Тандемные решения МИРКОН & Schneider Electric для цифровой трансформации силовых сетей.

Анонс: Четвертая промышленная революция в ЕС (Industry 4.0) и трансформация в цифровую экономику нового технологического поколения в России. Тандемные решения МИРКОН & Schneider Electric для цифровой трансформации силовых сетей.

Четвертая промышленная революция в ЕС (Industry 4.0, инициированная Германией в 2011 году) для нашей страны до недавних пор представляла чисто теоретический интерес, причем даже поставленная Президентом РФ в Послании Федеральному Собранию 1 декабря 2016 целевая задача трансформации в цифровую экономику нового технологического поколения, последующие Указы Президента № 203 (от 09.05.2017) и особенно № 204 от 07.05.2018 «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года», а также Национальная программа «Цифровая экономика Российской Федерации» (в июньской версии 2019) de facto не изменили ситуации.

В целом подобная индифферентность, как муниципальных структур, так и бизнеса вполне объяснима нашей ментальностью, а также декларативностью (по факту) большинства трендов последнего времени, включая национальные (энергосбережение, импортозамещение), реализация которых не имеет должного контроля и ответственности. Так же буквально «за бортом» интереса менеджментов промышленных и непромышленных объектов прошла презентация Проекта новой Энергетической стратегии развития РФ министром энергетики Александром Новаком 2 апреля 2020 на заседании в Доме Правительства, хотя уже была озвучена не только «национальная цель номер пять - цифровая трансформация отраслей ТЭК», но и сроки цифровизации силовых электрических сетей с переходом на интеллектуальные системы контроля и управления (во всех регионах к 205 году, в 70-ти – к 2024).

Тем не менее уже 9 июня Распоряжением №1523-р Правительство РФ утвердило «Энергетическую стратегию РФ до 2035 года», а для контроля над исполнением планов цифровизации силовых электрических сетей:

• уже сейчас есть достаточно эффективный инструмент – майский Приказ Минэнерго России № 465 2019 года, по которому с 18.01.2020 вводится обязательное и регулярное техническое освидетельствование объектов, сетей и силового оборудования, в том числе статических компенсаторов, косинусных конденсаторов и конденсаторных установок повышения коэффициента мощности;
• ожидаются дополнительные изменения в п.14 раздела II «Правил недискриминационного доступа» с расширением перечня нормируемых показателей качества электроэнергии, за который с начала 2019 отвечает Абонент распределительной сети (Постановления Правительства РФ N 937 и N 1622);
• в новой Стратегии в Перечень перспективного оборудования (приложение 2) внесены «оборудование и технологии силового электротехнического оборудования на основе полупроводниковых компонентов (статические компенсаторы реактивной мощности, инверторы, преобразователи, выпрямители)»;
• для организации прорыва в электроэнергетике в Стратегии среди прочих отмечены «информационно-технологические платформы планирования (прогнозирования) и управления энергетической инфраструктурой и энергоприемниками на стороне потребителей электрической энергии, обеспечивающие минимизацию стоимости потребляемых энергетических ресурсов за счет оптимизации режимов работы технологического оборудования у потребителей», что de facto свидетельствует об определяющей роли потребительских сетей в цифровизации отрасли.

Или, подводя итог вышесказанному:

• остаться «в стороне» от цифровизации электроэнергетики не получится, и основная часть нагрузки ляжет на Абонентов распределительных сетей, контролировать которых будут тем чаще и тем жестче, чем ближе сроки выполнения задач, определенные в новой энергетической стратегии России;
• выход на новый тип автоматически управляемых силовых сетей возможен только путем интеграции оборудования с интеллектуальными контроллерами и силовыми блоками на полупроводниковых компонентах, обеспечивающих очень малое время отклика на управляющие сигналы и эффективную коммуникацию с программно-аппаратными комплексами АСУ ТП;
• контроль качества электроэнергии будет осуществляться, как на границе балансовой принадлежности, так и в самой силовой сети, причем по расширенному перечню показателей, способных повлиять на сбор, передачу данных и управляющие сигналы с АСУ ТП, а это не только напряжение, сила тока, частота, коэффициент мощности на фундаментальной частоте, но и мощность гармотник, интергармоник, искажений тока, напряжения и пр., как минимум по IEEE 1459-2010, разработанного для реализации Industry 4.0.

Тандемные решения МИРКОН & Schneider Electric для цифровой трансформации силовых сетей.

С учетом «модернизационного рывка», запланированного новой Энергетической стратегией РФ до 2024 года, менеджментам промышленных и непромышленных объектов уже в ближайшее время (месяцы, а не годы) следует планировать интеграцию (или модернизацию существующих) АСУ ТП (или их аналогов) с расширением перечня регистрируемых параметров эксплуатации силовых сетей и качества электроэнергии, усовершенствованием информационных каналов передачи и обмена данными (между датчиками, локальными контроллерами, программно-аппаратным комплексом АСУ), заменой оборудования на управляемое интеллектуальными контроллерами, адаптируемыми к АСУ ТП по сетям Profibus, Modbus, Industrial Ethernet.

Критическое значение приобретает контроль и управление качеством электроэнергии в силовой сети, как на фундаментальной частоте, так и частотах гармоник, интергармоник, что в совокупности предопределяет необходимость использования активных фильтров гармоник (АФГ или Active harmonic filters – AHF) серии AccuSine+ в технических решениях AccuSine PCSn, AccuSine PCS+ или AccuSine PFV+ (на 3-уровневых БТИЗ (IGBT) с портами Modbus RTU и Modbus TCP/IP), имеющих время отклика управления 40 – 60 мкс, время коррекции гармонических составляющих ≤ 2 периода и реактивной мощности на фундаментальной частоте ≤ 1/2 периода (≤ 1/4 периода у AccuSine PCS+ и AccuSine PFV+).

Вместе с тем, из-за значительной стоимости БТИЗ полупроводников, напрямую зависящей от мощности, цена АФГ достаточно высокая и финансово подъемная для крупных предприятий, а поэтому МИРКОН & Schneider Electric для цифровизации силовых сетей объектов среднего и даже мелкого бизнеса предлагает:

• подбор силового оборудования по результатам полного анализа сети, что позволит выявить набросы, как реактивных токов на фундаментальной частоте, так и на гармониках, интергармониках (по частоте, амплитуде пиковых значений), а значит определить оптимальное комплексное решение для компенсации реактивной мощности и локализации источников гармонических возмущений;
• замену непригодных для цифровых сетей релейных УКРМ на быстродействующие конденсаторные установки с управлением тиристорными ключами или же AccuSine PFV+, если это оправдано скоростью изменения параметров нагрузки и/или последствиями негативов пере- или недокомпенсации реактивной мощности, характерными для всех дискретных УКРМ;
• комплекты тиристорной УКРМТ с AccuSine PCSn (или AccuSine PCS+), где АФГ помимо своих основных функций локализации гармонических возмущений будет нивелировать риски пере- или недокомпенсации УКРМТ на основной частоте;
• пакетные решения АФГ AccuSine PCSn (или AccuSine PCS+) с тиристорной УКРМТ и пассивными фильтрами гармоник, настроенными на шунтирование искажений на частотах 3, 5, 7, 9, 11, 13 гармоник, что позволит снизить мощность AccuSine PCSn (или AccuSine PCS+) и цену комплекта в целом;
• интеграцию пакетов, комплектов максимально ближе к нагрузке, благодаря чему мощно снизить мощность, цену оборудования, а также полностью очистить сеть от набросов токов любых частот выше места подключения.