Реализация мероприятий по повышению энергоэффективности в электросетевом хозяйстве Республики Татарстан

 

Приложение  № 2

к постановлению

Кабинета Министров

Республики Татарстан

от 15.12.2010 № 1069

 

Реализация мероприятий  по повышению энергоэффективности  в 

электросетевом хозяйстве Республики Татарстан

 

Реализация мероприятий  по повышению энергоэффективности в электросетевом хозяйстве Республики Татарстан предусматривается по следующим основным направлениям:

1. Монтаж автоматизированных систем  учета электроэнергии на подстанциях (далее - ПС) 110/35/6-10 кВ, 11/6-10 кВ, 35/6-10 кВ.

Основной целью проекта является решение задач по реализации программы «Реактивная мощность – напряжение – потери – экономика», организация мониторинга активной (реактивной) энергии (мощности), получение достоверных и единовременных данных при проведении единого замерного дня по определению и контролю заявленной и фактической мощности.

2. Разукрупнение трансформаторных  подстанций.

Оптимизация схем распределительных  сетей позволяет снизить потери электрической энергии и повысить надежность электроснабжения, а также увеличить полезный отпуск электроэнергии.

3. Применение трансформаторов с  симметрирующей обмоткой.

Установка трансформаторов с симметрирующей обмоткой позволяет снизить потери энергии в силовых трансформаторах, повысить качество электроэнергии, поставляемой потребителям.

4. Оптимизация перетоков реактивной и активной мощностей на ПС 110 кВ «Южная».

ПС «Южная» была выбрана по итогам научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы «Разработка технико-экономического обоснования установки компенсирующих устройств в сетях 110-500 кВ ОАО «Сетевая компания» в Казанском районе».

5. Обследование состояния дел  с потоками реактивной мощности  и разработка мероприятий по  компенсации реактивной мощности  в электрических сетях         ОАО «Сетевая компания».

В ходе работы будут подготовлены технические требования и схемно-технические решения устройств управления индуктивно-емкостными параметрами сети и будет дано обоснование их установки в опорных энергоузлах энергосистемы в целях компенсации реактивной мощности, повышения пропускной способности сети 110 кВ и выше, стабилизации уровней напряжения в электрических сетях   ОАО «Сетевая компания» и снижения потерь электроэнергии при ее передаче.

6. Внедрение управляемых линий  электропередач на основании  FACTS-технологий в Республике Татарстан.

Применение FACTS-технологий позволяет повысить пропускную способность электрических сетей высшего напряжения, перераспределить перетоки мощности в основной сети в зависимости от спроса и его покрытия по узлам, повысить экономичность работы за счет снижения потерь электроэнергии в сетях, ограничить токи короткого замыкания. В определенных случаях устройства FACTS являются альтернативой при выполнении заданных требований по надежности.

7. Реализация проекта «Умные  сети».

В ближайшие 20 лет мировое потребление электроэнергии по прогнозам должно возрасти на 25 - 30 процентов. При этом вопросы значительного износа оборудования и ограниченности финансирования можно решить, используя «Умные сети», которые позволят:

1. Минимизировать уровень потерь электроэнергии;

2. Минимизировать затраты на свое содержание;

3. Оптимизировать затраты потребителей на пользование электроэнергией.

«Умная сеть» («Smart Grid») – это максимально автоматизированная сеть, которая сочетает в себе инструменты контроля и мониторинга, информационные технологии и средства коммуникации, обеспечивающие параллельно поток электроэнергии и информации от электростанций до потребителя, и при этом обеспечивающая:

значительное повышение надежности электроснабжения потребителей;

повышение качества электроэнергии;

снижение потерь электроэнергии во всех элементах сети;

увеличение продолжительности  межремонтного эксплуатационного  периода с сохранением надежности электроснабжения;

повышение электрической и экологической  безопасности сети в целом;

создание условий для развития промышленности и инфраструктуры.

По данным Федеральной сетевой  компании, построение объединенной энергосистемы с интеллектуальной сетью позволит уменьшить потери в электрических сетях всех классов напряжения на 25 процентов, что даст экономию в масштабах Российской Федерации порядка 34 – 35 млрд.кВт-часов в год. Такой объем энергии в течение года вырабатывается несколькими электростанциями суммарной мощностью 7,5 гигаватта.

