Мировой опыт реализации систем DMS/OMS (ADMS)digitalsubstation.com/wp-content/uploads/2017/12/008_ADMS-2017... · Confidential Property of Schneider Electric

Confidential Property of Schneider Electric

Мировой опыт реализации систем DMS/OMS

(ADMS)Ljubica Vakula, Schneider Electric, DMS, Serbija, Novi Sad

Юрий Коробцов, АО Шнейдер Электрик, Москва

Содержание:

1. Шнейдер Электрик в России

2. Концепция «Цифровой РЭС»

3. Выгоды внедрения ADMS

4. Опыт реальных проектов

Page 2Confidential Property of Schneider Electric |

1. Шнейдер Электрик в России


Шнейдер Электрик в России

Мурманск

Санкт-Петербург

Калининград

Москва Нижний Новгород

Козьмодемьянск

Воронеж

Ростов-на-Дону

Краснодар Волгоград

Казань

Самара Уфа Екатеринбург

Омск

Новосибирск КрасноярскИркутск

Хабаровск

10 000+ сотрудников

35 офисов

5 заводов

4 инженерных центра

10 учебных центров

20+ сотрудничество с ВУЗами

2 логистических центра

2 научно-технических центра

Офисы Schneider Electric

Заводы

Инженерные центры

Проектный институт

Логистические центры

Научно-технические центры

Белгород Пермь

Сургут

Вер. Пышма

Владивосток

Астрахань

Волжский

Адлер

Саратов

Оренбург

Чебоксары

Ижевск

Нижнекамск

Кемерово

Первичное оборудование

Распред.

пункты (РП)

6-20 кВ

Центры

питания

(ЦП, ГПП)

6-35 кВ

Трансформаторные

подстанции (ТП)

6-10 кВ

MCset PIX GMAe GHA

RM6

Premset SM6

DNF7

PIX

6-10 кВ 6-20 кВ 6-35 кВ

GMAe

Trihal

VOX


Уровень ДЦ:

- SCADA/DMS/OMS: ADMS*

- Управление техническим состоянием

(APM)

Подстанционный уровень:

- Cервера: HP

- SCADA / HMI: EcoSUI*

- Коммутаторы: Hirschmann

- Концентраторы: SE*

Коммутационное оборудование:

- Коммутаторы: Hirschmann

- Концентраторы: SE* (на базе пром.

Компьютеров с ОС Windows, Linux, …)

Интеллектуальные электронные устр-ва:

- РЗА+ДЗ: Sepam, MiCOM, Vamp

- Счетчики: СЭТ, Меркурий, Ростех, …

- Контроллеры: SE, Прософт, …

- Системы мониторинга: SMD

АвтоматизацияКонцепция «Цифровой РЭС»

Ко

мм

ун

ика

ци

он

-

ны

йур

ове

нь

По

дста

нц

ио

н-

ны

йур

ове

нь

SC

AD

A /

HM

I

Ди

спетч

ер

ски

й

це

нтр

Счётчики

электрической

энергии

Контроллеры

АСУЭ

Устройства РЗА

Инженерно-

технические

системы

подстанции

…… Осн. концентратор

данных

Рез. концентратор

данных

АРМ

основной

АРМ

резервный

Сервер SCADA

основной

Сервер SCADA

резервный

Сетевой коммутатор




IEC 60870-5-101/104

Основной канал

IEC 60870-5-101/104

Резервный канал

По

ле

во

й

ур

ове

нь

IT/OT РЕШЕНИЯ:

• SCADA/DMS/OMS

• Asset Management

• AMI/MDM

* - разработки НИОКР-центра ШЭ в Сколково


Стратегические инициативыКомплексная локализация

Комплексная локализация

Сервис

НИОКР и ПО

ВУЗы

Клиенты

Прави-тельство

Произ-водство

• Создание локального НИОКР-центра в Сколково – 2016 г.• Разработка решений автоматизации и ПО для ПАО «Россети»

• Российско-Сербская рабочая группа по торгово-

экономическому сотрудничеству – август 2017 г.• Решение о локализации ADMS под нужды ПАО «Россети» согласовано

со всеми вовлеченными сторонами

• Подписание трёхстороннего соглашения о локализации ADMS

в рамках РЭН2017 – октябрь 2017 г.• ПАО «Россети» (П. А. Ливинский) – ИЦ «Сколково» (В. Ф. Вексельберг)

