ООО «Башкирэнерго» - дочернее предприятие АО «БЭСК», входящего в АФК «Система», входит в десятку лучших электросетевых компаний России «Рейтинга качества услуг по технологическому присоединению к электросетям». ООО «Башкирэнерго» оказывает услуги по передаче электроэнергии по линиям напряжения 110кВ и ниже до потребителя, а также осуществляет присоединение потребителей к электрическим сетям. Организация обслуживает 245 подстанций 110 кВ, 330 подстанций 35 кВ и 22642 трансформаторныхяяяяя пункта 0,4/6/10 кВ.
АСКУЭ – это автоматизированная система коммерческого учета электроэнергии, обеспечивающая дистанционный сбор данных с интеллектуальных приборов учёта, передачу полученной информации в центр сбора данных и обработку переданных данных с целью оптимизации учёта и энергопотребления.
Система АСКУЭ имеет трехуровневую архитектуру. Нижний уровень - интеллектуальные приборы учёта электроэнергии с цифровыми выходами. Средний уровень – устройства сбора данных и передачи их в центральный узел обработки информации. Именно на этом уровне применяется оборудование Moxa: различные преобразователи интерфейсов, а также коммутаторы и модемы для организации каналов передачи собранной информации. Верхний уровень представляет из себя программный комплекс в центральном узле сбора и обработки информации.
Специалистами компании ООО «Башкирэнерго» были разработаны типовые схемы для систем учета электроэнергии, которые вошли в список типовых решений подстанций 6 – 100 кВ стандарта СТО ФСК.
Схема 1: Структурная схема системы учета электроэнергии на распределительных пунктах и трансформаторных подстанциях 10 (6) кВ на оборудовании MOXA.
Схема 2: Структурная схема системы учета электроэнергии на подстанциях 110/35 кВ.
Проводные каналы связи, организованные через коммутаторы серии EDS-400A, являются основными. В случае возникновения обрыва соединений, данные передаются по резервным сотовым каналам через модемы OnCell G3000. Преобразователи интерфейсов серии NPort IA-5000 осуществляют интеграцию счетчиков с последовательными интерфейсами RS-485 в единую сеть Ethernet.
Оборудование Moxa:
EDS-408A– Управляемые коммутаторы с 8 портами 10/100BaseTX или 6 портами 10/100BaseTX и 2 портами 100BaseFX с расширенным диапазоном температур -40 ~ +75. Поддерживает протоколы резервирования RSTP, Turbo Ring/Chain, технологию VLAN, QoS, синхронизацию SNTP, NTP Server/Client и пр.
OnCell G3150A-LTE-EU-T – Сотовый LTE-модем с интерфейсами Ethernet и RS-232/422/485, двумя сим-картами, с расширенным диапазоном температур -40 ~ +75.
NPort IA-5000 – Преобразователи RS-232/422/485 в Ethernet (медный или оптический) с расширенным диапазоном температур -40 ~ +75.
Количество электросчетчиков, включенных в автоматизированную систему контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ) ООО «Башкирэнерго» превысило 250 тысяч. На сегодняшний день в работе более 330 тысяч каналов учета электроэнергии. Другими словами, это количество «умных» электросчетчиков, способных учитывать электроэнергию по четырем каналам учета, заменяя четыре обычных электросчетчика.
За 2019 год в Уфе установлено почти 20 тысяч «интеллектуальных» приборов учета. По словам начальника отдела организации транспорта электроэнергии ООО «Башкирэнерго» Андрея Кузнецова, с текущего года основные силы персонала предприятия направлены на контроль работоспособности с ежесуточным опросом электросчетчиков.
Ежедневный контроль балансов отпускаемой и потребляемой электроэнергии позволяет своевременно выявлять несанкционированные присоединения к электросети или вмешательства в работу приборов учета. Благодаря этому снижаются потери электроэнергии, повышается надежность и качество отпускаемой потребителям электроэнергии.
На снимке - монтаж счетчика АСКУЭ в уфимском микрорайоне Цветы Башкирии.
