ПРЕСС-ЦЕНТР

Система регистрации электромеханических переходных режимов для объектов ЕЭС России

Энергетик 9/2005

Королев М.Л. зам. начальника службы режимов ОАО "СО ЦДУ ЕЭС", Казаков П.Н. технический директор департамента энергетики ЗАО "РТСофт", Могилко Р.Н. зам. директора департамента энергетики ЗАО "РТСофт", Нестеров С.А. менеджер департамента энергетики ЗАО "РТСофт"

Рыночные отношения в электроэнергетике повышают требования к управлению электрическими режимами, для эффективности которого необходима оперативная и достоверная технологическая информация. Наиболее актуальными для функционирования ЕЭС в условиях рынка являются измерения параметров режима, характеризующих участие субъектов электроэнергетики в первичном и вторичном регулировании, а также измерения параметров электромеханических переходных режимов мощности и частоты.

Крайне важной является регистрация параметров электромеханических переходных режимов (на текущий момент она полностью отсутствует в России), имеющих место в реальной работе ЕЭС. Актуальность данной задачи повышается необходимостью этой информации для выполнения обязательств по подписанному в 2005 г. в Брюсселе соглашению между консорциумом UCTE и группой энергокомпаний стран СНГ и Балтии (ЕЭС/ОЭС) о сотрудничестве по разработке технико-экономического обоснования синхронного объединения энергосистем ЕЭС/ОЭС и UCTE. В июне 2005 г. РАО "ЕЭС России" выпущен приказ 344, согласно которому в нашей стране должна быть создана специализированная система мониторинга параметров переходных процессов, охватывающая около 20 энергообъектов. Это, главным образом, крупные генерирующие объекты (ГРЭС) и узловые подстанции класса 500 кВ. Ответственным за данную работу в целом назначено ОАО "СО ЦДУ ЕЭС". 

Данному масштабному проекту предшествовал ряд исследовательских и подготовительных работ, в ходе которых ОАО "СО ЦДУ ЕЭС" в сотрудничестве с ЗАО "РТСофт" были установлены два специализированных регистратора PowerLog PL134 производства фирмы AENEA GmbH (Германия) на ПС 500 кВ "Южная" МЭС Урала и ПС 750 кВ "Ленинградская" МЭС Северо-Запада.

На основе положительного опыта по внедрению регистраторов обеими сторонами было принято решение о развитии сотрудничества в данном направлении. Руководством ОАО "СО ЦДУ ЕЭС" была поставлена новая задача разработать отечественный прибор, аналогичный PowerLog PL134, но превосходящий по своим функциональным и метрологическим характеристикам импортный регистратор. В основу системы, которая была названа Smart-WAMS, был положен опыт разработки ЗАО "РТСофт" измерительных устройств прямого ввода с трансформатором тока (ТТ) и трансформатором напряжения (ТН). Регистратор системы Smart-WAMS включает следующие компоненты (см. рис. 1):

  1. Измерительные преобразователи МИП-01, устанавливаемые на контролируемых присоединениях.
  2. Коммуникационный сервер, обеспечивающий сбор информации с МИП-01, архивирование полученной информации и передачу ее пользователю по запросу.
  3. Приемник GPS, обеспечивающий точную синхронизацию времени системы.
  4. Сеть Ethernet, соединяющая МИП-01 и сервер сбора.
  5. Выделенная шина синхронизации времени.

Измерительный преобразователь МИП-01 представляет собой функционально и конструктивно законченный прибор, подключаемый непосредственно к трансформаторам тока и напряжения. Измерительные преобразователи могут быть распределены по объекту в зависимости от его топологии. Обмен данными МИП-01 с коммуникационным сервером производится по сети Ethernet 10/100 Мбит по протоколу МЭК 870-5-104. 

Коммуникационный сервер построен на базе промышленного персонального компьютера типа PxV103 P4 компании Kontron (Германия) и функционирует под управлением операционной системы Windows XP Embedded, а также специализированного прикладного программного обеспечения (ПО), разработанного ЗАО "РТСофт".

Выделенная шина синхронизации времени построена на основе интерфейса RS422 и обеспечивает передачу от GPS-приемника секундных импульсов, по которым производится точная синхронизация элементов системы (с точностью до 20 мкс).

Передача данных от коммуникационного сервера пользователю осуществляется по коммутируемому телефонному каналу с помощью модема, встроенного в сервер. Сервер обеспечивает передачу файлов с данными в форматах Comtrade и csv. Получение, анализ и представление полученных с регистратора данных, а также его конфигурирование производится с помощью удаленной рабочей станции и специализированного ПО.

Система обеспечивает регистрацию информации с привязкой к астрономическому времени для следующих электрических параметров:

  • частота по каждой фазе;
  • угол между синусоидой напряжения сети и синусоидой 50 Гц, привязанной к сигналам точного времени;
  • активная мощность, пофазно;
  • суммарная активная мощность;
  • реактивная мощность, пофазно;
  • суммарная реактивная мощность;
  • фазные напряжения.

Система обладает следующими метрологическими характеристиками:

  • Основная приведенная погрешность измерения и расчета электрических величин: 0,5%.
  • Погрешность синхронизации измерительного преобразователя от GPS: 20 мкс.
  • Абсолютная погрешность измерения частоты: 0,001 Гц.
  • Абсолютная погрешность измерения угла вектора напряжения между синусоидой напряжения сети и синусоидой 50 Гц, привязанной к астрономическому времени: 1 градус.

Сервер сбора обеспечивает непрерывный сбор данных от всех МИП-01, входящих в состав системы, с периодом 20 мс в течение 36 часов. Запись данных коммуникационным сервером в архив аварийных событий осуществляется по следующим критериям:

  1. изменения частоты (уменьшение или увеличение частоты) уставки, равной 0,005 2 Гц/с, с шагом 0,005 Гц;
  2. понижение действующего значения любого из фазных напряжений уставки, выбираемой из диапазона от 0 до 120%.

Длительность записей в архиве аварийных событий составляет:

  • до аварии до 100 с;
  • аварийный процесс до 1000 с.

Количество записываемых параметров и длительность архивов настраиваются удаленно при конфигурировании коммуникационного сервера. Сервер может хранить не менее 100 записей аварийных процессов.

В настоящее время система Smart-WAMS проходит серию функциональных и метрологических испытаний, после завершения которых, в конце 2005 г., планируется установка и запуск в эксплуатацию целой серии таких приборов.