Анализ эффективности внедрения автоматизированных систем коммерческого учёта электроэнергии на подстанциях и возможность применения систем на цифровых подстанциях

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования заключается в необходимости совершенствования систем учета электроэнергии на подстанциях в условиях цифровой трансформации энергетической отрасли. Растущие требования к точности измерений, оперативности получения данных и снижению потерь электроэнергии обуславливают важность внедрения современных автоматизированных систем коммерческого учета.Объект исследования — автоматизированные системы коммерческого учета электроэнергии, применяемые на подстанциях различного класса напряжения, включая их программно-технические комплексы и измерительное оборудование.Предмет исследования — методы и технологические решения по внедрению автоматизированных систем коммерческого учета электроэнергии на традиционных и цифровых подстанциях, а также оценка их эффективности.Цель исследования — разработка комплексного подхода к оценке эффективности внедрения автоматизированных систем коммерческого учета электроэнергии и формирование рекомендаций по их применению на цифровых подстанциях с учетом современных технологических возможностей.Задачи исследования:проанализировать научные публикации отечественных и зарубежных авторов по вопросам автоматизированного учета электроэнергии на подстанциях;выявить основные показатели эффективности внедрения АСКУЭ на основе обобщения практического опыта эксплуатации;определить ключевые направления развития систем учета электроэнергии при цифровизации подстанций (интеграция с другими системами, применение технологий больших данных и искусственного интеллекта);обобщить требования к обеспечению кибербезопасности АСКУЭ на цифровых подстанциях.Степень разработанности — в литературе настоящая тема исследовалась в трудах таких учёных как: Виноградов А.В. [23], Драганова-Златева И. [32], Жматов Д.В. [3], Кабалци Е. [34], Кулкарни В. [35], и др.Научная новизна заключается в создании оригинальной методики оценки эффективности внедрения автоматизированных систем учета электроэнергии, учитывающей специфику цифровых подстанций и особенности протекания технологических процессов в современных условиях эксплуатации энергетического оборудования.Гипотеза исследования — предполагается, что внедрение современных автоматизированных систем коммерческого учета электроэнергии на цифровых подстанциях позволит значительно повысить эффективность учета электроэнергии при комплексной интеграции цифровых измерительных устройств с единой информационной средой подстанции, применении усовершенствованных алгоритмов обработки измерительной информации и использовании современных протоколов передачи данных.Теоретическая основа — труды таких учёных как: Вильда В.Е. [2], Гулевский Д.В. [5], Дунаева Т.Ю. [6], Замилов А.А. [7], Иванов А.Н. [8], Клауснер В.А. [9], Кудинова Е.А. [10], Луковенко А.С. [12], и др.Методологическая основа исследования включает системный анализ, математическое моделирование, статистические методы обработки данных, технико-экономический анализ.Теоретическая и практическая значимость исследования заключается в развитии научных представлений об эффективности автоматизированных систем учета электроэнергии и разработке практических рекомендаций по их внедрению на цифровых подстанциях.Структура исследования — исследование состоит из введения, трёх разделов, заключения и списка использованных источников.