– Шнейдер Электрик (J-P Tricoire)

• Участие в разработке концепции «Цифровой РЭС» для

ПАО «Россети»


2. Концепция «Цифровой РЭС»


Концепция «Цифровой РЭС» – интеграция трех уровней

WAN

АСУАвтоматизация

жилых помещенийСистемы управления зданиями

Local Control

Systems

Local Control

Systems

3 – потребители

Smart

meters

ADMS

Smart Grid Operation

ADMS (управление ЦРЭС, оптимизация, управление активами, анализ и планирование)

1 – диспетчерский центр

MDM / AMI Demand Response GIS/ Asset Mgmt.V

S

R

SG

EV

Field

Automation

Substation Automation

IEC 61850

Smart RTUs

T300

Распределенная

генерацияЭлектро

мобили

EMCSIEC, DNP

RT protocols

2 – электрическая сетьСистемы автоматизации

HV

MV

LV


Взамен «старой технологии» в виде отдельных систем SCADA, DMS, OMS, EMS … и проблем с

поддержкой множества интерфейсов, обмена данных, их обновления, управления и

обслуживания …

Концепция комплексного управления сетью

ADMS полностью интегрированная АСУ для электросетевых организаций

ADMS это новая технология, полностью

унифицирующая и интегрирующая все системы:

- Единая системная IT платформа

- Единый интерфейс пользователя

- Объединенная база данных

- Единая модель сети

- Единая среда для конфигурации и администрирования

- Единая среда для обслуживанияЕдиная рабочая станция для управления и

работы всех бизнес-процессов


ADMS полностью интегрированная АСУ для электросетевых организаций

EMS (Energy Management System)

Анализ высоковольтных сетей,

интеллект-ое управление и оптимизация

OMS/WFM (Outage Management System)

Управление отключениями, планирование

работ, персонал, колл-центр, web-ЧМИ ОВБ

ADMSPCSDMS OMS EMSSCADA

SCADA (Superv.Control And Data Acquisition)

Удаленное управление и сбор данных

DMS (Distribution Management System)

Анализ распред. сети, интеллектуальное

управление, оптимизация и планирование

PCS (Power Control System)

Управление и мониторинг генераторов

AGMS

Унифицированная платформа, база данных, интерфейс пользователя,

администрирование, защита и безопасность, обслуживание

DERM

DERM (Distr. Energy Resources Mngmt)

Моделирование, мониторинг, прогноз и

контроль распределенных энергоресурсов

Функциональные блоки ADMS


Архитектура ADMS

Интеграция IT / OT – только полностью интегрированная система дает экономич. эффект


Шина процесса: IEC / DNP / ICCP

Автоматизация РУ и ТП Передача ЭЭАСУТП ПС

Advanced Network Management Systems (ADMS)

SCADA / EMS / DMS / OMS / PCS / DERM

Сервисная шина предприятия: IEC / CIM / XML

CR

M

GIS

En

erg

y

Ma

rke

t

AM

I/M

DM

ER

P

OMS

Trouble Call

Management

Incident Management

Outage

reporting/statistics

Work Force Mobility

Web access clients

Field Crew support

Функции ADMS (приложения)

Более 50 функций

Energy Losses

Reliability Analysis

Fault Calculation

Relay Protection Analysis

Breakers/Fuses Capacity

Contingency Analysis

Low Voltage Analysis

Harmonic Analysis

Historian analysis/reports

Phase Balancing

DM

S N

etw

ork

An

aly

sis

Switching & Validation

Topology Analysis

Temporary Elements

Tracing

FLISR (Fault Location,

Isolation,

Supply Restoration)

Large Area Restoration

Switching Order

Management

Crew Management

Netw

ork

Op

era

tio

n DG Management

Load Shedding

Work Order

Management

Under-Load Switching

Load transfer/Load

relief

Dynamic equipment

rating

SCADA

EMS

PC

S

Clo

ud

Operation Planning and

Optimization

Volt/VAR Control

Network Reconfiguration

Near Term Load Forecasting

Short Term Load Forecast

Electrical Vehicles Management

DMS Network Planning

Long (Medium) Term Forecasting

Optimal Capacitor Placement

Optimal Voltage Reg.Placement

Network Construction Planning*

Network Automation

Conductor Reinforcement

Customer Connection

Core DMS

Network Model

Load Flow

State Estimation

Performance

Indices


Управление распределенными энергоресурсами:• Требует быстрой работы функций «Оценка состояния

