Системный оператор и Федеральная сетевая компания ввели в работу новые цифровые элементы ЦСПА третьего поколения в Объединенной энергосистеме Урала

Филиал АО «СО ЕЭС» «Объединенное диспетчерское управление энергосистемы Урала» (ОДУ Урала) и Филиал ПАО «ФСК ЕЭС» – МЭС Урала реализовали проект по установке на подстанции (ПС) 500 кВ Южная в Екатеринбурге нового цифрового комплекса для предотвращения нарушения устойчивости энергосистемы, входящего в Централизованную систему противоаварийной автоматики Объединенной энергосистемы Урала (ЦСПА ОЭС Урала) третьего поколения, которая находится в опытной эксплуатации.

В рамках проработки вариантов реконструкции удаленного контроллера противоаварийной автоматики (УКПА) на ПС 500 кВ Южная, являющегося «низовым» устройством ЦСПА ОЭС Урала, было принято решение об использовании варианта с использованием цифрового протокола передачи информации международного стандарта МЭК 61850 (протокол GOOSE – Generic Object-Oriented Substation Event), как наиболее перспективного с точки зрения развития технологии противоаварийного управления и обеспечивающего скоростной информационный обмен между устройствами релейной защиты и автоматики на ПС 500 кВ Южная. Для оценки возможности применения данной технологии в сложных комплексах релейной защиты и противоаварийной автоматики была создана рабочая группа с участием специалистов АО «СО ЕЭС», ПАО «ФСК ЕЭС» и производителей устройств РЗА, которой в кратчайшие сроки были разработаны и на испытательном полигоне проверены технические решения, обеспечивающие надежное функционирование и возможность оперативного и технического обслуживания комплекса противоаварийной автоматики на ПС 500 кВ Южная. Для обеспечения плавного перехода на цифровой формат без снижения надежности энергоснабжения потребителей в течение всего срока опытной эксплуатации ЦСПА ОЭС Урала третьего поколения в работе будет находиться ЦСПА ОЭС Урала второго поколения с действующим УКПА.

Введенный в опытную эксплуатацию в 2017 году новый комплекс ЦСПА ОЭС Урала имеет стандартную двухуровневую структуру. Это установленный в ОДУ Урала управляющий вычислительный комплекс (УВК) верхнего уровня и «низовое» устройство, размещенное на ПС 500 кВ Южная. УВК в режиме реального времени осуществляет циклический сбор информации из ОИК и производит расчет устойчивости энергосистемы. Выбранные по результатам расчетов электроэнергетических режимов управляющие воздействия передаются с верхнего уровня ЦСПА по цифровым каналам связи на нижний уровень Централизованной системы противоаварийной автоматики в УКПА на ПС 500 кВ Южная, который осуществляет непосредственное противоаварийное управление при возникновении аварийного возмущения в сети 500 кВ ОЭС Урала.

Совершенствование ЦСПА, как неотъемлемого элемента современной модели управления энергосистемами, является для Системного оператора одной из ключевых задач и реальным шагом к цифровизации энергетики, наряду с внедрением систем мониторинга запасов устойчивости (СМЗУ) и дистанционного управления оборудованием подстанций в ЕЭС России. Использование в электроэнергетике передовых цифровых технологий позволяет получить значительный системный эффект за счет построения на их базе более эффективных моделей управления технологическими и бизнес-процессами.

ЦСПА третьего поколения обладает расширенным по сравнению с действующей системой функционалом, включающим более совершенный алгоритм расчета статической устойчивости энергосистемы и алгоритм выбора управляющих воздействий по условиям обеспечения не только статической, но и динамической устойчивости – устойчивости энергосистемы в процессе аварийных возмущений. Кроме того, в основу ее работы заложен новый алгоритм оценки состояния электроэнергетического режима энергосистемы. Систему нового поколения отличает повышенное быстродействие и надежность.

В ходе реализации проекта специалисты ОДУ Урала принимали участие в разработке технического задания, согласовании проектной и рабочей документации, обеспечении режимных условий для подключения цепей УКПА к устройствам релейной защиты и автоматики на ПС 500 кВ Южная, разработке программы и проведении комплексный испытаний нового оборудования ЦСПА. Специалистами Системного оператора осуществлена установка нового программного обеспечения серверного оборудования верхнего уровня ЦСПА, а также настройка общего сетевого взаимодействия.

Информация о ЦСПА

ЦСПА – программно-аппаратный комплекс, обеспечивающий в автоматическом режиме сохранение устойчивости работы энергосистемы при возникновении аварийных возмущений. Этот комплекс в реальном времени осуществляет расчет электроэнергетических режимов, производит анализ устойчивости энергосистемы и выбирает управляющие воздействия, необходимые для обеспечения сохранения устойчивости энергосистемы после возникновения аварийных возмущений с учетом текущей схемно-режимной ситуации в энергосистеме. ЦСПА играет важную роль в обеспечении надежности работы электроэнергетических систем, оптимизирует управляющие воздействия противоаварийной автоматики и расширяет область допустимых режимов работы энергосистемы. Каждая ЦСПА имеет двухуровневую структуру: программно-аппаратные комплексы верхнего уровня устанавливаются в диспетчерских центрах АО «СО ЕЭС», а «низовые» устройства – на объектах электроэнергетики.

Надежность и эффективность ЦСПА доказана многолетней успешной эксплуатацией. Первые опыты по созданию ЦСПА проводились в Объединенной энергосистеме Урала в 1970-х годах. В 1980–1990-е годы в энергообъединениях ЕЭС России были внедрены ЦСПА первого поколения. Успешный опыт внедрения унифицированной цифровой ЦСПА второго поколения в ОЭС Урала в 2005 году и в энергосистеме Тюменской области в 2007 году был распространен на другие энергосистемы страны. В 2010 году ЦСПА второго поколения была внедрена в ОЭС Средней Волги и ОЭС Юга, а в 2012 году – в ОЭС Сибири.

ЦСПА третьего поколения уже успешно функционируют в ОЭС Востока, ОЭС Северо-Запада, ОЭС Юга, ОЭС Средней Волги и энергосистеме Тюменской области.