Компания-разработчик
ООО «НТК Интерфейс» занимается разработкой и внедрением систем сбора и управления информацией для предприятий энергетики, находясь на электротехническом рынке России и ближнего зарубежья уже более трёх десятков лет. Предлагаемые компанией решения и оборудование предназначены, в первую очередь, для диспетчерских подразделений электростанций, подстанций и электросетей — генерирующих и сетевых предприятий отрасли.
За 30 лет оборудование и программное обеспечение компании установлено более чем на 2000 объектах.
На современном российском рынке «НТК Интерфейс» занимает достойную позицию и сохраняет её, несмотря на присутствие на рынке импортных аналогов. Этому способствует ряд причин:
- гибкая ценовая политика. Решения от поставщиков из дальнего зарубежья отличаются от отечественных по цене более чем в 2–3 раза;
- индивидуальный подход к каждому заказчику, учёт его потребностей, партнерские отношения с каждым предприятием с установленными продуктами нашего производства;
- партнерские отношения со смежными предприятиями, занимающимися разработкой компонентов АСДУ, проектированием и монтажом объектов энергетики.
Описание устройства
Шлюз Д8112.хх предназначен для решения задач:
- конвертация протоколов информационного обмена;
- сбор данных с сторонних устройств, используя стандартные протоколы обмена;
- передача данных на верхний уровень, используя стандартные протоколы обмена.
Устройство Шлюз Д8112.xx выполнено с использованием компьютера MOXA UC-8112-LX v2 с установленными ОС Debian 8 ARM 7 (Kernel 4.1) и кроссплатформенным ПО сервера «ОИК Диспетчер НТ» версии 3.0.
Платформа компьютера MOXA UC-8112-LX v2 с установленными ОС Debian 8 ARM 7 (Kernel 4.1) обеспечивает возможность обработки входящего потока данных, равному 15000 телепараметров в секунду, компактность решения и позволяет организовать каналы связи для сбора и передачи данных по следующим интерфейсам:
- 2 Ethernet-порта 10/100 Мбит/с, например, для приёма/передачи данных в МЭК 870-5-104, МЭК-61850 и др.
- 2 COM-порта RS-232/422/485, например, для приёма/передачи данных в протоколе МЭК 870-5-101, опроса устройств в проколах МЭК 870-5-103, MODBUS RTU и др.
Для удобства эксплуатации разработан функционал изменения основных параметров сетевых адаптеров и компьютера при помощи загрузки/выгрузки текстового файла конфигурации через USB-порт устройства. Например, для изменения IP-адресов сетевых адаптеров или изменения времени на устройстве эксплуатирующему персоналу достаточно заранее произвести подготовку текстового файла конфигурации, поместить данный файл на любой имеющийся USB-накопитель, подключить его в USB-порт компьютера и загрузить подготовленную конфигурацию в устройство при помощи сервисных кнопок. Подобный функционал сокращает время обслуживания устройств и не требует работы в операционной среде Linux.
Использование в составе устройства версии 3.0. ПО сервера «ОИК Диспетчер НТ» позволяет обеспечить возможность использования более 30 различных протоколов информационного обмена, основными из которых являются: МЭК 870-5-101, МЭК 870-5-104, МЭК 870-5-103, МЭК 61850 MMS, МЭК 61850 GOOSE, DNP 3, MODBUS RTU/ASCI/TCP, СЭТ-4ТМ, Меркурий 230, КП Исеть.
Большой выбор протоколов позволяет применять Шлюз Д8112.хх на объектах электроэнергетики – подстанциях различного класса напряжения, 110, 35, 10, 6, 0, 4 кВ, объем телемеханизации которых не превышает 1500 параметров. На практике очень часто подобные объекты комплектуются оборудованием (РЗА, измерительные преобразователи, приборы учета, контроллеры и датчики, пожарно-охранной сигнализации и др.) различных производителей с различных набором протоколов информационного обмена, что не позволяет организовать передачу всех данных объекта на верхний уровень с использованием одного протокола передачи данных.
