Развертывание автоматизированной информационно-измерительной системы безопасности электрической энергии, связанной с ее качеством

(АИИС БЭЭ), как инструмента развития прогнозных технологий в электроэнергетике

 

сайт фрагмента действующей системы (https://pqsystem.karelia.ru)

Всероссийская Конференция «Нормативные и технические проблемы реализации требований №261-ФЗ от 23.11.2009 в системах электроснабжения общего назначения»

г. Москва, 08.04.2013 г.

Генеральный директор научно-производственного предприятия "ПРОРЫВ"д.т.н., проф. Тухас Вячеслав Анатольевич

1

Развитие критических технологий (Программа Roadmap 2030, Материалы US Department of Energy):

1. Продвижение проводниковых и сверхпроводниковых технологий.

2. Технологии аккумулирования (сохранения и накопления) электроэнергии.

3. Мониторинг энергосистемы в режиме реального времени.

4. Силовая электроника.

.

1. Состояние вопроса

2. Показатели качества электроэнергии

3. Показатели энергоэффектив-ности и надежности энергообъектов

4. Идентификация Диагностика Оценка ресурсаПрогноз

5. Поиск источника помех

6. Инновацион-ный потенциал проекта

7. Бизнес-модель и этапы реализации проекта

2

Экономические потери от «плохого» качества электроэнергии складываются из:

- Тепловых ( резистивных) потерь на высших гармониках тока;- Сокращения ресурса оборудования,-«Некорректной» работы оборудования на базе IT-технологий, устройств управления и защиты.

Поэтому наряду с собственно показателями качества электроэнергии важно на основе измерений энергетических характеристик в режиме реального времени - диагностировать техническое состояние энергетического оборудования,-давать прогноз его остаточного ресурса и -выявлять события в электросети, повышающие риск техногенных аварий.

3

1. Состояние вопроса

2. Показатели качества электроэнергии

3. Показатели энергоэффектив-ности и надежности энергообъектов

4. Идентификация Диагностика Оценка ресурсаПрогноз

5. Поиск источника помех

6. Инновацион-ный потенциал проекта

7. Бизнес-модель и этапы реализации проекта

4

Определение измерительных задач

1. Показатели качества электроэнергии 2. Показатели энергоэффективности и уровня надежности энергообъектов

3. Идентификация энергооборудования Диагностика энергооборудования Оценка ресурса энергооборудования

4. Поиск источника помех

Измеряемые энергетические характеристики

ГОСТ 13109-97 и ГОСТ Р 51317.4.30-2008

SAIDI, SAIFI

Гармоники тока и напряжения (до 128-й)

Синхронизация измерений и осциллографирование в наносекундном диапазоне времени с измерением одиночных импульсов напряжения с амплитудой до 6000 В

1. Состояние вопроса

2. Показатели качества электроэнергии

3. Показатели энергоэффектив-ности и надежности энергообъектов

4. Идентификация Диагностика Оценка ресурсаПрогноз

5. Поиск источника помех

6. Инновацион-ный потенциал проекта

7. Бизнес-модель и этапы реализации проекта

5

Классификация измерительных систем в электроэнергетике по характерным временам усреднения энергетических характеристик

АИИС КУЭ – 30 минут

АИИС КЭЭ – 0.2 с – 10 минут

СМПР – 0.02 с

АИИС БЭЭ – 50 нс – 10 минут

Наша система АИИС БЭЭ изначально нацелена на решение задач диагностики энергооборудования, оценки ресурса и поиска источников помех, и в то же время, проводит обработку и вывод информации по требованиям стандартов качества электроэнергии и показателей энергоэффективности.

1. Состояние вопроса

2. Показатели качества электроэнергии

3. Показатели энергоэффектив-ности и надежности энергообъектов

4. Идентификация Диагностика Оценка ресурсаПрогноз

5. Поиск источника помех

6. Инновацион-ный потенциал проекта

7. Бизнес-модель и этапы реализации проекта

Автоматизированная информационно-измерительная система безопасности электрической энергии

(https://pqsystem.karelia.ru)

6

1. Состояние вопроса

2. Показатели качества электроэнергии

3. Показатели энергоэффектив-ности и надежности энергообъектов

4. Идентификация Диагностика Оценка ресурсаПрогноз

5. Поиск источника помех

6. Инновацион-ный потенциал проекта

7. Бизнес-модель и этапы реализации проекта

Автоматизированная информационно-измерительная система безопасности электрической энергии

Уровень потребителя (провалы / пропадания / перенапряжения)

Измерение напряжения (интервал - день)

• При снижении напряжения на зажимах асинхронного электродвигателя на 15 % момент снижается на 25 %. Двигатель может не запуститься или остановиться.