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Анализ применения цифровых технологий на подстанции / И. А. Рахимжанова, А. Ф. Абдюкаева, В. А. Пушко [и др.] // Совершенствование инженерно-технического обеспечения производственных процессов и технологических систем : Материалы национальной научно-практической конференции с международным участием, Оренбург, 04 февраля 2022 года / Оренбургский государственный аграрный университет. — Оренбург: ООО «Агентство «Пресса», 2022. — С. 104-107. — EDN HLMBQX.Вильда, В. Е. Анализ и исследование возможности внедрения автоматизированной системы строительного контроля на объектах ООО «Газпром переработка» / В. Е. Вильда // Новые технологии в газовой промышленности (газ, нефть, энергетика) : Тезисы докладов, Москва, 23—27 октября 2023 года. — Москва: Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) им. И.М. Губкина, 2023. — С. 263-264. — EDN YWIKLQ.Влияние качества электроэнергии на устройства управления цифровых подстанций / Д. В. Жматов, Г. А. Шиманов, Н. С. Люльченко, С. Р. Ташова // Научно-технический вестник Поволжья. — 2024. — № 4. — С. 253-255. — EDN ZTVNIH.Внедрение искусственного интеллекта в систему стабилизации напряжения на тяговых подстанциях электротранспорта / С. А. Мастевный, К. А. Блинов, А. А. Грибанов, Е. О. Мартко // Энерджинет. — 2023. — № 1-1(1). — С. 23. — DOI 10.57112/E231-506. — EDN HXYBBZ.Гулевский, Д. В. Автоматизированная система коммерческого учёта электроэнергии / Д. В. Гулевский, В. А. Ломазов // Горинские чтения. Инновационные решения для АПК : Материалы VI Международной студенческой научной конференции, Майский, 13—15 марта 2024 года. — Майский: ФГБОУ ВО Белгородский ГАУ, 2024. — С. 34-35. — EDN CYRSSI.Дунаева, Т. Ю. Внедрение автоматизированных систем управления технологическими процессами на подстанции / Т. Ю. Дунаева, Д. С. Фокин // СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ: ПРОБЛЕМЫ ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ и ВНЕДРЕНИЯ результатов : сборник статей IX Международной научно-практической конференции, Петрозаводск, 10 июня 2021 года. — Петрозаводск: Международный центр научного партнерства «Новая Наука» (ИП Ивановская Ирина Игоревна), 2021. — С. 151-156. — EDN JPQVYC.Замилов, А. А. Внедрение технологии «Цифровая подстанция» на объекты действующей энергетики / А. А. Замилов // Современные проблемы развития Европейского Севера - 2024 : Материалы Всероссийской научно-практической конференции, Ухта, 30—31 мая 2024 года. — Ухта: Ухтинский государственный технический университет, 2024. — С. 23-26. — EDN GOHBVH.Иванов, А. Н. Вопросы системы автоматизированного проектирования и информационных технологий цифровой подстанции / А. Н. Иванов // Современные технологии: достижения и инновации - 2023 : Сборник трудов Всероссийской молодежной научно-практической конференции, Институте химических технологий и инжиниринга ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет» (филиал в г. Стерлитамаке), 29 ноября 2023 года. — Стерлитамак, 2023. — С. 179-182. — EDN BJRWYD.Клауснер, В. А. Анализ применения автоматизированной системы коммерческого учета электроэнергии в промышленности / В. А. Клауснер, В. И. Демкин // Молодой ученый. — 2021. — № 5(347). — С. 33-35. — EDN DZDJMH.Кудинова, Е. А. Анализ себестоимости передачи электроэнергии при внедрении цифровой подстанции / Е. А. Кудинова, Е. А. Мохорт // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика : тезисы докладов Двадцать восьмой международной научно-технической конференции студентов и аспирантов, Москва, 17—19 марта 2022 года. — Москва: Общество с ограниченной ответственностью «Центр полиграфических услуг « РАДУГА», 2022. — С. 582. — EDN RRSDXA.Лосенков, А. С. Автоматизированная система учёта и контроля заявок на обслуживание станков / А. С. Лосенков // Дни науки — 2023 : XXIII всероссийская научно-практическая конференция. Посвящается 120-летию со дня рождения И. В. Курчатова и 75-летнему юбилею ФГУП «ПО «Маяк», Озёрск, 19—21 апреля 2023 года. — Озёрск: ОТИ НИЯУ МИФИ, 2023. — С. 197-199. — EDN QTZPHS.