Энергетическая сетевая компания Liander

Автоматизация распределительной сети


В Амстердаме была реализована интеллектуальная сеть Smart Grid, с использованием автоматизированных технологий Eaton MV.
 

Голландская энергетическая сетевая компания Liander, входящая в состав Alliander, выбрала распределительное устройство среднего напряжения Eaton в качестве основного решения в рамках развития концепции интеллектуальной сети Smart Grid, части проекта i-Net. Целью проекта коммуникационной сети i-Net является автоматизация распределительной энергосети и создание «умной энергосети». Проект был успешно реализован в одном из районов Амстердама с использованием 90% существующих сетей распределения и поставки электроэнергии и уже продемонстрировал свою финансовую эффективность.
 

Интеллектуальная энергия и интеллектуальная энергетическая сеть – актуальная для современного бизнеса тема. Компании, занимающиеся  распределением и поставкой электроэнергии, должны уделять серьезное внимание улучшению и модернизации своей инфраструктуры, гарантируя надежность и финансовую эффективность энергосети, как в настоящем времени, так и в будущем. Сегодня основной причиной изменений инфраструктуры является увеличение производства, хранения и поставки ветряной, солнечной, тепловой энергии и энергии переработки биомассы. Требования к энергосетям существенно изменяются, т.к. электроэнергия производится на разных конечных точках сети непостоянно и в разные временные промежутки. В довершение ко всему, пропускная емкость сети должна увеличиваться, т.к. ожидаемый объем потребляемой электроэнергии растет вместе с количеством электромобилей и тепловых машин, работающих от электросети.
 

Двунаправленная распределительная сеть
 

Учитывая все вышесказанное, энергетическая сетевая компания Liander, крупнейший оператор по распределению электроэнергии в Голландии, в конце 2010 года утвердила концептуальное решение – интеллектуальную сеть Smart Grid. Штат Liander насчитывает 6 000 сотрудников, число потребителей достигает 3 млн., компания управляет сетью из 320 основных и 40 000 вспомогательных подстанций. На первой стадии реализации коммуникационной сети i-Net электростанция общего назначения была размещена в центральном районе западной части Амстердама. На территории района, площадью более 18 кв. км, располагается  свыше 10 000 частных домов с общим энергопотреблением более 9 мегавольт-ампер. На территории уже были внедрены компоненты интеллектуальной энергосети, а процент зданий, оборудованных  солнечными батареями, практически самый высокий в Амстердаме.
 

«Использование коммуникационной сети i-Net обеспечивает уникальность нашей сети Smart Grid, – объясняет Берт Хеербарт, главный менеджер проекта интеллектуальной сети Smart Grid в компании Liander. – С самого начала мы преследовали цель наиболее полного использования существующей инфраструктуры и предложение эффективного бизнес решения. Кроме подготовки электросети к работе с новыми технологиями, такими как электромобили и тепловые машины, а также возобновляемые источники энергии, мы ищем пути улучшения работы сети, т. е.  уменьшаем количество и продолжительность сбоев в подаче электроэнергии».
 

Для достижения названных целей, компания Liander развивает концепцию, в соответствии с которой существующие кабели на 10 кВ сохраняются и подсоединяются к новым  магистральным кабелям на 20 кВ. Магистральные кабели на 20 кВ формируют кольцо и подсоединяются к основной распределительной подстанции. Кабели на 10 кВ трансформируются во вторичные закрытые контуры, которые подсоединяются к магистральным кабелям через вспомогательные подстанции. Эта конфигурация реализует двунаправленный трафик.
 

«Для того чтобы преобразовать эту конфигурацию в реальную интеллектуальную сеть Smart Grid, мы должны задействовать датчики и компьютеры в электросети», – говорит Берт Хеербарт. – Подключение высоковольтных подстанций и силовых трансформаторов к сети, которые питают низковольтную сеть, необходимо было осуществить на базе микропроцессорного устройства, чтобы мы могли удаленно управлять электросетью».
 

КРУ среднего напряжения компании Eaton имеют низкие эксплуатационные расходы, компактны и не содержат элегаз (SF6 - шестифтористая сера)
 

За многие годы электросеть компании Liander в основном работала за счет КРУ среднего напряжения от Eaton. Так, в базовых подстанциях распределительное  устройство Power Xpert FMX гарантирует надежное переключение, защиту и распределение электрической энергии. Вторичное распределительное устройство система SVS и новое поколение компактних распределительных устройств Eaton Xiria гарантируют оперативную безопасность для электроприборов до 24 кВ.
 

«Оборудование компании Eaton доказало свою практическую ценность, – говорит  региональный специалист по активам компании Liander Арно Ван Буник. – Одно из важных преимуществ распределительных устройств Eaton, таких как Xiria, – это практически полное отсутствие  эксплуатационных расходов в системах типа SVS. В то же время, оборудование Eaton не содержит элегаз  и очень компактно, а габариты являются для нас одним из решающих факторов». Компания Liander придает огромное значение реализации экологически чистых и устойчивых решений  и процессов. Одной из основных целей компании является максимально возможный отказ от использования элегаза.
 

