и фиксации меток времени в ЭНИП-2

59012820.29.020.011-2016 «Релейная

защита и автоматика. Устройства

GPS/ГЛОНАСС. PTPv2 позволяет

чально был описан в документе IEEE

синхронизированных векторных изме-

точно учитывать задержку распро-

C37.238-2011. При разработке серии

рений. Нормы и требования»).

странения пакетов в сети Ethernet.

стандартов IEC 61850 был представ-

Для обеспечения такой точности

При построении сети применяются

лен профиль Power Profile Utility в

также могут использоваться выде-

Ethernet-коммутаторы с поддерж-

документе IEC/IEEE 61850-9-3:2016.

ленные каналы (по протоколам IRIG

кой PTP, так называемые прозрач-

Не так давно вышла новая редакция

и сигналам PPS), но IEC/IEEE 61850-9-3

ные часы. Прозрачные часы добав-

профиля Power Profile для электроэ-

предлагает более эффективный и удоб-

ляют свои метки времени в PTP-

нергетики – IEEE C37.238-2017 при-

ный способ – синхронизации по сети

пакеты на входе и выходе. С этого

званная решить проблемы совме-

Ethernet c применением протокола

момента время пребывания пакета

стимости первой редакции Power

PTPv2 (IEEE 1588—2008).

внутри коммутатора рассчитывает-

Profile с Power Profile Utility.

PTPv2 использует сеть Ethernet

ся и добавляется в поле соответству-

В оборудовании тот или иной

и топологию главного-подчиненно-

ющего пакета данных или последу-

профиль может явно задаваться

го устройства, в которой все под-

ющее сообщение.

в настройках или назначаться пу-

чиненные часы синхронизируются

PTP довольно общий стандарт,

тем настройки отдельных параме-

от единых для всех часов, называ-

конкретизировать который при-

тров. Т.е. при построении сети c PTP

емых гроссмейстерскими (их мо-

званы специальные профили, раз-

в соответствии с определенным про-

жет быть несколько в сети). Грос-

работанные для разных отраслей.

филем нужно обращать внимание

смейстерские часы обычно син-

Профиль для электроэнергетики,

на подробности реализации PTP

хронизируются от приемников

названный Power Profile, первона-

в применяемых устройствах.

Рис. 2. Оценка точности синхронизации ЭНИП-2 по меткам в журнале событий

digitalsubstation.com ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

39

ТЕМА НОМЕРА

ности синхронизации, то выборки

будут сдвигаться все вместе (т.е. из-

меренные значения будут сдвину-

ты относительно реальной кривой

оцифрованного сигнала на одина-

ковое время).

Традиционные электромагнит-

ные трансформаторы тока и напря-

жения подключены непосредственно

к измерительным приборам (терми-

налам, IED), измерительная инфор-

мация от ТТ и ТН поступает в реаль-

ном времени процесса. На цифровой

подстанции измерительная инфор-

мация передается только в цифро-

вом виде, а значит, чтобы сопоста-

Рис. 3. Структурная схема синхронизации устройств по локальной сети с поддержкой PTPv2

вить полученные SV от разных ПАС,

Стандарт на объединяющие

вых сигналов (ПАС) возможна толь-

требуется, как минимум, синхрони-

устройства (преобразователи ана-

ко косвенная оценка, в частности,

зировать их внутренние часы (при-

логовых сигналов) IEC 61869-9

по погрешности преобразования аб-

вязать к одной системе отсчета – на-

(п.6.904.1) уточняет:

солютного угла.

пример, к всемирному координиро-

«Объединяющее устройство

Обычно легитимность системы

ванному времени UTC).

(merging unit) может использовать

синхронизации времени основыва-

В ПАС необходимо запускать

(для синхронизации часов) один им-

ется на параметрах применяемого

АЦП в моменты времени, строго

пульс в секунду (1PPS) или PTP. В лю-

источника синхронизации. Т.е. мы

соответствующие выбранному зна-

бом случае точность синхрониза-

применяем сертифицированный

чению SV, а затем маркировать из-

ции времени (средняя ошибка от-

источник времени (средство измере-

мерения (SmpCnt). В таком случае

носительно абсолютного времени),

ния), а фактическую оценку точности

ПАС будут делать выборки в услов-

как ожидается, будет лучше, чем

синхронизации времени в устрой-

но одинаковые моменты времени

±1 мкс».

ствах определяем косвенно, зача-

(с погрешностью синхронизации).

Т.е. использование протокола PTP

стую без возможности получения

Однако передаваемые выборки до-

и его Power Profile, при соблюдении

конкретных цифр.

ставляются до подписчиков SV с за-

требований к организации сети, по-

В случае с PTP мы уже можем про-

держками, определяемыми быстро-

зволяет утверждать, что точность ме-

верить работу системы синхрониза-

действием ПАС, характеристиками

ток времени на входе устройства бу-

ции и связанной с ней сетевой ин-

и режимом работы локальной сети.

дет не хуже, чем ±1 мкс.

фраструктуры, используя эталонные

Устройства, подписанные на SV, упо-

Таким образом, применение PTP

приемники протокола PTPv2 с выхо-

рядочивают полученные значения

для синхронизации источников SV –

дами PPS, но об этом ниже.

по значению SmpCnt, тем самым

это задача правильного проектиро-

Для начала определим, какие по-

«восстанавливают» во времени кри-

вания и настройки сети (количество

грешности могут быть при проблемах

вые потоков друг относительно дру-

коммутаторов, топология, количество

с определением времени выборки (SV,

га. Ошибка синхронизации времени

гроссмейстерских часов и т.д.), а так-

sampled values). Например, для SV256

ПАС в 1 мкс соответствует абсолют-

же безусловной поддержки всеми се-

замена значения выборки на сосед-

ной погрешности равной 1,08 угло-

тевыми устройствами выбранного

нюю в случайном порядке дает по-

вых минут.

профиля PTP, например Power Profile.

грешность по RMS до 0,25 %. Это рав-

Таким образом, точность син-

Только в этом случае гарантирована

нозначно отклонению времени изме-

хронизации времени в устройствах

точность не хуже ±1 мкс.

рений на величину от минус 78,125

ПАС напрямую влияет на их угло-

Попробуем разобраться – поче-

мкс до плюс 78,125 мкс.

вую погрешность, от которой в свою

му для ЦПС важна 1 мкс? Как мож-

Такое поведение СИ оказывало

очередь зависит измерение мощно-

но проверить такую точность син-

бы заметное влияние на амплитуду

сти, учет электроэнергии, точность

хронизации времени в оконечном

гармоник высокого порядка. Одна-

векторных измерений в устройствах

устройстве?

ко описанная ситуация чисто тео-

подписчиках SV.

Предварительно выскажем мне-

ретическая. Фактически же, если из-

Стандарт IEC 61869-9 устанавли-

ние – для преобразователей аналого-

мерения будут отставать из-за точ-

вает требование – при потере син-

40

ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ digitalsubstation.com

хронизации ПАС должен выдавать

SV с точностью 1 мкс в течение 5 се-

кунд. Переход с одних гроссмейстер-

ских часов на другие, как правило,

занимает не более 3 секунд (3 интер-

вала announce frame). Согласно вы-

шеуказанному требованию на время

перехода ПАС продолжит выдавать

SV без ухудшения качества синхро-

низации потока.

Заметим, что точность в 1 мкс ис-

ключительно важно именно для пу-

бликаторов SV, а для приемников SV

(счетчики, устройства контроля пара-

метров качества, РЗА, РАС) достаточ-

но синхронизации с точностью 1 мс

(например, NTP), т.к. сам поток SV уже

несет информацию о времени в пре-

делах 1 секунды (SmpCnt). Точность

Рис. 4. Схема проверки локальной сети с поддержкой PTPv2

в 1мс достаточна для формирования

меток времени в журналах событий.

Вследствие вышесказанного ло-

гично, что в процессе наладки и

сдачи в эксплуатацию цифровой

подстанции следует уделять особое

внимание проверке системы син-

хронизации времени. Для этого на

исследуемом участке сети (напри-

мер, на самом удаленном, находя-

щимся за максимальным количе-

ством коммутаторов от гроссмей-

Рис. 5. Результат измерения абсолютной погрешности синхронизации

стерских часов) необходимо принять

сигнал PTP и сравнить с эталонным

Заметим, что источники SV (ПАС),

вой погрешности напряжения требу-

значением всемирного координиро-

как правило, не имеют выхода PPS,

ется уложиться в 10 угловых минут.

ванного времени:

поэтому определить погрешность

Это значение включает и возможную

z использовать эталонное устрой-

синхронизации в этих устройствах

погрешность синхронизации, которая

ство с приемником GPS\ГЛОНАСС,

напрямую невозможно.

при требовании к точности синхро-

которое также может принять PTP

Обратимся к стандарту на устрой-

низации 1 мкс (1,08 угловых мину-

сигнал и определить погрешность

ства сопряжения IEC 61869-13, кото-

ты) составляет 1,08 % от общей по-

синхронизации;

рый в п. 5.6 поясняет: «Требования

грешности.

z использовать эталонное устрой-

к точности SAMU (ПАС) напрямую

ство с приемников GPS\ГЛОНАСС

включают все погрешности, связан

Выводы

-

и импульсным выходом (PPS), устрой-

ные с синхронизацией времени».