Луковенко, А. С. Автоматизированный способ диагностики технического состояния опорно-стержневой фарфоровой изоляции на цифровых подстанциях / А. С. Луковенко // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. — 2021. — № 9. — С. 74-77. — EDN TACGZW.Максимов, Ю. П. Автоматизированная система управления технологическим процессом в цифровых подстанциях / Ю. П. Максимов // Вестник научных конференций. — 2022. — № 1-3(77). — С. 76-78. — EDN YNJASD.Мельниченко, М. А. Применение приборов контроля качества электроэнергии в автоматизированных системах коммерческого учёта электроэнергии промышленного предприятия / М. А. Мельниченко, Д. А. Проскурин // Компьютерная интеграция производства и ИПИ-технологии : Материалы XI Всероссийской конференции, Оренбург, 16 ноября 2023 года. — Оренбург: Оренбургский государственный университет, 2023. — С. 279-282. — EDN NRWXWC.Моделирование и анализ эффективности применения системы компенсации реактивной мощности в распределительной трансформаторной подстанции в среде Simulink / А. А. Скрябина, А. С. Хисматуллин, Д. А. Заболотный, М. В. Боев // Наука и бизнес: пути развития. — 2023. — № 4(142). — С. 56-58. — EDN ULNOVG.Мысов, А. Д. Автоматизированная система расчётов токов короткого замыкания для цифровой подстанции / А. Д. Мысов, Е. В. Добрынин // Наука и образование транспорту. — 2021. — № 2. — С. 56-59. — EDN CQPHAR.Мясоедов, Ю. В. Перспективы внедрения цифровых технологий на подстанциях энергосистем / Ю. В. Мясоедов, А. П. Касьян // Вестник Амурского государственного университета. Серия: Естественные и экономические науки. — 2024. — № 105. — С. 96-103. — EDN VNYYDX.Незевак, В. Л. Оценка эффективности применения систем накопления электроэнергии на тяговых подстанциях железнодорожного транспорта / В. Л. Незевак // Вестник транспорта Поволжья. — 2021. — № 1(85). — С. 18-27. — EDN WSPPRB.Основные требования по созданию автоматизированных информационно-измерительных систем учета электроэнергии на современных цифровых подстанциях / Н. С. Сологуб, Р. А. Крикунов, М. Г. Мешков [и др.] // Исследования молодых ученых : Материалы LXV Международной научной конференции, Казань, 20—23 сентября 2023 года / Под редакцией И.Г. Ахметова [и др.]. — Казань: Общество с ограниченной ответственностью «Издательство Молодой ученый», 2023. — С. 24-29. — EDN XTVFKG.Петрова, Д. А. Автоматизация системы контроля учета электроэнергии на подстанции / Д. А. Петрова // Научный аспект. — 2023. — Т. 17, № 6. — С. 2202-2205. — EDN FHLBOF.Пузина, Е. Ю. Предложения по внедрению системы автоматического пожаротушения лафетного типа для цифровой тяговой подстанции / Е. Ю. Пузина, М. И. Крапивин, С. С. Урлапов // Образование - наука - производство : Материалы VII Всероссийской научно-практической конференции (с международным участием), Чита, 12 ноября 2023 года. — Чита: Иркутский государственный университет путей сообщения, 2023. — С. 285-292. — EDN RAXNAP.Романов, Л. Р. Функциональные возможности систем релейной защиты и автоматики цифровых подстанций / Л. Р. Романов, С. А. Погодина, О. В. Крюков // Энергетические системы. — 2023. — № 3. — С. 51-56. — DOI 10.34031/es.2023.3.006. — EDN EOAZKP.Сокращение потерь электроэнергии трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ заменой одного трансформатора на два и применением ФЭУ / А. В. Виноградов, А. В. Виноградова, А. А. Лансберг, Д. В. Конкин // Техника и оборудование для села. — 2023. — № 11(317). — С. 40-44. — DOI 10.33267/2072-9642-2023-11-40-44. — EDN UHNWDK.