Автоматизация понизительных подстанций на основе технологии синхронизированных векторных измерений
Пискунов С.А. (1,2), д.т.н. Мокеев А.В. (1,2), Ульянов Д.Н. (1,2) - 1) Северный (Арктический) Федеральный университет, 2) OOО «Инженерный центр «Энергосервис», г. Архангельск, Россия.

Аннотация: в статье рассматриваются вопросы автоматизации понизительных подстанций на основе интеграции технологий высокоавтоматизированной (цифровой) подстанции и синхронизированных векторных измерений. Авторами приведены примеры применения многофункциональных интеллектуальных электронных устройств в сочетании с использованием универсальных протоколов высокоавтоматизированной подстанции для реализации функций подсистем автоматизации подстанции. Рассмотрены преимущества использования технологии синхронизированных векторных измерений и цифровых измерительных трансформаторов тока и напряжения для совершенствования устройств релейной защиты трансформаторов и системы мониторинга его состояния.

Ключевые слова: высокоавтоматизированная (цифровая) подстанция, синхронизированные векторные измерения, силовой трансформатор, дифференциальная защита, мониторинг состояния, цифровой комбинированный трансформатор тока и напряжения.

Automation of step-down substations based on synchronized phasor measurement technology
Piskunov S.A. (1,2), D.Sc. Mokeev A.V. (1,2), Ulyanov D.N. (1,2) - 1) Northern (Arctic) Federal University, 2) Engineering Center «Energoservice» LLC, Arkhangelsk, Russia.

Abstract: this paper considers the automation of step-down substations based on the integration of digital substation and synchronized phasor measurement technologies. The authors discuss the application of multifunctional intelligent electronic devices in combination with the use of universal digital substation protocols to realize the functions of substation automation subsystems. The paper shows the advantages of synchronized phasor measurement technology and digital current and voltage instrumental transformers to improve transformer protection and its condition monitoring system.

Keywords: digital substations, synchrophasor measurements, power transformer, differential protection, condition monitoring, electronic combined instrumental transformer.

Автоматизация топологической трассировки цепей на схемах электрических сетей и подстанций
д.т.н. Головинский И.А., Инженерный институт Северо-Кавказского федерального университета, г. Ставрополь, Россия.

Аннотация: в оперативно-диспетчерском управлении электрическими сетями под топологическими трассировками понимают отображение электрических связей между заданными узлами на видеосхемах электросетей и подстанций (ПС). Функции топологических трассировок являются необходимой принадлежностью автоматизированных систем диспетчерского управления (АСДУ). Основной предмет статьи составляют методы автоматизации построения трассировок. Для иллюстрации применения автоматических трассировок рассматриваются некоторые примеры их использования в анализе закольцованных схем. Приводится математическая формализация задач трассировки на языке теории графов. Рассматриваются общее математическое решение этих задач и эффективные по сложности вычислений алгоритмы их решения. Объектами анализа и вычислений являются графы, представляющие структуру CIM-моделей электросетей.

Ключевые слова: оперативно-диспетчерское управление, отображение схем электросетей, отображение схем подстанций, трассировка электрических цепей на схемах, CIM-модель, анализ двусвязности графов.

Automation of topological tracing of circuits in electrical network and substation diagrams
D.Sc. Golovinskii I.A., Engineering Institute of the North Caucasus Federal University, Stavropol, Russia.

Abstract: in the operational dispatch management of electrical networks, tracing on diagrams is understood as the display of electrical connections between specified nodes on video circuits of power grids and substations. Functions for tracing on diagrams constitute required accessories of SСADA/EMS/DMS. The main subject of the article is methods for automating the construction of tracings. To illustrate the use of automatic tracings, some examples of their application in loop circuits are considered. A mathematical model for tracing is presented in graph theory language. We consider the general mathematical solution to tracing problems and algorithms for solving them that are efficient in terms of computational complexity. The objects of analysis and calculations are the graphs representing the CIM structure of power grids.