Синхронизация времени чрез-

ство преобразователь сигналов PTP

Т.е. угловая погрешность напрямую

вычайно важна для обеспечения

в PPS и осциллограф для сравнения

зависит от погрешности синхрони-

точности измерения на цифровых

двух сигналов PPS.

зации времени и, следовательно,

подстанциях.

Если точность синхронизации

судить о точности синхронизации

Оценка точности системы син-

в результате проверки окажется не

устройства можно только косвенно –

хронизации времени может быть

хуже 1 мкс, можно сделать вывод,

по угловой погрешности.

осуществлена с помощью эталон-

что сеть организована и настроена

IEC 61869-13 устанавливает раз-

ных приемников сигналов синхро-

правильно. Если в дальнейшем сеть

личные классы точности для измери-

низации с импульсными выхода-

не будет перестроена, то можно до-

тельных каналов тока и напряжения.

ми и должна проводиться в рам-

пустить, что со временем точность

Например, для такого распространен-

ках приемо-сдаточных испытаний

синхронизации не изменится.

ного класса точности, как 0,2, по угло-

системы 

digitalsubstation.com ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

41

«ЧТОБЫ БЫТЬ В АВАНГАРДЕ

ТЕХНОЛОГИЙ, НУЖНО ДЕЛАТЬ

ВКЛАД В ИХ РАЗВИТИЕ,

И ЭТО МОЖНО СДЕЛАТЬ ЧЕРЕЗ

СТАНДАРТИЗАЦИЮ»

42

ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ digitalsubstation.com

ИНТЕРВЬЮ

Кристофер Брюннер

Александр Головин

Кристофер Брюннер — общепризнанный эксперт,

стоявший у истоков разработки стандарта МЭК 61850.

В очередном эпизоде проекта «Большая энергетика»,

спродюссированного компанией «Теквел»,

у технического директора Александра Головина

представилась возможность пообщаться с ним.

Наш журнал публикует их беседу.

Александр Головин: Кристоф,

вольтного аналогового сигнала или

АГ: Что представляет собой

спасибо за возможность

какого-либо другого. И именно тогда

рабочая группа в целом?

встретиться с вами.

родилась идея разработки коммуни

Сколько людей участвовало

-

Кристофер Брюннер: Всегда рад.

кационного сервиса Sampled Values.

в создании исходной серии

С другой стороны, возникла идея

стандарта МЭК 61850?

АГ: МЭК 61850 — это первый

замена проводных электрических

КБ: Мы приступили к разработ-

стандарт, представивший что-то связей, например, в схемах релей- ке стандарта тремя рабочими груп-

новое для релейной защиты

ной защиты и автоматики, на новый

пами. У нас были рабочие группы

и автоматики, прежде всего,

способ информационного обмена –

десять, одиннадцать и двенадцать.

передачу данных согласно

и им стал сервис GOOSE. Идея же раз-

Так, рабочая группа десять отвечала

коммуникационным сервисам

работки GOOSE изначально родилась

за системные аспекты. Рабочая груп-

GOOSE и Sampled Values. Была

не в рамках Международной Электро-

па одиннадцать – за то, что мы тогда

ли такая идея изначально?

технической Комиссии, она принад-

называли шиной станции, а рабочая

И кто ее выдвинул?

лежит организации UCA 2.0, работав-

группа двенадцать – за так называе-

КБ: Я бы не сказал, что мы задума-

шей в США.

мую шину процесса. В каждой груп-

ли это изначально, когда приступили

пе было от тридцати до пятидесяти

АГ: И все-таки интересно,

к разработке стандарта МЭК 61850.

человек.

работу по разработке сервиса

Была идея стандартизировать комму-

GOOSE курировали специа-

никационные интерфейсы, которые

АГ: В каком году все началось?

листы по релейной защите

могли бы быть использованы при ре-

КБ: Официально в 1995 году. До

и автоматике или это были

ализации автоматизированной систе-

этого существовала специальная ра-

специалисты АСУ ТП?

мы управления подстанцией. Основ-

бочая группа в 94-95 годах, если не

ная идея состояла в стандартизации

КБ: Полагаю, что сервис GOOSE

ошибаюсь. Она носила исследова-

того, что мы уже имели. Затем начали

разрабатывали, в основном, специа-

тельский характер, и было предложе-

получать развитие нетрадиционные

листы по релейной защите и автома-

но создать три рабочих группы, что-

измерительные преобразователи.

тике. Но, как я говорил, эта идея была

бы углубиться в эту тему. В ноябре

И они требовали наличия нового типа

первоначально выдвинута в рамках

2005 года у нас была первая встреча

выходного сигнала, например, низко-

организации UCA в США.

в Бадене, в Швейцарии.

digitalsubstation.com ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

43

ИНТЕРВЬЮ

АГ: У нас в России большин-

группу одиннадцать. Позже я сменил

подстанций, и параллельно были две

ство считает, что МЭК 61850

работу, перешел в компанию ABB, где

другие отрасли, которым нужна была

был специально разработан

занимался разработкой коммуника-

стандартизация некоторых элемен-

основными производите-

ционной архитектуры в части сопря-

тов. Гидроэнергетики также заин-

лями в их собственных инте-

жения с первичным оборудованием,

тересовались МЭК 61850. Так же как

ресах для того, чтобы выйти

в том числе с измерительными транс-

и модели для распределенных энер-

на местные рынки, например,

форматорами тока и напряжения. Тог-

горесурсов. Оба процесса начались

на российский. Чья это была

да я стал руководителем рабочей груп-

в 2004-м году. Когда мы, с одной сто-

инициатива на самом деле?

пы двенадцать, которая отвечала за

роны, объединили рабочие группы

КБ: Инициатива была выдвинута

разработку шины процесса. Тогда мы

десять, одиннадцать и двенадцать для

в 1993 году Немецким национальным

и создали коммуникационный сер-

дальнейшей поддержки стандарта,

комитетом, за которым стояли немец-

вис Sampled Values. Как только пер-

мы создали две новые рабочие груп-

кие энергетические предприятия. Тог-

вая редакциях стандарта МЭК 61850

пы семнадцать и восемнадцать, что-

да состоялось пленарное заседание

приобрела более-менее законченный

бы работать с другими областями

Tехнического Комитета Пятьдесят

вид в 2004 году, было решено объеди-

применения. К тому же до этого ин-

Семь (ТК57) в Сиднее, где это предло-

нить рабочие группы десять, одиннад-

дустрия ветряной энергии уже начала

жение было высказано впервые. За-

цать и двенадцать в одну для завер-

адаптировать эту концепцию к сво-

тем мы создали специальную рабочую

шения работы над первой редакцией

им стандартам серии 61400. Так, они

группу для проработки данного вопро-

и последующей поддержки стандарта.

использовали принципы стандарта

са. Но изначальный запрос исходил от

Тогда я стал руководителем рабочей

61850, но с небольшими отклонения-

конечных пользователей, энергетиче-

группы десять. Из трех руководите-

ми, уйдя на пару шагов вперед. А тог-

ских предприятий Германии.

лей групп десять, одиннадцать и две-

да координация была не идеальной.

надцать только я продолжил активное

В первую очередь, они использовали

АГ: В этих группах были

участие в работе над стандартом.

старые серии стандартов и некоторые

производители или предста-

концепции отличались.

вители производителей?

АГ: И все это время вы уча-

КБ: Когда мы создали рабочие

ствовали в разработке стан-

АГ: А если обратиться

группы, их членами были, в основ

дарта МЭК 61850. Что вы

к прогнозам на будущее, что

-

ном, производители. И несколько

считаете самыми важными

придет на смену МЭК 61850?

энергетических предприятий. Но ра

шагами на этом пути?

Какие ключевые улучшения

-

уже видны?

КБ: В текущей работе много усилий

направлено на улучшение инженер-

Инициатива по разработке МЭК 61850 стоит за немец-

ной совместимости. И в первоначаль-

кими сетевыми компаниями.

ной нашей работе по стандарту 61850

акцент был сделан на связи. И немно-

го на семантических моделях, которые

бота в этих группах в целом осущест-

КБ: Я думаю, особенно важным

были нами представлены по-новому.

влялась производителями и консуль-

решением был выход за рамки под-

Я думаю, действительно значимым

тантами. Что естественно, поскольку

станций, это случилось около 2003–

шагом будет введение того, что мы

представителям энергетических ком-

2004 года. Начальные рамки работ

тоже делали изначально – внедрение

паний трудно выезжать за пределы

по стандарту 61850 были ограниче-

SCL. Ведь в то время мы еще не имели

своей страны. Поэтому у нас в груп-

ны подстанцией, поскольку были

реального опыта в этом вопросе, это

пах были в основном производители

другие стандарты МЭК, например,

было совершенно новым направле-

и консультанты.

серия 60870-5 для связи с центром

нием в отрасли. Мы поняли, что, хотя

управления. Существовали и другие

концепции были хорошо разработа-

АГ: А как вы стали участво-

стандарты, описывавшие коммуни-

ны, способов их использования раз-

вать в работе над МЭК 61850?