7

1. Состояние вопроса

2. Показатели качества электроэнергии

3. Показатели энергоэффектив-ности и надежности энергообъектов

4. Идентификация Диагностика Оценка ресурсаПрогноз

5. Поиск источника помех

6. Инновацион-ный потенциал проекта

7. Бизнес-модель и этапы реализации проекта

Автоматизированная информационно-измерительная система безопасности электрической энергии

Уровень диспетчера (детальная информация)

Несимметрия напряжения (интервал - неделя)

• Коэффициент несимметрии напряжения по нулевой последовательности (K0U) одного 9-и этажного жилого дома может составлять 20 %, что в точке общего присоединения может превысить нормально допустимые 2 %.

8

1. Состояние вопроса

2. Показатели качества электроэнергии

3. Показатели энергоэффектив-ности и надежности энергообъектов

4. Идентификация Диагностика Оценка ресурсаПрогноз

5. Поиск источника помех

6. Инновацион-ный потенциал проекта

7. Бизнес-модель и этапы реализации проекта

Автоматизированная информационно-измерительная система безопасности электрической энергии

Уровень управленца (обобщённые данные)

Протоколы испытаний

9

1. Состояние вопроса

2. Показатели качества электроэнергии

3. Показатели энергоэффектив-ности и надежности энергообъектов

4. Идентификация Диагностика Оценка ресурсаПрогноз

5. Поиск источника помех

6. Инновацион-ный потенциал проекта

7. Бизнес-модель и этапы реализации проекта

Автоматизированная информационно-измерительная система безопасности электрической энергии, связанной с ее качеством

К расчету SAIDI, SAIFI и уровней надежности энергообъектов

Провалы и пропадания напряжения• Нарушение

нормального хода технологического процесса.

• Особенно важно для индустриальных секторов с непрерывным производством (металлургия, бумагоделательная, полупроводниковая, телекоммуникации)

1. Состояние вопроса

2. Показатели качества электроэнергии

3. Показатели энергоэффектив-ности и надежности энергообъектов

4. Идентификация Диагностика Оценка ресурсаПрогноз

5. Поиск источника помех

6. Инновацион-ный потенциал проекта

7. Бизнес-модель и этапы реализации проекта

Идентификация энергооборудования

• Установившееся отклонение напряжения dUу

Коэффициент несимметрии напряжения по обратной последовательности K2u

Коэффициент несинусоидальности Ku(n) 2 гармоника

Коэффициент несинусоидальности Ku(n) 3 гармоника.

11

11

Прогноз работы энергообъекта (определение остаточного

ресурса)

Прогноз работы энергообъекта (определение остаточного

ресурса)

Алгоритм диагностики и обслуживание по фактическому

состоянию

Алгоритм диагностики и обслуживание по фактическому

состоянию

Идентификация режимов работы энергообъекта

Идентификация режимов работы энергообъекта

Идентификация изменений режимов работы энергообъекта

Идентификация изменений режимов работы энергообъекта

Превентивные меры (управление)

Превентивные меры (управление)

«Портрет» энергообъекта«Портрет» энергообъекта

Мониторинг энергообъектаМониторинг энергообъекта1. Состояние вопроса

2. Показатели качества электроэнергии

3. Показатели энергоэффектив-ности и надежности энергообъектов

4. Идентификация Диагностика Оценка ресурсаПрогноз

5. Поиск источника помех

6. Инновацион-ный потенциал проекта

7. Бизнес-модель и этапы реализации проекта

Исправный электродвигатель Наличие межвиткового замыкания

12

Диагностика – оценка ресурсаПример. Спектр тока при наличии межвитковых

замыканий в обмотках статора1. Состояние вопроса

2. Показатели качества электроэнергии

3. Показатели энергоэффектив-ности и надежности энергообъектов

4. Идентификация Диагностика Оценка ресурсаПрогноз

5. Поиск источника помех

6. Инновацион-ный потенциал проекта

7. Бизнес-модель и этапы реализации проекта

Автоматизированная информационно-измерительная система безопасности электрической энергии, связанной с ее качеством

Уровень диспетчера (детальная информация)

ПрогнозНесинусоидальность (интервал - неделя) 9-я гармоника

• Фронты несинусоидального напряжения воздействуют на изоляцию кабельных линий электропередач, ― учащаются однофазные короткие замыкания на землю.

1. Состояние вопроса

2. Показатели качества электроэнергии

3. Показатели энергоэффектив-ности и надежности энергообъектов

4. Идентификация Диагностика Оценка ресурсаПрогноз

5. Поиск источника помех

6. Инновацион-ный потенциал проекта

7. Бизнес-модель и этапы реализации проекта

Автоматизированная информационно-измерительная система безопасности электрической энергии, связанной с ее качеством

Уровень диспетчера (детальная информация)

ПрогнозНесинусоидальность (интервал - неделя) 22-я гармоника

• Пробиваются конденсаторы.