сети» и «Анализ потокораспределения» в реальном

времени для учета влияния генераторов и хранилищ ЭЭ

на потоки мощности, напряжения, токи КЗ, уставки РЗА, …

• Расширенная функция «Распределенная генерация»

прогнозирование и управление

Облако – расширенная поддержка мобильного персонала

(ОВБ), полевой web-клиент, корпоративный web-клиент

Кибербезопасность – разделенные среды для работы,

стажировки, обучения, аварийного восстановления,

соответствующие самым высоким IT-стандартам в

области кибербезопасности (NERC-CIP, NIST, ISO 27001)

Расширенный инструмент обучения диспетчеров для

максимально реалистичного обучения

Масштабируемая, защищенная и сервис-

ориентированная архитектура (SOA) продукта

Стандартные интерфейсы (CIM, IEC, DNP, ICCP, …)

Новые функции в режиме реального времени:

• Управление переключениями с подтверждением

(test before operate – проверка перед выполнением)

• Централизованный FLISR – автоматическое определение

места повреждения, изолирование поврежденного

элемента и восстановление электроснабжения

• Автоматический режим IVVO – Integrated Voltage/Var

Control (Оптимизация напряжения и реактивной

мощности)

Полностью интегрированная среда моделирования:

• Математическая модель электрической сети (ВН, СН, НН)

• Планирование работы и оптимизационный анализ сети

• Анализ сети, планирование и отчетность

• Долгосрочное развитие, прогнозирование и оценка

инвестиций

Новые функции ADMS

В дополнение к стандартным приложениям SCADA, DMS, OMS:


Основные стандарты кибербезопасности

которым соответствует ADMS ISMS:

ADMS ISMS состоит из:

• Набор директивных документов, касающихся

кибербезопасности

• Набор технологических средств безопасности,

встроенных в ADMS (от разработки до эксплуатации)

• Система управления всеми средствами

безопасности ADMS (процессы и инструменты)

ADMS ISMS имеет многослойную структуру:

• Управление пользователями и доступом

• Сетевая безопасность

• Регистрация и мониторинг

• Фиксирование системы

• Защита связи и хранения

• Резервное копирование и аварийное восстановление

Кибербезопасность

Система управления информационной безопасностью (ISMS) ADMS


NERC-CIP

ISO 27001

NIST

3. Выгоды внедрения ADMS


• Повышенная безопасность и надежность работы сети

• Снижение пиков потребления и потерь мощности

• Сокращение времени прерывания питания

потребителей

• Улучшенные показатели эффективности (KPI)

• Улучшение использования сетевых активов –

повышение эффективности инвестиций

• Повышение качества электроэнергии

• Улучшение обслуживания клиентов

Основные выгоды внедрения ADMS

Среди многих других


В целом, ADMS снижает себестоимость эксплуатации

сети и обеспечивает коммерческие выгоды

• Анализ основан на реальных проектах и

тестах в электрических сетях

• Экономия выражена в $/meter

• Экономия выражена в % от мощности

электрической энергии, пропускаемой через

распределительную сеть за 1 год

(% AIEE)

Основные экономические эффекты:

a) Сокращение потерь электроэнергии;

b) Сокращение операционных расходов (на

обслуживание, время устранения

повреждений и недопоставленная ЭЭ);

c) Сокращение затрат на строительство

(улучшение использования сетевых активов

и отсрочивание инвестиций)

d) Оптимизация напряжения и реактивной

мощности – улучшение качества

электроэнергии и приведение количества

поставляемой ЭЭ в соответствие с запросом

потребителя (Demand Response)

Оценка преимуществ внедрения ADMS


Структура потерь электроэнергии

Какова структура потерь и как ими управлять?


Методы улучшения (ADMS)

Контроль счетчиков и присоединений

Анонимные сообщения о кражах

ADMS – Энергоаудит – выявление отклонений

Поверка, «умные» счетчики, AMI

Удаленное считывание и новая система оплаты

ADMS – отпимальная реконфигурация сети

ADMS – оптимизация напряжения и реакт. мощн.