кации между подстанциями. Но где-

ными поставщиками и посредством

КБ: Я тогда работал в Landis+Gir,

то в 2003–2004 годах Швейцарский

разных технических средств все еще

швейцарской компании, которая раз-

национальный комитет запланиро-

было довольно много. То есть на са-

рабатывала SCADA системы. И они де-

вал два новых направления и пред-

мом деле стандарт не дотягивал до

легировали меня в качестве эксперта

ложил выйти за рамки подстанций.

уровня, которого мы ожидали.

по шине станции. Сначала в специаль-

Именно тогда мы расширили сферу

За последние 5–8 лет мы получа-

ную рабочую группу, затем в рабочую

использования. Сначала для связи вне

ли обратную связь от пользователей,

44

ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ digitalsubstation.com

таких как ENTSO-E – Европейская

сеть операторов и систем передачи

электроэнергии. Мы посвятили много

времени улучшению этих аспектов.

И до сих пор посвящаем, чтобы улуч-

шать инженерные характеристики.

АГ: А энергокомпании

по всему миру действительно

проектируют при помощи SCL?

КБ: Еще не так много энергоком-

паний сами делают проектирование.

Сегодня в большинстве случаев ис-

пользования МЭК 61850 речь идет

о проектировании подстанции по-

ставщиком под ключ или в некоторых

случаях системными интеграторами.

В случае проектирования поставщи-

ками, в зависимости от имеющихся

у них средств, многие из них исполь-

чим проектированием с использова-

КБ: Определенно, на рынке есть

зуют в разработке SCL в полном объ-

нием языка SCL. Мы хотим расширить

несколько программных инструмен-

еме. Иногда он используется с упро-

охват спецификации системы, чтобы

тов, и они достаточно прогрессив-

щениями, что, как правило, дорого

иметь возможность специфицировать

ные. Полагаю, что такой рынок есть,

обходится впоследствии. По примеру

не только функции, но и информаци-

но пока на нем не так много разных

членов Европейского сообщества опе-

онный обмен между ними. Так, чтобы

поставщиков. Не стоит также наде-

раторов магистральных сетей в обла-

энергокомпании могли использовать

яться, что на нем появятся десятки

сти электроэнергетики ENTSO-E все

подобную спецификацию в качестве

поставщиков, поскольку это в целом

больше и больше энергокомпаний по-

технического задания на проектиро-

ограниченный рынок, а разработка

гружаются в использование стандар-

вание, не привязываясь к каким-то

таких инструментов требует боль-

та МЭК 61850 и хотят осуществлять

конкретным техническим решениям-

ших инвестиций. Но уже сейчас есть

проектирование самостоятельно.

Помимо этого, наличие такой специ-

несколько доступных инструментов,

И они смотрят в сторону доступных

фикации может предоставить энер-

которые можно использовать.

программных инструментов, кото-

гокомпаниям возможность исполь-

рые могут использоваться для реше-

зовать программные симуляторы для

АГ: Команды, которые раз-

ния этой задачи.

проверки предусмотренных техниче

рабатывают эти инструменты,

-

ских решений перед тем, как разы

работают с электросетевыми

-

АГ: И эти энергокомпании

грывать конкурс на проектирование

компаниями? Может быть,

выдвигают такие требования — и поставку. Именно эти возможности с европейскими или амери-

разрабатывать файлы SSD и SCD мы и исследуем в упомянутой работе. канскими энергокомпаниями?

в соответствии со стандартом?

Есть такой опыт?

КБ: Да, они это делают. Файлы SCD

АГ: В России проектирование

КБ: Примеры такого взаимодей-

точно используются и предъявляются

осуществляется, в основном,

ствия есть. Не буду называть эти ин-

соответствующие требования. Разра

независимыми компаниями,

-

струменты, чтобы не делать никому

ботка спецификации системы в виде

по договору с энергокомпани-

рекламу. Некоторые из них разрабо-

файла SSD пока еще не так распро

ями. У нас также есть требова-

-

таны на основе обратной связи, по

странена. Сейчас в Европе реализуется

ния, согласно которым файлы

итогам совместной работы с про-

интересная научно-исследовательская

SSD и SCD должны разрабаты-

ектными организациями и энерго-

работа под названием OSMOSE, при

ваться при проектировании.

компаниями. От проекта к проекту

участии нескольких энергокомпаний

И основной вопрос от проект-

в инструментах реализуются новые

и поставщиков оборудования, в рам

ных организаций: какие про-

-

функции. Все это стимулируется тре-

ках которой мы проводим исследова

граммные инструменты сле-

-

бованиями конечных пользователей.

ние в части реализации полноценного

дует использовать? На ваш

процесса проектирования – начиная

взгляд, рынок готов обеспечить

АГ: Тогда последний вопрос

со спецификации и заканчивая рабо

нас такими инструментами?

по электронной проектной

-

digitalsubstation.com ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

45

ИНТЕРВЬЮ

документации в формате

АГ: Один из актуальней-

ся. Мне, к примеру, известны некото-

языка SCL: по вашему мне-

ших вопросов: что вы счита-

рые поставщики, которые «оцифрова-

нию, каков основной эффект

ете цифровой подстанцией?

ли» комплектные распределительные

от использования электрон-

Есть ли у вас какое-либо уни-

устройства с элегазовой изоляцией не

ных проектов согласно стан-

версальное определение?

просто на уровне команд и сигналов

дарту МЭК 61850 для энер-

КБ: Этот вопрос аналогичен вопросу

коммутационных аппаратов, но также

гокомпаний? Что это может

о Smart Grid. Если вы спросите 10 инже-

и в части измерения других параме-

дать им в конечном итоге?

неров, вы, вероятно, получите 11 отве-

тров, например, плотности газа, но не

КБ: Зависит от того, как устро-

тов. Некоторые считают подстанцию

ограничиваясь этим. Все оборудование

ен процесс проектирования. Когда

цифровой при наличии систем пере-

интегрируется в систему управления.

энергокомпании не выполняют про-

дачи данных, при использовании ми-

Полагаю, что RTE имеет одну из таких

ектирование самостоятельно, элек-

кропроцессорных устройств релейной

подстанций в уже готовом виде. Но, как

тронная проектная документация по-

защиты. Другие – при наличии полно-

я уже сказал, в основном энергоком-

пании находятся на стадии, когда они

только начинают задумываться о реа-

лизации цифровой подстанции.

На текущий момент я не вижу технологии, которая станет

заменой стандарта МЭК 61850 в отношении подстанций.

АГ: А какой из проектов,

в котором вы участвовали,

произвел на вас наибольшее

зволяет им, в конечном счете, иметь

масштабной шины процесса, исполь

впечатление?

-

представление о том, как работает си-

зовании преобразователей аналого-

КБ: Есть пара интересных проек-

стема. Позднее, в процессе эксплу-

вых и дискретных сигналов и, соответ-

тов, правда, правда, я был задейство-

атации, они могут применять стан-

ственно, коммуникационных сервисов

ван не во всех. Один интересный проект,

дартные подходы к обслуживанию

Sampled Values и GOOSE. Не думаю, что

в котором я участвовал, не был связан

системы, основанные на этой доку-

существует однозначный ответ. По-мо-

с реализацией полноценной цифровой

ментации. Энергокомпании стано-

ему, когда мы говорим о цифровой под-

подстанции. Это проект модернизации

вятся независимыми от поставщиков

станции, большинство людей чаще все-

вторичного оборудования на одной из

оборудования, сохраняя возможность

го имеет в виду подстанцию, на которой

подстанций в Нью-Йорке, принадлежа-

в любой момент заменить одного по-

сопряжение с первичным оборудовани-

щей компании ConEd. Они модернизи-

ставщика на другого и интегрировать

ем осуществляется в цифровом форма-

руют подстанцию, которая имеет восемь

их в ранее разработанный проект.

те, по шине процесса.

высоковольтных фидеров, включенных

Они имеют возможность масштаби-

по схеме многоугольника, с большим

ровать проект при необходимости.

АГ: А вы можете назвать

количеством фидеров низкого напря-

Это определенно один из аспектов.

самое передовую энергоком-

жения. Довольно большая подстанция,

Другой аспект использования элек

панию в мире по внедрению

-

которую сейчас переводят на использо-

тронной проектной документации на

цифровых подстанций?

вание стандарта МЭК 61850. Модерни-

основе языка SCL, и мы исследовали его

КБ: Не видел лично, но, говорят,

зация проходит в достаточно в жестких

в проекте OSMOSE, состоит в способно-

в Китае есть множество подстанций,

условиях, так как оперативное отключе-

сти осуществлять симуляцию работы и

использующих, шину процесса и ком-

ние возможно только весной или осе-

взаимодействия устройств в проекте.

муникационный сервис Sampled Values.

нью и только на ограниченное время,

Даже если какое-то оборудование еще

Насколько мне известно, большинство

поскольку это одна из ключевых под-

отсутствует, его можно симулировать.