Keywords: operational dispatch control, display of power grid diagrams, display of substation diagrams, tracing electrical circuits on diagrams, CIM, graph decomposition into biconnected components.

Цифровой датчик тока для релейной защиты в распределительных электрических сетях 6-20 кВ
к.т.н. Гвоздев Д.Б., ПАО «Россети Московский регион», г. Москва, Россия,
д.т.н. Булычев А.В., ООО «НПП Бреслер», г. Чебоксары, Россия,
Грибков М.А., ПАО «Россети Московский регион», г. Москва, Россия.

Аннотация: рассмотрен новый цифровой датчик тока с улучшенными характеристиками преобразования тока и расширенными функциональными возможностями. Приведены результаты исследования первичных электромагнитных преобразователей тока, используемых в цифровом датчике тока. Предложено совмещение в цифровом датчике тока функций преобразования сигналов в цифровой формат стандарта МЭК 61850 и функций токовой релейной защиты. Показаны особенности вновь разработанных датчиков, позволяющие получить существенное улучшение основных характеристик релейной защиты при их применении.

Ключевые слова: цифровизация, цифровой датчик тока, релейная защита, электромагнитный преобразователь тока.

Digital current sensor for relay protection in 6-20 kV electrical distribution networks
Ph.D. Gvozdev D.B., PJSC «Rosseti Moscow Region», Moscow, Russia,
D.Sc. Bulichev A.V., «NPP Bresler» LLC, Cheboksary, Russia,
Gribkov M.A., PJSC «Rosseti Moscow Region», Moscow, Russia.

Abstract: a new digital current sensor with improved current conversion characteristics and expanded functionality is considered. The results of a study of primary electromagnetic current converters used in a digital current sensor are presented. It is proposed to combine the functions of converting signals into a digital format of the IEC 61850 standard and the functions of current relay protection in a digital current sensor. The features of the newly developed sensors are shown, which make it possible to obtain a significant improvement in the basic characteristics of relay protection when using them.

Keywords: digitalization, digital current sensor, relay protection, electromagnetic current converter.

Испытания цифровых измерительных органов релейной защиты, реагирующих на приращения векторных величин, в режимах нелинейного изменения синусоидального тока
Рыжов Э.П., к.т.н. Шалимов А.С., ООО «НПП «Динамика», г. Чебоксары, Россия.

Аннотация: рассматриваются особенности функционирования цифровых измерительных органов (ЦИО) релейной защиты (РЗ), реагирующих на приращения вектора тока. Предлагаются способы проверки ЦИО с различными алгоритмами выделения приращения при помощи компьютерно-управляемой испытательной системы. Выполняется оценка характеристик ЦИО, реагирующих на приращения в режимах линейного и нелинейного изменения синусоидального тока.

Ключевые слова: релейная защита, цифровой измерительный орган, приращения тока, аварийная составляющая, блокировка при качаниях, тестирование.

Tests of digital relay protection measuring elements reacting to increments of phasor values in modes of non-linear change of sinusoidal current
Ryzov E.P., Ph.D. Shalimov A.S., NPP «Dinamika», Cheboksary, Russia.

Abstract: the features of the functioning of digital relay protection measuring elements that respond to current phasors increments are considered. The methods of testing for digital measuring elements with various algorithms for increments using a computer-controlled test system are proposed. The characteristics of digital measuring elements of increments in the modes of linear and non-linear sinusoidal current changes are evaluated.

Keywords: relay protection, digital measuring element, delta current, transients, power swing blocking, protection testing.

Анализ опыта применения систем накопления электроэнергии для повышения гибкости электроэнергетических систем
д.т.н. Илюшин П.В. (1,2), Георгиевский И.Д. (2) - 1) Институт энергетических исследований Российской академии наук, 2) Национальный исследовательский университет «МЭИ», г. Москва, Россия.