Краткосрочно

ADMS – Smart Network Planning

Долгосрочно

Общая реконструкция сети

Очень долгосрочно Сеть НН

(1-3%)

ПС ВВ/СН (1%)

Транс-ры СН/НН

(1 – 1.5 %)

Сеть СН

(1- 3%)

Кражи и не измеряемая энергия

(3-5 %)

Счетчики (1 – 2%)

Оплата (1%)

(10 – 15 %)

Причина

(5-8% )

Те

хн

ич

ес

ки

е

Ко

мм

ер

чи

ски

е

Сокращение нетехнических потерь:

• Энергоаудит с помощью ADMS

• Контроль баланса между входной ЭЭ и

потреблением (максимальная точность

достигается при наличии интерфейса с

АИИС КУЭ (AMI)

• Расчет технических потерь в СН и НН с

ADMS

• Распределение нетехнических потерь

o Сокращение потерь ЭЭ до 10 %

o Экономия 0,5–1 % от AIEE, или 1–2 $/meter/год

Сокращение технических потерь ЭЭ:

• Оптимальная реконфигурация сети с

помощью ADMS

• Оптимизация потокораспределения

мощности (сезонная смена мест нормальных

разрывов):

o 4-5 % сокращения технических потерь

o Экономия около 1 $/meter/year

o Экономия 0,5 % AIEE

(a) Сокращение потерь электроэнергииПочему? Потому что Сети должны компенсировать потери электроэнергии


• Интеллектуальное управление ADMS

(проверка перед выполнением) сокращает

количество повреждений, травм, отключений

• Интеллектуальное управление отключениями

ADMS в СН (централизованный и полностью

автоматический FLISR)

• Интеллектуальное управление отключениями

ADMS в НН (AMI, регуляторы напряжения,

тел. звонки, web-инструменты для ОВБ)

• Интеллектуальное планирование работ ADMS

Сокращение времени прерывания питания

(SAIDI, CAIDI) в 3-4 раза: • Больше проданной ЭЭ

• Меньше компенсаций и выше

удовлетворенность потребителей

• Улучшение показателей передаваемых

Регулятору рынка

Сокращение количества переключений

полевого оборудования в 2-3 раза:• Сокращение стоимости

ремонтов и обслуживания

(b) Сокращение операционных расходов Почему? Интеллектуальное дистанционное управление полевыми устройствами ADMS

снижает риски (повреждения, травмы, отключения)

ADMS обеспечивает экономию в 1,25 % AIEE или 3,7 $/meter ежегодно


Среда моделирования ADMS и инструменты

планирования:

Простота использования – интегированы в единую

систему (достаточно переключиться в режим

моделирования) с точной моделью в реальн. врем.

Анализ «что-если» - позволяет улучшить загрузку

существующих активов сети

Оптимальное размещение новых устройств

автоматизации и регулирования (приложение

Автоматизация сети)

Новые присоединения потребителей

Планирование загрузки распределенных

энергоресурсов и электромобилей

Опитимизация долгосрочных инвестиций в

модернизацию сети:

Инструменты интеллектуального планирования

(симуляция, сценарии, оптимизация экономики)

Использование ресурсов для перезапитки

(Восстановление электроснабжения больших

участков)

Оптимизация долгосрочных инвестиций

Отсрочивание и повышение эффективности

капитальных инвестиций

(c) Отсрочивание инвестиций на реконструкциюПочему? Дорогостоящие реконструкции могут быть сокращены и отложены благодаря

улучшению использования существующих мощностей

ADMS обеспечивает экономию в 1-2 % AIEE или 3-6 $/meter ежегодно


Улучшение качества электроэнергии:

Уменьшение отклонений напряжения

(сокращение претензий потребителей)

Уменьшение повреждений электроприборов

(сокращение компенсационных выплат)

Повышение удовлетворенности


Управления распределенными

энергоресурсами для улучшения напряжения

Demand Response:

Интеллектуальное управление уровнем

напряжения в допустимых пределах

Управление всеми потребителями НН

(интеллектуальные счетчики, вычисления)

Управление регуляторами напряжения и

конденсаторными батареями

Сокращение потребления в периоды

пиковых нагрузок

Повышение потребления

в периоды низкого

потребления

(d) Оптимизация напряжения и реактивной мощностиУлучшение качества электроэнергии и приведение количества поставляемой ЭЭ в

соответствие с запросом потребителя (Demand Response)

ADMS обеспечивает экономию в 0,5-1 % AIEE или 1,5-3 $/meter ежегодно


Экономические эффекты внедрения ADMSСтатистические данные на основе опыта, анализа и показаниях наших пользователей:

Тип Инструмент ADMSЭкономия в

год(EUR / meter / год)

Экономия в годСеть с 1 млн.