других энергокомпаний реализуют пи-

станций, обеспечивающих электроснаб-

Появляются новые возможности при

лотные проекты. Некоторые из них уже

жение Манхэттена. Там не используется

процедурах обслуживания и тестирова-

реализовали первую полностью циф-

шина процесса. Применяются традици-

ния. Например, при выходе из строя ин-

ровую подстанцию, например, компа-

онные измерительные трансформато-

теллектуального электронного устрой-

нии Electricite de France или RTE. По-

ры, поскольку замена первичного обо-

ства, перед включением его в действу-

лагаю, именно RTE имеет полностью

рудования не производится.

ющую систему, появляется возможность

цифровую подстанцию, с реализаци-

его симулировать и проверить его вза-

ей которой они сделали достаточно

АГ: Используется ли там пере-

имодействие с другими устройствами.

большой шаг вперед. При этом, когда

дача данных по GOOSE и MMS?

Существует целый ряд новых воз-

мы говорим о полноценной цифровой

КБ: Для реализации функций ре-

можностей при использовании элек-

подстанции, надо понимать, что глуби-

лейной защиты и автоматики исполь-

тронной проектной документации.

на ее цифровизации может отличать-

зуется GOOSE. Все сигналы, которые

46

ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ digitalsubstation.com

передаются от одной ячейки, от одной

остального и значимого. В целом, на

ABB, протокол Profibus от компании

секции к другой, передаются именно

текущий момент я не вижу техноло-

Сименс, протокол ФИТ от компании

согласно коммуникационному серви-

гии, которая станет заменой стандарта

АРЕВА (тогда они так назывались). Та-

су GOOSE. Используются устройства

МЭК 61850 в отношении подстанций.

ким образом рассматривались прото-

с дублированным сетевым интерфей-

колы, которые были у компаний изна-

сом, дублированная сетевая инфра-

АГ: А в других областях при-

чально, и, конечно, каждый поставщик

структура, дублированные комплекты

менения?

хотел, чтобы именно его протокол был

релейной защиты и автоматики и пре-

КБ: Что касается других областей

взят за основу. В какой-то момент мы

образователи дискретных сигналов.

применения, в частности, в малой ге-

поняли, что такой сценарий разви-

нерации и других компонентах ин-

тия событий – это не то, что мы хо-

АГ: Существует ли риск того,

теллектуальной сети Smart Grid, то

тим. И тогда мы начали консультации

что стандарт МЭК 61850 будет здесь стандартизация еще продол- с Научно-исследовательским инсти-

заменен каким-либо другим

жается, поэтому есть альтернативы

тутом электроэнергетики EPRI, рас-

стандартом, как это случи-

стандарту МЭК 61850. Я думаю, что

положенного в США, по объединению

лось с протоколом Modbus,

многие энергокомпании сейчас видят

наших усилий и компетенций. В США

протоколами семейства МЭК

ценность стандарта МЭК 61850 в том,

организация UCA ориентировалась

60870 и так далее?

что это может стать универсальным

на использование протокола MMS,

И что предпринимается,

решением для различных областей

поскольку он уже использовался для

чтобы не допустить этого

применения. Я думаю, это тоже может

протокола TASE 2, который является

и сохранить лидерство?

гарантировать долголетие МЭК 61850.

протоколом связи с центрами управ-

КБ: Я думаю, замена одного стан-

ления, и также является стандартом

дарта на другой всегда обусловлена

АГ: А почему MMS и Ethernet

МЭК. Ими и было предложено исполь-

определенными причинами, драйве

были выбраны в качестве

-

зовать MMS и Ethernet как компро-

рами. И если мы говорим о бизнесе по

основы для использования

мисс, чтобы избежать необходимости

автоматизации подстанций, все ос

в стандарте?

-

использовать вариант, предлагавший-

новные поставщики на сегодняшний

КБ: Интересный вопрос. Разра-

ся тем или иным поставщиком. В этом

день достаточно много инвестировали

ботка стандарта МЭК 61850 была ини-

причина такого решения.

в реализацию поддержки стандарта

циирована европейскими странами.

МЭК 61850. Я бы не ждал замены в бли-

Я упоминал, что сервис GOOSE изна-

АГ: Хорошо, тогда такой

жайшем будущем. В стандарте мы реа

вопрос. Организация UCA

-

чально был разработан организаци-

лизовали концепцию, которая предус

отвечает за аккредитацию

-

ей UCA в США, но в начале пути это

матривает независимость от коммуни

испытательных лаборато-

-

была их инициатива. А за стандартом

кационных технологий. Мы отделили

МЭК 61850 стояли, в основном, евро

рий по проверке технических

-

модели данных и информационного

пейские страны, европейские пользо

решений на соответствие

-

обмена от используемых для их реа

стандарту МЭК 61850 во всем

-

ватели, а также европейские произво-

лизации коммуникационных техноло

мире. Можете ли вы объяс-

-

дители. В то время каждый производи-

гий, что позволяет нам интегрировать

тель имел свой собственный протокол,

нить, кто уполномочил UCA

в стандарт любую новую коммуника

проводить такую аккредита-

-

используемый на подстанциях, на-

ционную технологию, без потери всего

пример, протокол LON от компании

цию? И может ли возникнуть

Президент консалтинговой компа-

Председатель рабочей группы

нии it4power, базирующейся в Швей-

10 Технического комитета 57 Меж-

царии и работающей в электроэнер-

дународной Электротехнической Ко-

гетической отрасли.

миссии, а также член рабочих групп

17, 18 и 19. Заслуженный член IEEE,

Занимал должность менедже-

член IEEE по электроэнергетическим

Кристоф Брюннер окончил Швей-

ра проектов сектора продуктов для

системам (IEEE-PES) и системной ав-

царский федеральный технологиче-

электроэнергетики в АББ (Цюрих,

томатике (IEEE-SA). Активный член

ский институт c дипломом инженера

Швейцария), где был ответственен

нескольких рабочих групп комите-

в 1983 году. Обладает опытом работы

за разработку коммуникационной

та по релейной защите и автомати-

в области электроэнергетики более

архитектуры системы автоматиза-

ке в электроэнергетике (IEEE-PSRC).

30 лет, является признанным экспер-

ции подстанции в части сопряжения

Советник правления международной

том по стандарту МЭК 61850.

с первичным оборудованием.

ассоциации UCA 

digitalsubstation.com ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

47

ИНТЕРВЬЮ

хотят делать проектирование свои-

ми силами. В определенный момент

пользователи поняли, что им нужно

участвовать в процессе разработки

стандарта, чтобы в конечном итоге

получить стандарт, удовлетворяющий

их требованиям.

АГ: И последний вопрос,

Кристоф. Сколько времени

в своей жизни вы уделяете

стандарту МЭК 61850?

КБ: Лучше не считать… Очень

много! С точки зрения ведения бизне-

са, очень много времени. Трудно оце-

нить, но, пожалуй, около 20 %, если не

больше, от всего рабочего времени.

АГ: Ощущаете ли вы какой-

другая организация, которая

КБ: Это самая большая рабочая

то результат от затраченного

возьмется за такую работу

группа в рамках МЭК. На сегодняш

времени? Какой-то эффект?

-

и перехватит инициативу?

ний день в ней состоит 265 членов.

КБ: В какой-то степени, да. У меня

КБ: Организация UCA возникла

есть своя консалтинговая компания,

в результате деятельности Научно-ис-

АГ: На ваш взгляд, что

и участие в разработке стандарта по-

следовательского института электро

заставляет компании и отдель-

-

могает вести этот бизнес. Это также

энергетики EPRI в США. Существова

ных людей тратить время

-

хороший маркетинг для меня, другим

ла группа пользователей, на основе

и деньги на стандартизацию?

образом маркетинговую активность

которой и создали группу пользова

Что является основным сти-

-

я не проявляю. С другой стороны, это

телей для МЭК 61850 и нескольких

мулом для них?

действительно интересная и сложная

других стандартов. Это сообщество

КБ: Основной стимул с точки зре-

работа – руководить рабочей группой

пользователей в рамках организации

ния компании такой – чтобы быть

и видеть результаты нашей работы

UCA разработало аккредитационную

в авангарде технологий, нужно де-

спустя годы. Это вдохновляет.

программу для испытательных лабо-

лать вклад в их развитие, и это мож-

раторий, а также сами методики про-

но сделать через стандартизацию.

АГ: Спасибо за ответы, Кри-

ведения испытаний. Данное реше

стофер.

-

Очень большую роль играет наличие

ние было согласовано инженерным

пользователей. И это хорошо, что у

КБ: Приглашаю всех на наш со-

сообществом. Сама же Международ-

нас снова много активных пользо-

вместный с компанией «Теквел» тех-

ная Электротехническая Комиссия не

вателей, их число растет. У них свои

нический семинар по МЭК 61850, ко-

определяет органов, выполняющих

интересы, которые влияют на разви-

торый состоится в Москве осенью 

аккредитацию. Соответственно, она

тие стандарта так, чтобы он отвечал

не может и требовать использования

их потребностям. Ранее я упоминал

Видеоверсия интервью:

какой-либо конкретной программы

ситуацию с функциональной совме-

аккредитации в качестве единствен-

стимостью программных инструмен-

ной. В принципе, все эти решения на-

тов для проектирования. В какой-то

ходятся в руках инженерного сообще-

момент у нас не было пользователей,

ства, и зависят от того, какие группы

которые делали вклад в стандарт в

пользователей их поддерживают.