Уютнов, А. А. Автоматизированные системы управления технологическим процессом цифровых подстанций / А. А. Уютнов, М. А. Каменская, С. В. Артемова // Цифровая трансформация в энергетике : Материалы Пятой Международной научной конференции, Тамбов, 21 декабря 2023 года. — Тамбов: ТАМБОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ, 2023. — С. 141-143. — EDN NFYWLM.Цуканов, А. В. Внедрение систем телемеханики на трансформаторных подстанциях / А. В. Цуканов, К. В. Лицин // Наука и производство Урала. — 2023. — Т. 19. — С. 46-49. — EDN VXNDLH.Чеснюк, А. В. Автоматизированная система управления технологическими процессами цифровой подстанции на базе ПТК ARIS / А. В. Чеснюк, Е. А. Дунаева, Т. Ю. Дунаева // Инновационные научные исследования. — 2022. — № 9-1(21). — С. 86-95. — DOI 10.5281/zenodo.7216374. — EDN GLBQLE.Шевлюгин, М. В. Имитационная модель системы тягового электроснабжения железных дорог переменного тока для оценки качества электроэнергии на вводах подстанций / М. В. Шевлюгин, Е. В. Щегловитова // Энергобезопасность и энергосбережение. — 2023. — № 1. — С. 89-92. — EDN ZEGSEE.Шипачева, И. Г. Порядок проведения и виды испытаний автоматизированной системы управления подстанций на надежность и безопасность / И. Г. Шипачева, А. Г. Захарова // Энергетика и энергосбережение: теория и практика : Сборник материалов VIII Международной научно-практической конференции в рамках Десятилетия науки и технологий в Российской Федерации, Кемерово, 06 декабря 2023 года — 08 2024 года. — Кемерово: Кузбасский государственный технический университет им. Т.Ф. Горбачева, 2024. — С. 339.1-339.4. — EDN HJSOAS.Юдин, М. Ю. Автоматизированная система управления, применяемая на подстанциях нового поколения / М. Ю. Юдин // Молодой ученый. — 2024. — № 4(503). — С. 61-63. — EDN IOGMNF.Юдин, М. Ю. Аспекты формирования автоматизированной системы управления технологическим процессом на электрических подстанциях / М. Ю. Юдин // Молодой ученый. — 2024. — № 4(503). — С. 63-65. — EDN NMRFSW.Chaves T. R. et al. Development of an Automated Distribution Grid With the Application of New Technologies //IEEE Access. — 2022. — Т. 10. — P. 9431-9445.Draganova-Zlateva I., Geotgiev D. N. Digital substations //2021 13th Electrical Engineering Faculty Conference (BulEF). — IEEE, 2021. — P. 1-6.Hong J. et al. Implementation of secure sampled value (SeSV) messages in substation automation system //IEEE Transactions on Power Delivery. — 2021. — Т. 37. — №. 1. — P. 405-414.Kabalcı E., Kabalcı Y., Siano P. Design and implementation of a smart metering infrastructure for low voltage microgrids //International Journal of Electrical Power & Energy Systems. — 2022. — Т. 134. — P. 107375.Kulkarni V. et al. Power systems automation, communication, and information technologies for smart grid: A technical aspects review //TELKOMNIKA (Telecommunication Computing Electronics and Control). — 2021. — Т. 19. — №. 3. — P. 1017-1029.Ostroukh A. et al. Intelligent system for digital substation control //Transportation Research Procedia. — 2021. — Т. 57. — P. 385-391.Santos G. R. et al. From conventional to smart substations: A classification model //Electric Power Systems Research. — 2024. — Т. 226. — P. 109887.Santos G. R., Zancul E. A framework to assess the impacts of digital electrical substations //Smart Energy. — 2023. — Т. 12. — P. 100125.Xiong W. et al. Information Collection, Analysis and Processing of Digital Substation Based on Artificial Intelligence //International conference on Smart Technologies and Systems for Internet of Things. — Singapore : Springer Nature Singapore, 2021. — P. 43-50.Yu R., Asif Ikbal M., Rahman A. Improvement of substation monitoring aimed to improve its efficiency with the help of big data analysis //Journal of Intelligent Systems. — 2021. — Т. 30. — №. 1. — P. 499-510.