1. Состояние вопроса

2. Показатели качества электроэнергии

3. Показатели энергоэффектив-ности и надежности энергообъектов

4. Идентификация Диагностика Оценка ресурсаПрогноз

5. Поиск источника помех

6. Инновацион-ный потенциал проекта

7. Бизнес-модель и этапы реализации проекта

15

Поиск источника помех

1. Состояние вопроса

2. Показатели качества электроэнергии

3. Показатели энергоэффектив-ности и надежности энергообъектов

4. Идентификация Диагностика Оценка ресурсаПрогноз

5. Поиск источника помех

6. Инновацион-ный потенциал проекта

7. Бизнес-модель и этапы реализации проекта

16

Общность результатов

ПатентыПатенты

Решаемые задачи характерны и значимы для всех участников рынка производства, поставки, распределения и потребления электроэнергии:ОАО «Интер РАО ЕЭС», ОАО «ФСК ЕЭС», ОАО МРСК, ОАО РЖД, Газпромэнерго, Росатом, структур ЖКХ и промышленных предприятий.

Решаемые задачи характерны и значимы для всех участников рынка производства, поставки, распределения и потребления электроэнергии:ОАО «Интер РАО ЕЭС», ОАО «ФСК ЕЭС», ОАО МРСК, ОАО РЖД, Газпромэнерго, Росатом, структур ЖКХ и промышленных предприятий.

Программы для ЭВМ (алгоритмы расчета по

поставленным задачам)

Программы для ЭВМ (алгоритмы расчета по

поставленным задачам)

Базы данных Базы данных

Полезные моделиПолезные модели

1. Состояние вопроса

2. Показатели качества электроэнергии

3. Показатели энергоэффектив-ности и надежности энергообъектов

4. Идентификация Диагностика Оценка ресурсаПрогноз

5. Поиск источника помех

6. Инновацион-ный потенциал проекта

7. Бизнес-модель и этапы реализации проекта

17

Достигаемый эффект 1. Состояние вопроса

2. Показатели качества электроэнергии

3. Показатели энергоэффектив-ности и надежности энергообъектов

4. Идентификация Диагностика Оценка ресурсаПрогноз

5. Поиск источника помех

6. Инновацион-ный потенциал проекта

7. Бизнес-модель и этапы реализации проекта

•получение объективной информации, лежащей в основе принятия решений, планирования и прогноза, которые обеспечивают государственное управление в электроэнергетике,

•развитие инновационных технологий и алгоритмов прогноза режимной надежности в электроэнергетике,

•совершенствования нормативно-технической политики в электроэнергетике.

В России с 01.01.2012 действует №382-ФЗ от 03.12.2011 г. «О государственной информационной системе топливно-энергетического комплекса» .

Статья 10 Виды информации, подлежащей включению в государственную информационную систему топливно-энергетического комплекса:

п.7) информация о характеристиках энергетических ресурсов, в том числе об их качестве.

п.15) информация в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности.

п.20) информация о чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера, об инцидентах или авариях, создающих угрозу безопасности на объектах топливно-энергетического комплекса.

Бизнес-модель проектаСоздание рынка информационных услуг - заказчику продается не оборудование, а информационные

услуги.

Независимая экспертная

организация

Возврат финансовых средств Каналы возврата финансовых

средств:• арбитраж• штрафы• страхование• тарифы

Информационные услуги по

мониторингу

Средства измерения параметров ЭЭ

Информационно-измерительная система

безопасности электроэнергии

1. Состояние вопроса

2. Показатели качества электроэнергии

3. Показатели энергоэффектив-ности и надежности энергообъектов

4. Идентификация Диагностика Оценка ресурсаПрогноз

5. Поиск источника помех

6. Инновацион-ный потенциал проекта

7. Бизнес-модель и этапы реализации проекта

Функции независимой экспертной организации

АИИС БЭЭ

Независимая экспертная

организация

Информационные услуги Участники

Энергосистемы УРФО

Участники Энергосистемы УРФО

Участники Энергосисте

мы

19

1. Состояние вопроса

2. Показатели качества электроэнергии

3. Показатели энергоэффектив-ности и надежности энергообъектов

4. Идентификация Диагностика Оценка ресурсаПрогноз

5. Поиск источника помех

6. Инновацион-ный потенциал проекта

7. Бизнес-модель и этапы реализации проекта

Этапы реализации инвестиционного проекта

22

1. Состояние вопроса

2. Показатели качества электроэнергии

3. Показатели энергоэффектив-ности и надежности энергообъектов

4. Идентификация Диагностика Оценка ресурсаПрогноз

5. Поиск источника помех

6. Инновацион-ный потенциал проекта

7. Бизнес-модель и этапы реализации проекта

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!Научно-производственное предприятие "ПРОРЫВ"

Россия, 185035, г.Петрозаводск,ул.Андропова, д.10

   т. +7 8142 78 62 19       +7 8142 76 13 49       +7 8142 78 49 89   ф.+7 8142 76 88 52

    mailto:E-mail:  proryv@karelia.ruweb page <http://proryv.karelia.ru>

21