этой части. При стандартизации ин-

тересы поставщиков отличаются от

АГ: В разработку стандарта

интересов конечных пользователей.

МЭК 61850 вовлечено доста-

Обеспечение функциональной со-

точно много людей, а рабо-

вместимости при проектировании

чая группа десять явля-

не основной интерес для производи-

ется самой большой в ТК57,

телей оборудования, но важнейший

насколько мне известно…

момент для пользователей, которые

48

ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ digitalsubstation.com

ВТОРАЯ

МЕЖДУНАРОДНАЯ

2019

КОНФЕРЕНЦИЯ

ВТОРАЯ

«ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ. СТАНДАРТ IEC 61850

2-4 ИЮЛЯ

ЦИФРОВИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ»

М ОСКВА

ЦЕЛИ КОНФЕРЕНЦИИ:

ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ. СТАНДАРТ IEC 61850

18–20 ИЮНЯ

ЦИФРОВИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

•

Международный обмен информацией по широкому кругу

вопросов «Цифровизации электрических сетей».

МОСКВА

•

Продвижение передового опыта.

В РАМКАХ КОНФЕРЕНЦИИ:

•

встреча европейской группы пользователей стандарта IEC 61850;

•

совместное обсуждение отечественными и специалистами европейской группы пользователей

актуальных тем:

ВТОРАЯ

национальный профиль стандарта IEC 61850, вопросы сертификации оборудования;

тенденции в создании оборудования для реализации технологии «ЦПС», вопросы

типизации оборудования;

вопросы проектирования «цифровых подстанций» с применением типовых проектных

решений, разработанных на базе доступных наилучших технологий;

ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ. СТАНДАРТ IEC 61850

виды испытаний обору

18–20 ИЮНЯ дования для ЦПС, инструментальные средства;

ЦИФРОВИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

технологии применения промышленного интернета энергии и использование

МОСКВА

технологии «больших данных» в рамках цифровизации электрических сетей;

технологии «цифровых двойников» подстанций для обеспечения их надежности

и эффективной эксплуатации (на всех стадиях жизненного цикла оборудования);

•

выставка продукции российских и зарубежных компаний, оборудование которых реализовано

на базе стандарта IEC 61850.

ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

СТАНДАРТ IEC 61850

ЦИФРОВИЗАЦИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

Генеральный партнер:

Организаторы:

Главные отраслевые

Информационные

партнеры:

партнеры:

WWW.IEC61850ru.ru

115201, г. Москва,

Генеральные информационные партнеры:

Каширское шоссе, д. 22, корп. 3

IEC61850@ntc-power.ru

Тел.: (495) 727-19-09, (495) 981-94-00

digitalsubstation.com ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

49

Факс: (495) 727-19-08, (495) 981-94-01

WWW.IEC61850ru.ru

WWW.IEC61850ru.ru

IEC 61850

БАЗОВЫЕ ПРИКЛАДНЫЕ ПРОФИЛИ

В МЭК 61850. КТО ИХ НАПИШЕТ

И НУЖНЫ ЛИ ОНИ ВООБЩЕ?

должны быть устранены замечания,

ностей стандарта до минимума, необ-

полученные к первой редакции, а с

ходимого для описания конкретных

другой, должны быть даны еще более

функций для конкретных рынков, где

четкие указания для энергокомпаний

под «рынком» понимается отдельная

по тому, как должен быть сформули-

энергетическая компания или объе-

рован базовый прикладной профиль

динение таких компаний, которые

для того, чтобы он в максимальной

договорились о применении едино-

Алексей Аношин

степени отражал требования компа-

го профиля.

ООО «Теквел»

нии или группы компаний.

«Строительными элементами»

Технический отчёт IEC TR 61850-

для построения структурно-функ-

7-6:2019 — это руководящие указания

циональных схем в соответствии

по созданию прикладных / функци-

с МЭК 61850 являются логические

ональных профилей в рамках созда-

узлы. Фактически логические узлы

ния базовых прикладных профилей

представляют собой наименьшие

(БПП). Такие базовые прикладные

элементы, на которые можно раз-

профили представляют собой фун-

бить комплексные функции, так,

Александр Головин

дамент для построения совмести-

что каждый из логических уз-

ООО «Теквел»

мых систем при реализации типо-

лов выполняет одну законченную

вых функций в рамках подстанции

функцию, а взаимодействие мно-

Профили стандарта напишут

или при взаимодействии функций

жества узлов между собой обеспе-

энергокомпании и да — они необхо-

между подстанциями. БПП предна-

чивает реализацию прикладной

димы. Специалисты Теквел приняли

значены для того, чтобы определить

функции.

участие в заседании рабочей группы

необходимый набор обязательных

Рассмотрим такое взаимодей-

10 ТК 57 МЭК, и в этой статье рас-

атрибутов функций из общего мно-

ствие на примере реализации функ-

сказывают о работе над второй ре-

жества возможностей, предоставля-

ции защиты простейшего присоеди-

дакцией руководства по разработке

емых стандартом, для обеспечения

нения среднего напряжения. Пред-

базовых прикладных профилей стан-

совместимости решений на отдель-

положим, что на присоединении

дарта МЭК 61850.

ных рынках.

нам требуется реализовывать функ-

Первая редакция технического от-

С этой целью документ предо-

цию максимальной токовой защиты

чета IEC TR 61850-7-6 «Communication

ставляет обобщенную инструк-

и токовой отсечки, моделируемых,

networks and systems for power utility

цию по описанию взаимодействия

соответственно, логическими узла-

automation – Part 7-6: Guideline for

функциональных модулей (ло-

ми PTOC и PIOC. Изобразим их на

definition of Basic Application Profiles

гических узлов) при реализации

диаграмме (рис. 1).

(BAPs) using IEC 61850» была опубли-

конкретной прикладной функции

Можно ли такое обозначение

кована 16.01.2019, хотя голосование

в электроэнергетике. При этом

назвать достаточным изображение

по нему в МЭК завершилось в августе

функциональное взаимодействие,

структурно-функциональной схе-

2018 года, а работа над ним велась

определенное профилем, должно

мы? Очевидно, нет, так как непо-

еще с 2014 года.

считаться единственно возможным

нятно, как и на что воздействуют

Не успела международная элек-

и правильным в рамках рассматри-

эти элементы, откуда получают ин-

тротехническая комиссия опубли-

ваемого профиля.

формацию о токах для срабатыва-

ковать первую редакцию, а рабо-

ния? Следовательно, схему необхо-

чая группа уже полным ходом ведет

Что такое BAP

димо дополнитесь логическими уз-

работу над второй редакцией этого

и зачем он нужен?

лами трансформаторов тока (TCTR)

чрезвычайно важного документа. Во

Говоря упрощенно, профиль —

и привода силового выключателя

второй редакции с одной стороны

это сужение всех широких возмож-

(XCBR) (рис. 2).

50

ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ digitalsubstation.com

Представленная схема уже го-

Tr, реализация остальных в рассмо-

раздо больше похожа на струк-

тренном случае не требуется.

турно-функциональную и вполне

Во-вторых, по такой схеме мы

наглядно дает нам описание того,

можем определить объем входных

как узлы взаимодействуют между

сигналов, которые требуется заво-

собой:

дить внутрь логических узлов (на-

z

измерения от измерительного

пример, узла XCBR). Причем можем

трансформатора тока (TCTR.AmpSv)

видеть, что рассмотренные вариан-

поступают в логические узлы токо-

ты с логическим узлом PTRC и без

Рис. 1.

вой отсечки (PIOC) и максимальной

него отличаются в этом смысле: при

токовой защиты (PTOC);

наличии PTRC мы требуем от ввода

организаций из разных стран мира.

z

сигналы срабатывания МТЗ и ТО

в XCBR только одного сигнала (PTRC.

Этого невозможно достичь, не обе-

(PTOC.Op и PIOC.Op, соответственно)

Tr), тогда как без узла PTRC нам тре-

спечив необходимый уровень гибко-

передаются на логический узел сило-

буется ввод двух сигналов (PTOC.

сти, поэтому МЭК 61850 должен быть

вого выключателя (XCBR), инициируя

Op, PIOC.Op), а также, очевидно, до-

широким и гибким. В связи с этим

его отключение.

полнительная логика «или» внутри

требования стандарта так и останутся

Итак, полученное описание уже

самого XCBR.

широкими, предоставляющими мак-

гораздо нагляднее дает нам пред-

симальный уровень гибкости при ре-

ставление о том, как функциони

Почему нельзя было

-

ализации для производителей, тог-

рует схема защиты и, возможно, в

все требования сразу

да как отдельные потребители могут

простейшем случае мы могли бы

определить стандартом?

накладывать дополнительные огра-

довольствоваться и ей, но все же

Стандарт МЭК 61850 является

ничения на реализацию стандарта

в целях обеспечения более гибкой

международным, поэтому он дол-

своими локальными требованиями —

логики ввода-вывода функций за-

жен отвечать требованиям разных

профилями.