За счет развития такой сети можно  уменьшить потребность в новых  мощностях на 22 гигаватта. Почти на 35 млрд.долларов США можно снизить объем капиталовложений в развитие распределительных и магистральных сетей за счет увеличения пропускной способности сетей по новым технологиям.

«Умные сети» – это распределительная сеть, обладающая значительно большей протяженностью линий электропередачи, а также количеством подключенных потребителей по сравнению с магистральными сетями.

Намечается широкое внедрение  систем распределенной автоматизации  с наделением каждого устройства интеллектом в сочетании с развитием коммуникаций с целью интеграции устройств в единую сеть обмена данными.

В направлении создания «Умных сетей» следует выделить три ключевых блока:

1. Измерение и управление потреблением электроэнергии;

2. Управление аварийными режимами;

3. Управление сетью в целом.

Решение задач в рамках этих блоков осуществляется путем использования интеллектуальных средств измерения («умные счетчики»), программных комплексов управления бытовым энергопотреблением и измерителей для воздушных линий электропередач. Применение «умных счетчиков», интегрированных в автоматизированной системе коммерческого учета энергоносителей, позволяет производить в автоматическом режиме замер как фактических, так и нормативных технологических потерь электроэнергии в сети, а также потребления реактивной мощности. Появились программные разработки, позволяющие в режиме реального времени отслеживать внутридомовое потребление как интегрально, так и по отдельным группам потребителей. Данные программные комплексы позволяют оптимальным образом подключать электроприемники к сети, оптимизируя режим энергопотребления потребителей. За рубежом большинство проектов по «Smart Grid» начинается с «умного измерения».

Автоматизация распределительных  сетей осуществляется на базе принципа автоматического секционирования линий - важной составляющей «Smart Grid». Для этого применяются комплексные программы для автоматизации распределительной сети; реклоузеры, вольтодобавочные трансформаторы, системы продольной компенсации реактивной мощности, системы автоматического противоаварийного включения и автоматического включения резервов, устройства автоматического восстановления доаварийного режима подстанций, участков сети, автоматического определения места повреждения на линиях электропередачи.

На сегодняшний день в целом принята универсальная формула трактовки «Smart Grid»: развитие систем автоматизации в сочетании с повышением энергоэффективности. Построение «интеллектуальных сетей» должно сопровождаться значительным продвижением как в сегменте информационных технологий, так и в сегменте электротехнического оборудования и требует тесного сотрудничества специалистов в области передачи и распределения электроэнергии со специалистами в области автоматизации и информационных технологий. Большую роль в области продвижения к «Smart Grid» должно сыграть внедрение «умных» технологий также и в управлении бизнес-процессами.

В электроэнергетике России можно  привести следующие примеры наличия  элементов «Smart Grid»:

1. Технологическим элементом «Умной сети» являются устройства компенсации реактивной мощности на базе FACTS-технологий, в том числе планируемые к установке устройства на базе управляемого шунтирующего реактора на ПС 110кВ «Южная» Казанских электрических сетей.

2. Одним из существенных элементов  «Умной сети» является «цифровая» подстанция. Создание таких подстанций – общемировая тенденция, работы над подобными проектами ведутся в Европе и США, Японии, Индии и Китае. Идея «цифровой» подстанции заключается в создании систем контроля, защиты и управления нового поколения, в которых вся информация рождается, перерабатывается и управляет оборудованием в цифровом формате. Проект предусматривает, в частности, разработку и внедрение на подстанциях оптических цифровых измерительных трансформаторов и комплексов цифровой аппаратуры нового поколения.

Современная цифровая аппаратура, выполняющая  функции защиты и управления, открывает возможности быстрого прямого обмена информацией между устройствами, что, в конечном счете, дает возможность сокращения числа кабельных связей, устройств и более компактного их расположения. Это делает цифровые технологии более экономичными на всех стадиях внедрения: при проектировании, монтаже, наладке и в эксплуатации. Уже разработаны первые опытные отечественные образцы оборудования подстанций: измерительные электронные трансформаторы тока с цифровым выходом (ОАО «Раменский электротехнический завод «Энергия»), а также комплекс приборов учета электроэнергии и телемеханики, работающих в единой системе цифрового обмена (ЗАО «ИТЦ «Континиум»).

