В эпоху четвертой промышленной революции мы наблюдаем новую технологическую гонку за цифровизацией различных отраслей экономики. Однако сам по себе уровень цифровизации той или иной отрасли нельзя рассматривать как конечную цель, цифровые технологии — это новый инструмент для повышения эффективности, снижения капитальных и операционных затрат. Безусловным ядром цифровизации электроэнергетики является цифровая подстанция.
Цифровая подстанция (ЦПС) - это автоматизированная подстанция, оснащенная взаимодействующими в режиме единого времени цифровыми информационными и управляющими системами и функционирующая без присутствия постоянного дежурного персонала.
Большинство экспертов считают признаками ЦПС способность силового оборудования, измерительных устройств, систем релейной защиты обмениваться информацией в цифровом виде. Для ЦПС характерно наличие системы сбора информации о событиях, параметрах работы, состоянии оборудования. Это нужно для накопления архива с последующим анализом и разработкой планов по улучшению работы, для оптимизации сроков обслуживания оборудования и предотвращения аварий на основе предсказания поломок. Для управления районом электрической сети часть информации передается на соседние подстанции и районные диспетчерские пульты, где, наряду с информацией от генерирующих электростанций, помогает определять прогнозы режимов, устанавливать баланс генерируемой и потребляемой энергии, влияет на качественное ценообразование, расчеты между поставщиками и потребителями и многое другое.
На подстанциях может использоваться оборудование различных производителей, поэтому для создания ЦПС нужен единый язык общения между ее элементами. Для решения этой задачи была разработана серия международных стандартов МЭК 61850. Данный протокол обеспечивается оптоволоконными линиями связи, что в значительной мере снижает количество слаботочных проводников (за счет замены тысячи медных проводов на одно оптоволокно) и повышает помехоустойчивость всей системы в целом.
Для более глубокой аналитики с применением математических моделей оборудования и методов искусственного интеллекта целесообразнее использовать облачные ресурсы. Ради обеспечения безопасности связь между цифровой подстанцией и внешними телекоммуникационными сетями проходит через заградители (Firewall) или граничные компьютеры (Edge Computing). Вторая технология появилась относительно недавно и активно совершенствуется в настоящее время: она позволяет шифровать данные, сортировать их на предмет необходимости передачи во внешний мир и исключает несанкционированное проникновение извне.
В облачном пространстве находятся сервисы для предиктивной аналитики, которые планируют необходимый ремонт и обслуживание оборудования, анализируют параметры электроэнергии и разрабатывают рекомендации по оптимизации потребления и повышению энергоэффективности и качества электроэнергии. Результаты этого анализа доступны на компьютерах и мобильных устройствах службам главного энергетика и отделам по эксплуатации, ремонту и обслуживанию.
Источник: журнал Control Engineering.