щиты и более прозрачного воздей-

ствия на выключатель нам необхо-

димо ввести еще один логический

узел: логический узле промежу-

точного реле — PTRC. Логический

узел PTRC объединяет сигналы пу-

ска и срабатывания защит, а сигнал

отключения выключателя от защит

вводится в логический узел выклю-

чателя отдельно от каждого узла за-

щиты, от узла PTRC, как показано

на рис. 3.

Такую функциональную схему

уже можно считать законченной и

однозначной (хотя в будущем мы

еще вернемся к ней и рассмотрим

дополнительные вопросы). Теперь

Рис. 2.

вернемся на шаг выше и попробуем

разобраться, что же нам даёт такое

описание функции в профиле?

Во-первых, описание структур-

но-функциональных схем в профи-

ле позволяет однозначно определить

обязательно требуемые объекты дан-

ных (или доопределить новые, если

они не предусмотрены стандартом).

Например, в примере выше мы ви-

дим, что из всех объектов данных ло-

гического узла PTRC в нашем случае

необходимым является только PTRC.

Рис. 3.

digitalsubstation.com ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

51

IEC 61850

боты было создание супер-набора

функций и сигналов, охватывающе-

го все функциональные области во

всех компаниях с целью последую-

щей трансляции этих требований в

МЭК 61850. Разработка инструмента

(ISTool) была завершена в 2015 году,

в 2016 году члены ENTSO-E вноси-

ли через инструмент свои функцио-

нальные требования. В дальнейшем

планировалась работу по формиро-

ванию из этого профиля, однако, по

имеющейся у нас информации, эта

Рис. 4. Экранная форма инструмента для управления прикладными профилями МЭК 61850 ENTSO-E

работа была временно приостановле-

на в связи с недостаточностью фи-

Кто уже делает профили

гии сетей, требования к синхрониза-

нансирования.

стандарта IEC 61850

ции времени и тп.

z

RTE (Франция). Профиль МЭК

и сколько их будет?

z ГСК Китая. К сожалению, у авто-

61850 RTE был опубликован в 2018

Количество возможных профи-

ров отсутствуют достоверные и под-

году и в наибольшей степени при-

лей никем не определено и их может

твержденные данные по текущему

ближен к рекомендациям по состав-

быть сколько угодно, вплоть до того,

статусу профилей в Китае, а также

лению профиля, представленным в

что каждая энергокомпания (или ее

их актуальной версии. Известно, что

техническом отчёте 7-6. Для различ-

отдельное структурное подразделе-

существует стандарт ГСКК Q/GDW

ных функций защиты в профиле RTE

ние) может иметь свой собственный

396 - 2012, определяющий требо-

приведены схемы взаимодействия

профиль. С другой стороны, очевид-

вания к информационной модели

логических узлов и определен набор

но, что в создании отдельных «мел-

IEC 61850 в устройствах. Стандарт,

необходимых для такого взаимодей-

ких» профилей никто не заинтере-

равно как и E3, не соответствует ру-

ствия сигналов.

сован: ни энергокомпании, которым

ководящим указаниям по составле-

z

ФСК ЕЭС (Россия). Работа по соз-

удобнее иметь унифицированные

нию BAP (что неудивительно — он

данию корпоративного профиля МЭК

требования, ни производителям,

издан на 6 лет раньше). Основной

61850 ПАО «ФСК ЕЭС» началась в 2016

которым проще обеспечивать под-

упор в стандарте сделан на следу-

году в рамках НИОКР по созданию

держку одного (или малого числа)

ющие аспекты: наименования ло-

типовых шкафов РЗА и АСУ ТП. Про-

профилей, а не массы разрозненных

гических устройств в физических

филь ФСК определяет соответствие

профилей.

устройствах, состав и наименования

традиционных наименований функ-

Сегодня в качестве компаний и

логических узлов в соответствую-

ций РЗА и АСУ ТП и логических уз-

объединений, наиболее активно за-

щих логических устройствах, состав

лов стандарта МЭК 61850. Профилем

нимающихся разработкой профилей

блоков управления и их наименова-

вводятся конкретные типы логиче-

стандарта МЭК 61850 можно отме-

ния, расширение состава объектов

ских узлов заданных классов, позво-

тить следующих:

данных логических узлов и описа-

ляющие дифференцировать схожие

z E3 (консорциум энергетических

ние новых классов логических узлов.

функции в разных классах напряже-

компаний Испании, в который вхо-

z

ENTSO-E (Европейская сеть опе-

ний. Помимо этого профиль ФСК ухо-

дит RED ELÉCTRICA DE ESPAÑA,

раторов магистральных электриче-

дит глубже в область коммуникаци-

IBERDROLA, ENDESA DISTRIBUCIÓN,

ских сетей, включающая 43 систем-

онных сервисов и определяет некото-

GAS NATURAL FENOSA, HIDRO

ных оператора из 36 стран Европы).

рые параметры передачи сообщений

CANTÁBRICO). Консорциум начал

Основной задачей в рамках создания

по GOOSE/SV/MMS.

работу в 2008 году и в 2010 году вы-

профиля было обеспечение совме-

пустил совместный отчет, содержа

Какие проблемы возникают

-

стимости устройств и систем различ-

щий спецификацию по применению

ных производителей на всём жизнен

с профилями и что с этим

-

стандарта МЭК 61850. Строго гово

планируется делать?

-

ном цикле энергообъекта. Разработка

ря, этот документ не является при-

профиля началась с создания инстру-

При разработке профилей в ча-

кладным профилем стандарта МЭК

мента для спецификации полного

сти описания функциональных схем

61850 в понимании сегодняшнего

объема областей, функций и сигна-

взаимодействия логических узлов

МЭК 61850-7-6 и даёт более широ-

лов для всех системных операторов,

разработки сталкиваются с рядом

кий охват, определяя также тополо-

входящих в объединение. Целью ра-

основных проблем, на решение ко-

52

ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ digitalsubstation.com

Рис. 5. Образец принципиальной схемы взаимодействия логических узлов из профиля МЭК 61850 RTE

торых будет направлена вторая ре-

множественность входящих сигналов

данных, являющиеся обязательны-

дакция 7-6.

и, как следствие, необходимо опре-

ми в рамках указанного профиля.

z Во-первых, существующие про-

делять требования к такой множе-

В дальнейшем если один и тот же

фили по сути являются «бумажны-

ственности (например, на вход логи-

узел используется при реализации

ми», в которых зачастую встречаются

ческого узла подаётся строго n сигна-

различных функций из профиля, то

нестыковки как между различными

лов, или возможна подача от 1 до m

требования по обязательности тех

элементами профиля, так и исход-

сигналов, или, например, не меньше

или иных сигналов для него должны

ным стандартом. В качестве реше-

k сигналов, а кроме того возможны

комбинироваться.

ния этой проблемы рассматривает-

разные комбинации различных сиг-

В конечном счете появление фор-

ся возможность стандартизовать на

налов, например, l сигналов типа 1

мализованных описаний профилей

уровне профиля готовые шаблоны

и p сигналов типа 2. Соответствен-

позволит энергетическим компани-

типов данных (DataTypeTemplates),

но, под каждый из таких вариантов

ям более четко формулировать свои

которые должны стать неотъемле-

должно быть предложено формали-

требования, которые они предъ-

мой частью профиля.

зованное описание.

являют к тем или иным функциям

z Во-вторых, описание взаимо-

z

В-четвертых, при определении

устройств и легко транслировать эти

действия узлов предполагает опи-

профиля всегда возникает вопрос

требования разработчикам, достигая

сание не только выходных и управ-

о том, где проходит граница одной

при этом высокой совместимости на

ляемых данных (объектов данных),

функции и начинается другая функ-

прикладном уровне. Разработчики

но и виртуальных входов. Стандарт

ция, и как определять требования

же смогут создать инструменты, ко-

для описания виртуальных входов

профиля для тех случаев, где один

торые позволят автоматизировать

предлагает два варианта: использо-

и тот же логический узел попадает

адаптацию под требования различ-

вание объектов данных InRef / BlkRef

в функциональные схемы разных

ных профилей 

или использование элемента Inputs

функций.

в SCL-файле. В рамках второй ре-

Решение поставленных вопро-

дакции стандарта планируется де-

сов как раз планируется достигнуть

тализировать требования в части

в рамках второй редакции стан-

описания виртуальных входов ло-

дарта. Путь, который кажется наи-

гических узлов.

более естественным, пока предпо-

z

В-третьих, для многих функций

лагает создание профиля функций,

в профиле может быть определена

для которых описываются объекты

digitalsubstation.com ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

53

ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ

ПАРТНЕРСКИЙ МАТЕРИАЛ

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ

УПРАВЛЕНИЯ СПРОСОМ

НА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЮ

мероприятий («дорожной карты»)

системных затрат в обмен на стимули-

«Энерджинет» Национальной техно-

рующие выплаты от энергорынка.