3. Компанией «Таврида  Электрик» разработаны и продемонстрированы  на выставках инновационные продукты серии «Smart»: вакуумные реклоузеры РВА/TEL 10-35 кВ, концептуально новая линейка интегрированных микропроцессорных устройств управления сетью TELARM серии «Smart» и пр.

В энергосистеме Республики Татарстан  начато решение вопросов, относящихся к категории «Smart Grid», которые требуют дальнейшего развития:

1. Интегрирование в автоматизированную систему коммерческого учета энергоносителей «интеллектуальных» счетчиков электроэнергии.

2. Создание автоматизированной  системы определения фактических  и нормативных технологических потерь электроэнергии на линиях электропередачи и автотрансформаторах 110-500 кВ с использованием приборов учета).

По этой тематике требуется дополнительно:

задействовать весь спектр функций, заложенных в «интеллектуальные» счетчики, включая расчет потерь электроэнергии, с выводом их пользователям;

создать автоматизированную систему определения фактических и нормативных технологических потерь электроэнергии на линиях электропередачи и трансформаторах в распределительной сети 6(10)-35 кВ с использованием «интеллектуальных счетчиков»;

внедрить компенсирующие устройства с использованием FACTS-технологий в сетях ОАО «Сетевая компания» с целью стабилизации напряжения и увеличения пропускной способности линий и трансформаторов;

с началом серийного выпуска оптических измерительных трансформаторов тока и напряжения начать их установку и ввод в эксплуатацию в приоритетном порядке для осуществления учета электроэнергии (исключение потерь напряжения и тока во вторичных цепях).

3. Автоматизация распределительных сетей. По этой теме требуется выполнить автоматизированное секционирование в сетях 6(10)-35 кВ с использованием реклоузеров и передачей информации в управляющие центры с использованием инновационной телекоммуникационной технологии PLC (использование для информационного обмена силовых электросетей).

4. Системы управления сетевым районом. Требуется реализовать програм-мный комплекс, который в режиме реального времени моделирует режим сети, отрабатывает поведение коммутационных аппаратов, информирует диспетчера о месте повреждения сети и т.д.

5. Создание автоматизированной системы диспетчерского управления для центра управления системами ОАО «Сетевая компания».

Также подписаны соглашения о сотрудничестве между Федеральной сетевой компанией и Советом производителей электроэнергии и стратегических инвесторов электроэнергетики, объединяющими более 65 процентов генерирующих мощностей России.

Реализация проекта позволит вывести энергетику в Республике Татарстан на качественно новый технический уровень, создаст условия для объединения производителей электричества, электрических сетей и потребителей в единую автоматизированную систему, которая в реальном времени позволит отслеживать и контролировать оптимальный режим работы всех участников процесса.

Этапы реализации проекта  «Умные сети» приведены в таблице 18.

 

Таблица 18

 

Этапы реализации инновационного проекта «Умная сеть»

 