(a) Сокращение потерь ЭЭОптимальная реконфигурации сети,

Энергоаудит1 – 2,5 2 MEUR

(b) Сокращение

операционных расходов

Автоматизация управления отключениями,

FLISR3 3 MEUR

(c) Сокращение затрат на

строительство

Планирование развития сети,

Прогнозирование потребления,

Подключение генераторов и эл.мобилей

2,5 – 6 5 MEUR

(d) Повышение качества ЭЭ/

Demand Response / DERMS

Оптимизация напряжения и реактивной

мощности, Управление распределенными

энергоресурсами

1 – 2,5 2 MEUR

Общий экономический

эффект7 – 14

Среднее значение

экономического эффекта12

EUR/ meter/ год12 MEUR/год


4. Опыт реальных проектов


Опыт работыSE ADMS с 1997 по 2017 год работает более чем с 80 сетевыми компаниями по всему Миру.

Более 100 миллионов потребителей, более 170 диспетчерских центров.


Проект Размер Начало проекта Объем и цели Достигнутые результаты

Enel, Italy 33M потребителей,

29 диспетч. центров

2011 DMS

Оптимизация работы

• Сокращение потерь > 4%

Достигнутая экономия в абсолютных

величинах:

• 144 GWh/год (1 Eur/meter/year)

• 75000 tCO2/год

Electric Power

Industry of

Serbia, Serbia

3.5M потребителей 2002 DMS

Сокращение потерь

• Network Reconfiguration – сокращение

потерь = 10%, с 1% сокращением

ежегодного потребления ЭЭ;

• Optimal Voltage Control 2% сокращения

ежегодного потребления ЭЭ

Hydro One,

Canada

1.3M потребителей 2012 SCADA/DMS

Введение

распределенных

энергоресурсов

• Распределенная генерация (DERs):

подключено более 1000 устройств

Duke Energy ,

USA


Сглаживание пиковых

нагрузок

• Автоматическое сглаживание пиковых

нагрузок (VVO): > 300 MW

• ADMS выступает в качестве

виртуального генератора (3% от

потребления в периоды пиковой

нагрузки)

Опыт работы


Проект Размер Начало проекта Объем и цели Достигнутые результаты

BC Hydro,

Canada


Улучшение управления

переключениями

• Повышена надежность (снижен CAIDI)

• Расширение возможностей поддержки

принятия решений сотрудниками,

• Повышение безопасности ОВБ;

• Снижение потребления ЭЭ и выбросов

CO2.

Austin Energy,

USA

450k потребителей 2014 SCADA/DMS/OMS

Улучшение работы

диспетчерского центра

SCADA, OMS,

Инжиниринг

(планирование) и

утилизация активов

• Быстрая, высоконадежная система

• Доступ и понимание информации в

реальном времени

(потокораспределение,

местоположение ОВБ, SCADA и

информация об отключениях)

• Интеграция с ИЭУ и AMI

Elektro Celje,

Slovenia

150k потребителей 2010 DMS/OMS

Управление распред.

генераторами,

Интеллект. мониторинг

и управление,

Планирование

развития сети.

• Комплексное управление всеми

событиями в распределительной сети;

• Оптимизация использования DG;

• Сокращение потерь;

• Полное понимание не подключенных к

локальной сети низковольтных сетей.

• Улучшение профиля напряжения

Опыт работы


Благодарю за внимание!

Вопросы?

Юрий Коробцов

[email protected]

+7(495)7779990,1009

+7(916)2658354

Documents

Мировой опыт реализации систем DMS/OMS (ADMS)digitalsubstation.com/wp-content/uploads/2017/12/008_ADMS-2017... · Confidential Property of Schneider Electric