логической инициативы, одобренный

Ключевая особенность управления

Президиумом Совета при Президенте

спросом – продажа управляемой на-

Российской Федерации по модерниза-

грузки наравне с генерирующими мощ-

ции экономики и инновационному раз-

ностями. Ведь с точки зрения баланса

витию России.

в энергосистеме один не потребленный

Виктор Непомнящий

Для Госкорпорации «Росатом» разви-

кВт*ч равен произведенному кВт*ч,

АО «Концерн Росэнергоатом»

тие механизма управления спросом на

в результате цена оказания услуг по

электрическую энергию создает условия

управлению спросом на электроэнер-

Управление спросом на электроэ-

по фиксации базовой нагрузки АЭС за счет

гию эквивалентна средневзвешенной

нергию сегодня стало востребованным

выравнивания общего графика потребле-

цене на мощность на оптовом рынке.

и значимым инструментом регулирова-

ния в энергосистеме на уровне суток, что

Основные цели управления спросом

ния баланса спроса и предложения на

благоприятно сказывается на экономи-

на электроэнергию – уменьшение пико-

рынках электроэнергии по всему миру.

ческих показателях работы АЭС. Кроме

вой нагрузки в энергосистеме, необхо-

Рынок управления спросом на электро-

того, появляется новый перспективный

димое как для снижения цен на рынке

энергию в последние годы остается ста-

вид бизнеса, участие в котором может

электроэнергии, так и для предотвра-

бильным и, как ожидается, будет расти

быть интересно как для энергосбытовых

щения избыточного капиталоемкого

в будущем. Во всем мире рынок управ-

компаний в контуре Госкорпорации «Ро-

строительства электростанций и элек-

ления спросом в 2014 году оценивает-

сатом», так и для компаний – разработчи-

трических сетей, оптимизация управле-

ся более чем в 5 миллиардов долларов

ков цифровых решений для энергетики.

ния энергосистемой и интеграция воз-

США, и ожидается, что к 2022 году он

А потребители, в свою очередь, получают

обновляемых источников энергии [1].

вырастет в пять раз. Потребители уча-

дополнительный способ снизить свои за-

Также управление спросом может спо-

ствующие в механизме управления

траты на электроснабжение.

собствовать максимизации эффекта от

внедрения на стороне потребителя та-

ких инновационных цифровых техно-

Управление спросом – изменение потребления электроэнер

логий, как интернет вещей, умный дом,

-

системы энергоменеджмента зданий

гии и мощности конечными потребителями относительно

[2], хотя для потенциального участия

их нормального профиля нагрузки в связи с изменением цен

в управлении спросом установка допол-

на электроэнергию для сокращения общесистемных затрат.

нительного оборудования на стороне

потребителя не требуется.

В управлении спросом могут при-

спросом получают вознаграждение за

Что такое

нимать участие различные виды обо-

возможность корректировки режима

управление спросом

рудования промышленных, сельскохо-

потребления электроэнергии.

на электроэнергию?

зяйственных, коммерческих и бытовых

В России механизм управления

Управление спросом (от англ.

потребителей. Основные возможности

спросом работает с 2017 года и продол-

demand response (DR), механизм полу-

участия в управлении спросом для по-

жает развиваться и совершенствовать-

чивший в России название «ценозави-

требителей связаны со смещением гра-

ся, в том числе в части запуска пилот-

симое снижение потребления») – из-

фика потребления на периоды более

ного проекта для создания возможно-

менение потребления электроэнергии

низких цен, остановом или снижени-

сти участия потребителей розничного

и мощности конечными потребителями

ем интенсивности производственного

рынка в оказании таких услуг. Также

относительно их нормального профиля

процесса, полным или частичным от-

стоит отметить, что проект по разви-

нагрузки в связи с изменением цен на

ключением систем освещения, венти-

тию управления спросом входит в План

электроэнергию для сокращения обще-

ляции и кондиционирования, а также

54

ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ digitalsubstation.com

ляется важным фактором для дальней-

шего роста.

В 2014 году более 50 % общих дохо-

дов от программ управления спросом

приходилось на промышленный сек-

тор. Жилой сегмент находился на уров-

не десятков процентов с постоянно

растущим числом вовлеченных потре-

бителей. Несмотря на растущий инте-

рес со стороны традиционных комму-

нальных предприятий и инвесторов,

рынок управления спросом по-прежне-

му сильно фрагментирован и особенно

ориентирован на конкретные регио-

ны. Тем не менее, ключевые участни-

ки начали расширять своё присутствие

Рис. 1.

во всем мире за счет слияний и погло-

щений, и предстоящие проекты интел-

с использованием собственных источ-

го рынка управления спросом на элек-

лектуальных сетей (smart grid) в таких

ников, включая запуск резервных источ-

троэнергию, причем увеличение числа

странах, как Австралия, Индия, Китай

ников питания или отключение от сети

интеллектуальных приборов учета яв-

и Япония, могут привлечь больше гло-

на изолированную работу с покрытием

собственного потребления от резервно-

го источника питания. В общем случае

потребители, участвующие в програм-

мах управления спросом, не снижают

потребление, а смещают его с пиковых

периодов на внепиковые. Соответствен-

но, участие потребителя в управлении

спросом не должно приводить к сни-

жению отпуска товарной продукции,

уменьшению количества или сниже-

нию качества оказанных услуг и т.п. [1].

Мировой опыт

За рубежом предпосылкой к соз-

данию программ управления спросом

Рис. 2. Объем DR на мировых рынках 2016 – 2025 гг.

стал всемирный энергетический кри

Источник: Navigant Research, 2 016

-

зис 1973 года, повлекший за собой рост

цен и дефицит первичных ресурсов, сле-

довательно, и повышение цен на элек-

троэнергию [3]. В 1978 году в США был

принят закон о национальной политике

энергосбережения, с помощью которого

разработан комплекс мер по управле-

нию спросом. К середине 1980-х годов

программы управления спросом ис-

пользовались практически во всех шта-

тах, что позволило снизить потребность

в строительстве новых линий электро-

передачи. На сегодняшний день доми-

нирующим рынком остается Северная

Рис. 3. Зависимость фактической доли участия в DR от вознаграждения

Америка, а на Азиатско-Тихоокеанский

* Диаметр круга – объем мощности DR, ГВт

регион приходится более 10 % мирово-

Источник: VYGON Consulting

digitalsubstation.com ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

55

ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ

ПАРТНЕРСКИЙ МАТЕРИАЛ

бальных игроков (объем управляемо-

Механизм ценозависимого сниже-

лей, а также в бытовом секторе. Однако

го потребления по всему миру достиг

ния потребления действует в России

ресурс управления спросом отдельно-

39 ГВт в 2016 году с перспективой роста

с 2017 года. В настоящее время возмож-

го розничного потребителя слишком

до 144 ГВт в 2025 году) [4].

ность участия в механизме управления

мал, чтобы удовлетворять требовани-

В зарубежных энергосистемах вне-

спросом доступна только для потреби-

ям, предъявляемым на оптовом рын-

дрение механизма управления спро-

телей оптового рынка, к участию до-

ке, а издержки на взаимодействие с си-

сом позволило организовать центра-

пускаются потребители с фактической

стемным оператором и/или оператором

лизованное управление ресурсами

мощностью более 5 МВт. А начиная со

оптового рынка слишком высоки. Меха-

потребителей в объеме 2–6 % от пи-

второго полугодия 2019 года станет воз-

низмы трансляции экономического эф-

кового спроса, или 0,5–14 ГВт мощно-

можным групповое управление изме-

фекта от снижения нагрузки на оптовом

сти (США (PJM) – 13,9 ГВт, Южная Ко-

нением нагрузки энергопринимающих

рынке розничному потребителю также

рея (KEPCO) – 3,2 ГВт, Онтарио, Кана-

устройств потребителей розничного

отсутствуют. Поэтому использование

да (IESO) – 0,7 ГВт, Великобритания

рынка электрической энергии, соответ-

этого потенциала требует специальных

(National Grid) – 0,5 ГВт), что позволя-

ствующее постановление Правитель-

нормативных, организационных и тех-

ет потребителям уменьшать платежи за

ства Российской Федерации утверждено

нических решений. В мировой практике

электроэнергию на 0,6-1,7 % [2].

20 марта 2019 года [6].

решением, обеспечивающим участие

Кроме того, надо отметить, что

в зарубежных механизмах управления

спросом реализованы различные воз-

За рубежом предпосылкой к созданию программ управления

можности участия, например:

спросом стал всемирный энергетический кризис 1973 года,

z прямое управление спросом (при-

повлекший за собой рост цен и дефицит первичных ресур-

меняется прежде всего для обеспече-

сов, следовательно, и повышение цен на электроэнергию.

ния участия в управлении спросом

бытовых потребителей);

z гарантированный сброс нагрузки

(применяется для аварийного управ-

По результатам конкурентного от-

в управлении спросом розничных по-

ления спросом, включаемого в по-

бора мощности (КОМ) на 2021 г., прове-

требителей, стало создание специали-

следнюю очередь при крайней необ-

денного Системным оператором, учте-

зированных организаций – агрегаторов

ходимости и поэтому оплачивается

ны заявки по снижению мощности на

управления спросом.