№ п/п	Раздел (направление  проекта)	Выполнено по состоянию на 01.07.2010	Необходимо выполнить за 2011-2015 годы
1.	Система учета и измерения	1. Установлены и интегрированы в автоматизированную информационно-измеритель-ную систему коммерческого учета электроэнергии интеллектуальные многоцелевые счетчики электроэнергии. 2. Созданы автоматизированные системы определения фактических и нормативных технологических потерь электроэнергии на магистральных линиях электропередачи 110-500 кВ и автотрансформаторов 220- 500 кВ с использованием приборов учета. 3. Установлены датчики телеизмерения параметров сети с цифровым выходом	1. Задействовать весь спектр функций, заложенных в «интеллектуальные» счетчики электроэнергии с выводом их пользователям. 2. Создать автоматизированную систему определения фактических и нормативных технологических потерь электроэнергии на линиях электропередачи и трансформаторах в распределительной сети 6(10)-35 кВ с использованием «интеллектуальных» счетчиков электроэнергии. 3. Создать автоматизированную систему регулирования реактивной мощности в сети с использованием в качестве пусковых устройств (датчиков) выявленные сверхнормативные потери на отдельных участках сети с воздействием на источники реактивной мощности (на электростанциях и у потребителей). 4. Внедрить многофункциональные счетчики электрической энергии с цифровыми выходами, обеспечивающие учетные функции измерения и контроля параметров качества электроэнергии, осциллографирование и др. с поддержкой протокола IEC 61850-9-2
2.	Обеспечение нормативного качества электроэнергии в сети по напряжению и частоте	1. Осуществлены начальные этапы проектирования установки управляемого шунтируемого реактора с батареями конденсаторов на ПС 110 кВ «Южная» Казанских электрических сетей для поддержания заданного уровня напряжений в сети и реактивной мощности. 2. В рамках научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы выполняется проект «Обследование состояния дел с потоками реактивной мощности в электрических сетях ОАО «Сетевая компания» на базе устройств FACTS-технологий». 3. На ПС 500 кВ «Киндери» введен в опытную эксплуатацию с действием на сигнал цифровой комплекс противоаварийной автоматики ПАА-М производства ООО «Прософт Систем», г.Екатеринбург	1. Ввести в работу устройство компенсации реактивной мощности на ПС 110 кВ «Южная» Казанских электрических сетей. 2. Осуществить научно-исследовательскую и опытно-конструкторскую работу по организации распределенной компенсации реактивной мощности путем установки батарей статических конденсаторов на разных объектах, управляемых головным устройством управляемого шунтируемого реактора средствами телеизмерения и телеуправления. 3. Ввести в промышленную эксплуатацию цифровой комплекс противоаварийной автоматики на ПС 500 кВ «Киндери» для поддержания нормативного уровня частоты в Казанском энергорайоне в аварийных режимах
3.	Цифровая подстанция	1. Выполнена установка цифровых защит производства ООО НПП «ЭКРА», ЗАО «РАДИУС Автоматика» и других фирм       на базовых подстанциях 110-500 кВ   ОАО «Сетевая компания». 2. Выполнена оценка электромагнитной обстановки на объектах с цифровыми устройствами релейной защиты и автоматики и противоаварийной автоматики и реализованы мероприятия по обеспечению их электромагнитной совместимости	1. Выполнить научно-исследовательскую и опытно-конструкторскую работу и подготовить проект «Цифровая подстанция» на одном из вновь вводимых объектов ОАО «Сетевая компания», в рамках которого: осуществить установку цифровых измерительных трансформаторов тока и напряжения; обеспечить  связь цифровых трансформаторов тока и трансформаторов напряжения с аппаратурой релейной защиты и автоматики, учет электроэнергии и измерение поддерживающей протокол IEC 61850-9-2 с использованием цифровых каналов связи и оптико-волоконного кабеля
4.	Автоматизация распределительных сетей	Выполнен пилотный проект установки секционирующих реклоузеров в сети 10 кВ, ПС Байряки Бугульминских электрических сетей, в количестве 7 штук	Выполнить автоматизированное секционирование в сетях 6(10)-35 кВ с применением реклоузеров и передачей информации в управляющие центры с использованием инновационной, телекоммуникационной технологии PLC в районных электрических сетях Казанских, Приволжских и Бугульминских сетей
5.	Системы мониторинга  и управления сетями	1. Внедрена информационная система (да-лее – ИС) «e-Net» для паспортизации силового оборудования. 2. На базе ИС «e-Net» создано программное обеспечение «Управляющая модель электрической сети». 3. ИС «e-Net» интегрирована с программой расчета нормативных потерь «РТП-3». 4. Разработан модуль «Измерение и приборы», совместимый с системой «Пирамида» для автоматизированного сбора информации со счетчиков. 5. Получено коммерческое предложение ООО «АББ Автоматизация» о создании автоматизированной системы диспетчерского управления «Network Manager» разработки Концерна «ABB» для центра управления системами ОАО «Сетевая компания»	1. Разработать модуль релейной защиты и автоматики и противоаварийной автоматики в составе ИС «e-Net» для создания единой базы данных для производства расчетов. 2. Реализовать программный комплекс «Управляемая модель электрической сети» в районных электрических сетей филиалов ОАО «Сетевая компания» в качестве пилотных проектов. 3. Выйти через Министерство промышленности и торговли Республики Татарстан на потребителей электроэнергии республики по вопросу их взаимодействия с сетевыми предприятиями филиалов ОАО «Сетевая компания» в рамках программы «Управляемая модель электрической сети». 4. Реализовать в центре управления системами ОАО «Сетевая компания» пилотный проект по внедрению автоматизированной системы диспетчерского управления «Network Manager» с ООО «АББ Автоматизация»