Аннотация: во многих странах мира в последние годы объемы вводов генерирующих мощностей на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ) превышают объемы вводов на тепловых, гидравлических и атомных электростанциях. Количество и суммарная установленная мощность ветровых (ВЭС) и солнечных (СЭС) электростанций при этом значительно увеличивается, что изменяет структуру генерирующих мощностей в электроэнергетических системах (ЭЭС). Это требует внедрения современного оборудования для повышения гибкости ЭЭС, учитывая стохастический характер выработки электроэнергии ВЭС и СЭС. Применение систем накопления электроэнергии (СНЭЭ) позволяет разнести во времени процессы производства и потребления электроэнергии и повысить управляемость режимами ЭЭС. В статье приведены результаты анализа отечественного и международного опыта применения СНЭЭ в составе ВЭС и СЭС, магистральных и распределительных сетях, а также микросетях. Представлены примеры внедрения крупных СНЭЭ и агрегации бытовых СНЭЭ для решения широкого круга задач. Рассмотрены получаемые техническо-экономические эффекты от внедрения СНЭЭ, в том числе для регулирования частоты и напряжения в ЭЭС, а также отсрочки инвестиций в реконструкцию традиционных электростанций и электросетевых объектов.

Ключевые слова: электроэнергетическая система, система накопления электроэнергии, гибкость, ветровая электростанция, солнечная электростанция, регулирование частоты, регулирование напряжения, отсрочка инвестиций.

Analysis of the experience of using energy storage systems to increase the flexibility of electric power systems
D.Sc. Ilyushin P.V. (1,2), Georgievskiy I.D. (2) - 1)Energy Research Institute of the Russian Academy of Sciences, 2)National Research University «MPEI», Moscow, Russia.

Abstract: in recent years, in many countries of the world, the volume of inputs of generating capacities based on renewable energy sources (RES) exceeds the volume of inputs at thermal, hydraulic and nuclear power plants. At the same time, the number and total installed capacity of wind (WPP) and solar (SPP) power plants increases significantly, which changes the structure of generating capacities in electric power systems (EPS). This requires the introduction of modern equipment to increase the flexibility of the EPS, given the stochastic nature of the generation of electricity by WPP and SPP. The use of energy storage systems (ESS) allows you to spread the processes of electricity production and consumption over time and increase the controllability of the EPS modes. The article presents the results of an analysis of domestic and international experience in the use of ESS as part of WPP and SPP, trunk and distribution networks, as well as microgrids. Examples of the implementation of large ESS and the aggregation of household ESS to solve a wide range of tasks are presented. The resulting technical and economic effects from the introduction of ESS, including for regulating the frequency and voltage in the EPS, as well as postponing investments in the reconstruction of traditional power plants and electric grid facilities, are considered.

Keywords: electric power system, electricity storage system, flexibility, wind power plant, solar power plant, frequency control, voltage control, postponement of investments.

О релейной защите для сохранения устойчивости энергосистемы
к.т.н. Маруда И.Ф., г. Волгоград, Россия.

Аннотация: традиционно для сохранения устойчивости энергосистем используется защита одного типа – защита от коротких замыканий (КЗ) типа ДФЗ (дифференциально-фазная защита). Такая защита имеет недостатки в части надежности. Предложенные варианты защиты для сохранения устойчивости электростанций меняют положение. Появилась возможность сохранения устойчивости энергосистем определять на основе сравнительных анализов вариантов исполнения защит. В статье приведен пример сравнительного анализа трех вариантов исполнения защит линий 110 кВ связи Волгоградской ТЭЦ-2 с энергосистемой.

Ключевые слова: сравнительный анализ, варианты защит для сохранения устойчивости энергосистем, релейная защита линий связи электростанции с энергосистемой.

Санкции как стимул к отечественным разработкам испытательных блоков
Плахин В.В., Михалкин Г.И., Котельников А.Г., Стуриков М.И., ООО НПП «ЭКРА», г. Чебоксары, Россия.

Аннотация: в условиях ограничения поставок в Россию комплектующих из недружественных стран рынок электротехники создал спрос на отечественные разработки испытательных блоков. В данной статье представлен обзор и сравнение технических характеристик испытательных блоков зарубежного и отечественного производства.