по сниженной ставке);

54 МВт по второй ценовой зоне опто-

Агрегаторы управления спросом –

это участники оптового рынка электро-

энергии, которые управляют измене-

В зарубежных энергосистемах внедрение механизма управ

нием нагрузки группы потребителей,

-

чтобы продавать совокупность регу-

ления спросом позволило организовать централизован-

лировочных способностей этих потре-

ное управление ресурсами потребителей в объеме 2–6 %

бителей как единый объект в качестве

от пикового спроса.

товара/услуги на оптовом рынке и/или

на рынке системных услуг. Агрегатор

осуществляет прием сигналов на изме-

z программа быстрого резерва

вого рынка (все заявки поданы алюми-

нение потребления от инфраструктур-

(применяется для обеспечения ста-

ниевыми заводами компании РУСАЛ

ных организаций в соответствии со все-

бильности частоты системы в случае

в Братске, Саяногорске и Новокузнец-

ми предъявляемыми на оптовом рынке

непредвиденного роста спроса или

ке). Эта величина составляет около 0,1 %

требованиями, распределяет необходи-

снижения предложения и недоста-

от совокупной мощности генерации

мый объем разгрузки между потреби-

точности частотного регулирования).

второй ценовой зоны, отобранной на

телями и информирует их в удобном

КОМ [5].

формате – электронное письмо, sms,

А что у нас?

Как видно из представленного при-

телефонный звонок или дистанцион-

По предварительным оценкам по-

мера ресурс управления спросом оп-

ный сигнал непосредственно в систему

тенциал управления спросом для еди-

товых потребителей ограничен в силу

управления оборудованием [1].

ной энергетической системы России

относительно небольшого количества

В соответствии с вышедшим поста-

(в ценовых зонах) может составить

таких потребителей. Значительный

новлением войти в число агрегаторов

6–10 ГВт для первой ценовой зоны

потенциал управления спросом сосре-

смогут сбытовые компании и гаранти-

и 2–3 ГВт для второй ценовой зоны,

доточен у потребителей розничного

рующие поставщики, а также незави-

суммарно до 13 ГВт [5].

рынка – средних и малых потребите-

симые компании.

56

ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ digitalsubstation.com

Участие Концерна

2018 года. В рамках приказа сформиро-

В ходе натурного эксперимента были

«Росэнергоатом»

вана совместная рабочая группа по раз-

выявлены важные нюансы в части раз-

В соответствии с постановлением

витию технологии управления спросом

грузочных способностей потребителей,

Правительства Российской Федерации

на электрическую энергию (ценозави-

а также проблемы с фактическим уче-

от 20.03.2019 № 287 на 2019-2020 гг.

симого потребления). Возглавили рабо-

том разгрузки, изучение которых помо-

запланировано проведение пилотных

чую группу заместитель Председателя

жет более качественно перейти к реали-

проектов по функционированию агре-

Правления АО «СО ЕЭС» Федор Опадчий

зации пилотного проекта. Для оценки

гаторов управления спросом на элек-

и заместитель Генерального директо-

объема снижения потребления исполь-

трическую энергию в Единой энергети-

ра – директор по сбыту АО «Концерн

зовались данные коммерческого учета

ческой системе России, в ходе которых

Росэнергоатом» Александр Хвалько.

электроэнергии. Часть потребителей-у-

агрегаторы управления спросом будут

Одна из задач рабочей группы – опре-

частников используют для расчетов за

работать на рынке услуг по обеспече-

деление условий участия в пилотных

потребленную электроэнергию прибо-

нию системной надёжности. Опыт пи-

проектах по управлению спросом до-

ры учета, установленные в сетях сете-

лотных проектов станет базой для раз-

черних организаций АО «Концерн Росэ-

вой компании, входящей в состав ПАО

работки нормативной документации,

нергоатом» и их клиентов.

«Россети». Эта особенность стала важной

обеспечивающей второй этап – работу

агрегаторов управления спросом на оп-

товом рынке электроэнергии и мощно-

Для потребителей оптового рынка с 2017 года в России

сти, начиная с 2021 года.

действует механизм ценозависимого снижения потребле-

Объем услуг по управлению спросом

ния, а со второго полугодия 2019 года станет возможным

на второе полугодие 2019 года запла-

групповое управление изменением нагрузки энергопринима-

нирован в размере 50 МВт. По предва-

ющих устройств потребителей розничного рынка.

рительным оценкам в 2020 году объем

услуг по управлению спросом составит

уже 700 МВт для первой ценовой зоны

и 200 МВт для второй ценовой зоны.

В декабре 2018 года Системный опе-

частью эксперимента и позволила отра-

Предельная цена оказания услуг по

ратор и дочерняя компания Концерна

ботать процедуру получения информа-

управлению спросом на 2019 год в объ-

«Росэнергоатом» АО «АтомЭнергоСбыт»,

ции счетчиков электроэнергии от сетевой

еме 1 МВт мощности может составить

которая выступила агрегатором управ-

компании как оператора данных, обеспе-

порядка 770 тысяч рублей в месяц (на

ления спросом, провели натурный экс-

чивающего независимую верификацию

основании величины прогнозной сред-

перимент по управлению спросом роз-

информации коммерческого учета.

невзвешенной нерегулируемой цены на

ничных потребителей электроэнергии.

Эксперимент признан успешным

мощность на оптовом рынке, сформиро-

Натурный эксперимент наглядно про-

и стал самым масштабным из серии ор-

ванной Администратором торговой си-

демонстрировал, что управлять своим

ганизованных Системным оператором

стемы оптового рынка электроэнергии),

потреблением могут совершенно раз-

подобных экспериментов, а также проде-

а окончательная стоимость будет опре-

нотипные розничные потребители –

монстрировал полную готовность элек-

деляться по итогам конкурентного отбо-

предприятия из самых разных отраслей.

троэнергетической отрасли к масштаб-

ра участников Системным оператором.

В эксперименте приняли участие пред-

ному внедрению управления спросом.

АО «Концерн Росэнергоатом» бу-

приятия сельскохозяйственной и метал-

По итогам участия в пилотном про-

дет участвовать в пилотном проекте,

лургической отраслей, самый большой

екте планируется закрепить опыт агре-

соответствующий приказ «О развитии

северный судоремонтный завод, а так-

гатора управления спросом и в даль-

технологии управления спросом на

же приборостроительный, авторемонт-

нейшем участвовать в новом бизнесе

электрическую энергию в ЕЭС России»

ный и щебеночный заводы, гостинич-

на постоянной основе с привлечени-

подписан между АО «Концерн Росэ-

ный комплекс – самое высокое здание за

ем заинтересованных потребителей

нергоатом» и АО «СО ЕЭС» в сентябре

полярным кругом, и предприятия ЖКХ.

Госкорпорации «Росатом» 

Л И Т Е РАТ У РА 1. АО «СО ЕЭС», «Концепция функционирования агрегаторов распределенных энергетических ресурсов в составе Единой

энергетической системы России. Агрегаторы управления спросом на электроэнергию», май 2018. 2. VYGON Consulting, «Demand Response»

на Российском рынке: барьеры и перспективы, декабрь 2018. 3. Паниковская Т.Ю. Возможности снижения платежей потребителей в усло-

виях оптового рынка электроэнергии // Промышленная энергетика. 2011. № 11. 4. Navigant Research, «Global Demand Response Capacity

is Expected to Grow to 144 GW in 2025», 2016. 5. Энергетический центр Московской школы управления Сколково, «Распределенная энер-

гетика в России: потенциал развития», январь 2018.6. http://static.government.ru/media/files/TI2ZBWLLrwSE7qduxvq8Ak6tvgJAxq97.pdf.

О Б А В ТО Р Е :

Виктор Непомнящий // Главный специалист Департамента цифровой энергетики и коммерческого диспетчирования АО «Концерн

Росэнергоатом».  Родился в Хабаровске.  Закончил там же Дальневосточный государственный университет путей сообщения.  Места

работы: ПАО «ФСК ЕЭС» (2008–2016); ООО «ТранснефтьЭлектросетьСервис» (2016–2018); АО «Концерн Росэнергоатом» (2018 – н/вр).

digitalsubstation.com ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

57

3–6

2019 дек

3 абря

–6

2019 декабря

Крупнейшее XXII

Крупнейшее XXII

Обс

Обс ужд

ужд ение ключевых

ение ключевых

межд

ме унаро

жд

дное с

унаро

обытие

дное событие

вопрос

вопрос ов цифровой

ов цифровой

в электро

в э

энерг

лектро

е

энергтик

е

е

тике

транс

транс формации о

формации о трасли

трасли

400+

15 000+

300+

ЭКСПОНЕНТ

ЭК

ОВ

СПОНЕНТОВ

УЧАСТНИК

УЧАСТНИКОВ

ОВ

СПИКЕРОВ

СПИКЕРОВ

ИЗ 27 СТРАН

ИЗ 27 СТРАН

40+

130+

МЕРОПРИЯТИЙ

ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ

МЕРОПРИЯТИЙ

ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ

СМИ

СМИ

@FORUMELECTROSETI

@FORUMELECTROSETI

16+

16+