Использование Шлюза Д8112.хх в таких условиях позволяет:
- Создать единую базу данных объекта (которая собирается путём получения данных с устройств в разных протоколах);
- Работать с единой базой данных (применять масштабные коэффициенты, дорасчитывать необходимые значения и др);
- Организовать передачу требуемых данных базы в едином протоколе передачи по различным каналам связи с верхним уровнем.
С 2018 года устройство находится в эксплуатации в региональном подразделении ПАО «Россети» для решения задачи приёма информации по каналам связи (примерное количество 100 шт.) в протоколе МЭК 870-5-104 с малых объектов через открытую сеть общего пользования (GPRS) с дальнейшей пересылкой принятых данных по одному каналу в протоколе МЭК 870-5-101 в сервер системы АСДУ. Данное решение позволяет полностью изолировать сети предприятия от сети общего пользования и обеспечить разгрузку сетевых ресурсов основного сервера АСДУ.
Решение отображено на структурной схеме:
Разработчик:
Уральский Федеральный университет имени первого президента России Б.Н. Ельцина
Кафедрой «Автоматизированные электрические системы» Уральского федерального университета завершен проект, поддержанный Министерством науки и высшего образования, «Разработка масштабируемого программно-технического комплекса для управления электрическими подстанциями на базе протокола МЭК 61850».
В рамках проекта на базе программно-аппаратного комплекса реального времени создан экспериментальный стенд для испытаний цифровых систем управления, построенных на принципах, изложенных в стандарте МЭК 61850. Применение моделирования в реальном времени в замкнутом контуре позволяет испытывать такие системы управления в условиях, максимально приближенных к реальным, тем самым повышая их надежность. Также создан экспериментальный образец программно-технического комплекса цифровой подстанции (ПТК ЦПС), представляющий собой ту самую систему управления электрической подстанцией, основанную на спецификациях стандарта МЭК 61850. Этот стандарт предполагает передачу всей информации, имеющейся на подстанции (между устройствами управления и/или на верхний уровень) в цифровом виде по технологии Ethernet. При этом, для организации сети связи, удовлетворяющей высоким требованиям задач управления подстанциями, необходимо высокоскоростное и надежное оборудование. На рисунке представлена укрупненная схема созданного экспериментального стенда и ПТК ЦПС.
В качестве коммутатора шины процессов используется управляемый Ethernet-коммутатор Moxa PT-G7728 с пропускной способностью каждого канала 1 Гбит/с и с возможностью передачи меток точного времени по технологии PTP. В качестве коммутаторов шины станции применяются коммутаторы Moxa PT-7528.
В качестве коммутатора шины процессов используется управляемый Ethernet-коммутатор Moxa PT-G7728 с пропускной способностью каждого канала 1 Гбит/с и с возможностью передачи меток точного времени по технологии PTP. В качестве коммутаторов шины станции применяются коммутаторы Moxa PT-7528.
Оборудование Moxa
PT-G7728 - Модульный управляемый коммутатор 2 уровня: до 28 портов Gigabit Ethernet c 4 предустановленными портами, 6 слотами для установки модулей расширения. Кроме стандартных функций управляемых коммутаторов PT-G7728 поддерживает дополнительный функционал для применения на подстанциях: IEEE 1588v2 PTP, опрос и управление по протоколу MMS, приоритизация трафика МЭК 61850 (QoS) и мониторинг Goose сообщений.
PT-7528-24TX-HV-HV - Управляемый Ethernet-коммутатор в стойку 19": 24 медных порта Fast Ethernet, слот для модуля расширения Gigabit Ethernet. Поддержка функций резервирование связи RSTP, Turbo Ring, Turbo Chain, технологии VLAN, функции безопасности, опрос и управление по протоколу MMS, приоритизация трафика МЭК 61850 (QoS).
Оба коммутатора соответствуют стандартам МЭК 61850-3 и IEEE 1613 для применения на подстанциях, имеют рабочий диапазон -40 ~ 85°C, резервирование блоков питания и гарантию 5 лет.
Данный испытательный полигон выполняет роль универсальной отладочной базы для АСУТП ПС 110-500 кВ. Отработанные решения позволяют предоставить заказчику систему с высокой степенью готовности и минимальными рисками, которая уже, фактически, прошла опытную эксплуатацию. Так, например, на базе данного полигона был разработан "цифровой двойник" ПС 220 кВ "Калининская" МЭС Урала, которая уже успешно введена в эксплуатацию.