Устройство КРУ Xiria изготавливается только из экологически чистых материалов. Средой изоляции служит чистый сухой воздух, а переключение производится  в вакуумной среде. Устройство легко демонтируется по окончании срока его службы, поскольку используемые материалы четко маркированы и могут быть использованы повторно. Это облегчает переработку и помогает избежать излишних расходов и природоохранных налогов при выводе устройства из эксплуатации. Xiria – это также один из самых малогабаритных блоков концевой магистрали в своем классе. Благодаря минимальным требованиям пространства, такие устройства предоставляют прямые финансовые выгоды в новых зданиях и при переоборудовании существующих трансформаторных станций, чем и воспользовалась компания Liander в рамках проекта коммуникационной сети i-Net.
 

Автоматизация уже существующих КРУ среднего напряжения
 

«Мы чрезвычайно ценим стратегические отношения с компанией Eaton, – говорит Берт Хеербарт. – Когда мы обратились в компанию с предложением интегрировать автоматизацию в  распределительные устройства Eaton, мы узнали, что специалисты Eaton уже ищут пути решения данной проблемы. Мы очень рады, что компания Eaton так же гибка в своих решениях и так же заинтересована в развитии интеллектуальной сети Smart Grid, как и мы. В начале нашего пути мы стали одновременно покорять неизвестные территории».
 

Liander начала внедрение коммуникационной сети i-Net в начале 2011 года. Для осуществления автоматизации компания выбрала технологию SASensor® торговой марки Locamation. Внедряя устройства SASensor в подстанции и силовые трансформаторы, специалисты Liander стремились добиться прозрачности оборудования в сети. Ключевыми задачами для компании было получение точных данных о силе тока и напряжения, мониторинг качества электроэнергии и регистрация перебоев в ее подаче. Для интеграции технологии SASensor требовалось тесное сотрудничество с компанией Eaton.
 

В качестве составных частей коммуникационной сети i-Net используется три типа модулей ввода-вывода SASensor и устройство управления, которые встраиваются в системы SVS и Xiria. Ведущий модуль для тока измеряет трехфазные потоки, поставляемые вторичной обмоткой трансформатора, и регистрирует короткие замыкания. Ведущий модуль для напряжения измеряет трехфазное напряжение, генерируемое вторичной обмоткой трансформатора, а модуль выключателя дает возможность осуществлять мониторинг и бесперебойную работу основного оборудования. Данные с модулей передаются на центральное устройство управления (ЦУУ). ЦУУ представляет собой компьютер, который собирает данные, обрабатывает их и выдает на жидкокристаллический экран для местного управления системой в целом. Таким образом, распределительные устройства с технологией SASensor выполняют широкий спектр функций, таких как обработка событий и аварийных сигналов, защита, автоматический учет электроэнергии (измерение кВт/ч), удаленный контроль и местное управление, мониторинг качества электроэнергии и цифровая регистрация сбоев.
 

Автоматизация энергетических сетей создает самообеспечиваемые сети
 

«Благодаря успешному внедрению технологии SASensor в КРУ среднего напряжения у нас появилась возможность построить самообеспечиваемую сеть, – объясняет Барт Хеербарт. – В случае сбоя работы магистрального кабеля на одной из подстанций она автоматически отключается на нескольких секунд. При этом две соседние подстанции обеспечивают клиентов надежным сервисом, а значит, электроэнергия поставляется без сбоев». Это значительное улучшение традиционного метода, при котором  энергораспределительная компания получает информацию о сбоях через систему аварийной сигнализации в центральном диспетчерском зале, и клиенты вынуждены обходиться без энергоснабжения до тех пор, пока инженер, направленный на место аварии, не определит и не устранит неисправность.
 

Если во вторичном контуре коммуникационной сети i-Net появляются неполадки, персонал диспетчерской моментально узнает о сбое. Благодаря тому, что сеть работает на базе искусственного интеллекта, место, где произошла неисправность, определяется немедленно, а неисправную секцию возможно изолировать в течение нескольких минут, оградив клиентов от отключения электроэнергии. Так как все кабели – это замкнутые контуры, электроэнергия может подаваться с обеих сторон. Для того чтобы обеспечить сложное удаленное управление функциональностью сети, компания Liander в рамках проекта коммуникационной сети i-Net развертывает сеть из стекловолоконных кабелей.
 

Полная функциональность работы энергосети в районе Амстердама была достигнута в июне 2012 года. Компания Liander довольна результатами и уже разрабатывает проекты по внедрению коммуникационной сети i-Net в других районах Голландии, планируя охватить 20% всей обслуживаемой территории.
 

«Мы очень довольны результатами реализации проекта коммуникационной сети i-Net и нашего сотрудничества с компанией Eaton, – подводит итоги Берт Хеербарт. – В основе достигнутого успеха лежит тот факт, что мы используем уже существующую инфраструктуру. Кроме того, существенным преимуществом является применение распределительных устройств компании Eaton, таких как Xiria, которые идеально подошли для использования в удаленных управляемых сетях. Мы смогли встроить автоматику прямо в устройства благодаря тому, что блоки Xiria очень компактны и не требуют дополнительного пространства, которое, как правило, очень ограничено в большинстве наших вспомогательных подстанций».