Система мониторинга и анализа качества электроэнергии «Гармоника»

Программно-технический комплекс предназначен для создания объектных систем контроля качества электроэнергии.

Существенные отклонения показателей качества электроэнергии от нормативных значений возникают в связи с происходящими в настоящее время изменениями структуры потребления электроэнергии, массового внедрения средств регулирования нагрузки и электрооборудования с резкопеременной, несимметричной и нелинейной нагрузкой. Это в свою очередь может приводить к изменению режимов работы электрических сетей, повышенным потерям электроэнергии, росту числа отказов электротехнического оборудования, нарушению технологических процессов потребителей электроэнергии и возникновению взаимных претензий электроснабжающих организаций и потребителей ЭЭ.

Система мониторинга и управления качеством электроэнергии (СМиУКЭ) «Гармоника» предназначена для:

  • контроля показателей качества электроэнергии (ПКЭ) по классу А измерений ГОСТ 30804.4.30;
  • регистрации отклонения качества электроэнергии в отдельных узлах сетей электроснабжения путем мониторинга ПКЭ;
  • анализа влияния качества электроэнергии на работу магистральных и распределительных сетей, сетей промышленных предприятий и энергоустановок потребителей;
  • обеспечения решения задач по выбору методов повышения и управления качества электроэнергии, расчета параметров технических средств, реализующих эти методы.

Возможности системы позволяют выявить причины отклонения ПКЭ от норм, оценить надежность системы электроснабжения и работы технологического оборудования потребителей, а также выбрать эффективные средства для повышения качества электроэнергии.

Базовые функции

СМиУКЭ «Гармоника» осуществляет следующие базовые функции:

  • непрерывные измерения параметров электроэнергии, включая ПКЭ, в электрических сетях 0,4–1150 кВ посредством синхронизированных по сигналам GPS/ГЛОНАСС стационарных и/или мобильных средств измерений;
  • сбор, хранение и передачу с уровня энергообъектов на уровень диспетчерских центров (центров управления) результатов измерений;
  • определение статистических характеристик ПКЭ и автоматизированное формирование стандартизованных отчетов о качестве электроэнергии;
  • автоматизированный анализ данных с целью определения возможных причин отклонения качества электроэнергии в электрических сетях;
  • моделирование и анализ режимов работы электрических сетей с учетом результатов измерений параметров электроэнергии для комплексной оценки влияния качества электроэнергии на эффективность передачи и использования электроэнергии и для разработки мероприятий по поддержанию параметров электроэнергии в требуемых пределах;
  • визуализацию текущих и архивных измерений ПКЭ, а также дополнительных характеристик электроэнергии и результатов статистической обработки данных измерений и анализа;
  • расчет и выбор фильтрокомпенсирующих устройств, схемно-режимных и иных мер по улучшению качества электроэнергии.

Расчетно-аналитические функции

В состав СМиУКЭ «Гармоника» входит выполняющий сетевой анализ программный комплекс, включающий расчетно-аналитическую подсистему, предназначенную для моделирования электрических режимов сети с учетом воздействия на них характеристик электроэнергии в сетевой постановке.

Такой сетевой анализ режимов по результатам мониторинга параметров электроэнергии позволяет получить количественные оценки влияния отклонений качества электроэнергии в сети и оценить их воздействие на эффективность ведения отдельных бизнес-процессов сетевых компаний и промышленных и коммунальных предприятий.

Структура и состав ПТК

СМиУКЭ «Гармоника» представляет собой многоуровневую распределенную систему, состоящую из программно-технических комплексов на объектах автоматизации (подстанции, распределительные пункты, энергопринимающее оборудование потребителей), включающих средства измерений (СИ) ПКЭ, программное обеспечение и соответствующее дополнительное оборудование. На подстанциях с большим числом СИ ПКЭ могут дополнительно устанавливаться специализированные контроллеры для сбора, первичной обработки и хранения результатов измерений. Посредством системы связи организуется сбор и передача данных от СИ на ПС в диспетчерский центр (ДЦ), где реализуется аналитическая обработка результатов измерений и ведение долгосрочных архивов. В ДЦ также выполняются функции расчета обобщенных характеристик КЭ по подстанции, энергорайону или энергосистеме в целом, выявляются и анализируются провалы и прерывания напряжения, перенапряжения, а также ведется статистическая обработка данных за периоды от месяца и более.

СМиУКЭ «Гармоника» позволяет использовать в своем составе СИ ПКЭ других производителей, работающих по стандартизованным протоколам обмена информацией.

Отличительные особенности

К основным отличительным особенностям СМиУКЭ «Гармоника» относятся:

  • Централизованный сбор, обработка и хранение результатов измерений и анализа с организацией удаленного доступа к данным посредством веб-технологий.
  • Синхронизация времени всех СИ ПКЭ системы для оценки совокупного влияния КЭ на режимы участка электрической сети, энергорайона и сетевой компании в целом.
  • Вычисление и визуализация интегральных ПКЭ для текущих и ретроспективных данных для ПС и для районов электрической сети.
  • Обеспечение информационного обмена со смежными информационными системами в диспетчерских центрах и на подстанции.
  • Использование общей информационной модели CIM для конфигурирования системы и привязки результатов измерений к электросетевому оборудованию.
  • Удаленная диагностика и конфигурирование СИ ПКЭ из диспетчерского центра.
  • Использование стандартного веб-браузера для доступа к информации системы в диспетчерских центрах и на ПС.
  • Обеспечение информационной безопасности в соответствии с требованиями заказчика.
  • Базовый набор функций обработки результатов измерений:
    • автоматическое формирование стандартизованной и специальной отчетности по всем пунктам контроля системы;
    • вычисление коэффициентов корреляции между измеряемыми параметрами в различных точках сети;
    • определение интегральных оценок ПКЭ по ПС, энергорайонам;
    • вычисление коэффициентов надежности электроснабжения;
    • использование фактов изменения состояния коммутационных аппаратов на ПС для выявления корреляции нарушений отклонения качества электроэнергии с событиями в сети (переключения, ремонты и т. п.).
  • Расширенные функции сетевого анализа влияния отклонений качества электроэнергии:
    • расчет и моделирование режимов электрической сети с возможностью использования оперативных телеметрических данных систем SCADA;
    • определение параметров подключений новых потребителей с контролем допустимых значений ПКЭ в точках отпуска электроэнергии;
    • оценка потерь электроэнергии от искажений симметрии и наличия высших гармоник с выделением структуры дополнительных потерь электроэнергии;
    • выбор места установки и параметров фильтрокомпенсирующего оборудования и управление качеством электроэнергии;
    • оценка допустимых значений максимальной глубины и длительности провалов напряжения в точках подключения ответственных потребителей при коротких замыканиях в различных точках сети и аварийном отключении мощного электрооборудования;
    • выявление зависимостей устойчивых отклонений напряжения для формирования законов регулирования напряжением в центрах питания;
    • возможность динамического выявления узлов сети с потенциальными резонансами напряжения при оперативных переключениях и изменении параметров электрического режима;
    • анализ влияния качества электроэнергии на эксплуатационные характеристики оборудования.
  • Реализация информационного обмена данными о качестве электроэнергии со смежными участниками рынка электроэнергии.
  • Гибкая архитектура СМиУКЭ для решения задач контроля качества электроэнергии в условиях различных организационных и технических ограничений.