Автоматизированное управление энергообъектами – это комплексная задача, в основе решения которой зачастую лежит специализированный программно-технический комплекс от проверенного разработчика. ПТК «UniSCADA», разработанный компанией Релематика, может применяться для построения АСУ ТП подстанций, электрической части электростанций, многоуровневых систем АСДУ и систем энергоснабжения предприятий.
Подробное описание функциональных возможностей и компонентов ПТК – в Сборнике технических описаний для автоматизации объектов.
Для реализации АСУ используются шкафы связи и серверные, разработанные и произведенные Релематикой. В состав шкафов, как правило, входит оборудование сторонних производителей, которое применялось в процессе проведения аттестации ПТК на предприятие. Ниже представлены типовые схемы АСУ ТП подстанций с применением оборудования Moxa в качестве коммуникационных устройств и серверов системы управления.
1. Структурная схема АСУ ТП подстанций с резервированием RSTP (I архитектура, без Goose и SV).
2. Структурная схема АСУ ТП подстанций с резервированием по протоколу PRP (II архитектура, без SV).
Контроллеры присоединения, шлюзы «UniSCADA» и серверы АСУ ТП поддерживают PRP и подключаются к двум независимым PRP кольцам. При необходимости подключения к PRP сетям оборудования без поддержки PRP могут быть применены дополнительные Redbox.
В обеих схемах для организации среды передачи данных могут быть задействованы коммутаторы Moxa серии РТ-7000, поддерживающие функции резервирования по протоколам RSTP, Turbo Ring и Turbo Chain.
Для ограничения доступа к внутренним подсистемам и осуществления маршрутизации и фильтрации трафика используются маршрутизаторы серии EDR-G902/903.
В качестве АСУ ТП сервера выступает промышленный компьютер DA-820C, поддерживающий возможность установки модуля расширения с поддержкой технологий PRP/HSR для подключения напрямую в PRP подсети.
Оборудование Moxa
PT-7528-24TX-HV-HV - Управляемый Ethernet-коммутатор в стойку 19", 24 медных порта Fast Ethernet и 4 комбинированных порта Gigabit Ethernet. Соответствует стандартам МЭК 61850-3 и IEEE 1613 для применения на подстанциях и имеет диапазон рабочих температур -40 ~ 85°C и резервированное питание.
PT-7728-F-HV-HV - Управляемый Ethernet-коммутатор в стойку 19" в модульном исполнении, до 24 портов Fast Ethernet и 4 портов Gigabit Ethernet. Соответствует стандартам МЭК 61850-3 и IEEE 1613 для применения на подстанциях и имеет диапазон рабочих температур -40 ~ 85°C и резервированное питание.
EDR-G903 - Промышленный маршрутизатор с 2 независимыми WAN-интерфейсами, поддержкой Firewall, VPN, NAT, статической маршрутизации и RIP V1/V2, OSPF, а также с поддержкой функции резервирования маршрутизатора по протоколу VRRP.
DA-820C-KL7-HH - Стоечный компьютер с процессором Intel Core i7-7820EQ, с портами VGA и HDMI, 4 медными портами Gigabit Ethernet, 4 слотами для установки HDD/SSD. Соответствует стандартам МЭК 61850-3 и IEEE 1613 для применения на подстанциях и имеет резервированное питание.
DA-PRP-HSR - Модуль расширения для компьютеров серии DA-820, 2 порта Gigabit Ethernet для подключения в сети PRP/HSR.
Оборудование Moxa в составе ПТК было аттестовано в Россетях и успешно внедряется в системы АСУ ТП подстанций по всей России.
ООО «Релематика» — один из ведущих российских разработчиков и производителей современных цифровых устройств, комплексов релейной защиты и автоматики для автоматизации энергообъектов всех уровней напряжения. Оборудование производства компании Релематика соответствует мировым стандартам и сертифицировано в ПАО «Россети».