16+
Регистрация
РУС ENG
http://www.eprussia.ru/epr/259/16605.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 23-24 (259-260) декабрь 2014 года

Применение потоковой обработки в задачах контроля качества энергоснабжения

Информационные технологии Павел МИРОНОВ, ведущий консультант ЗАО «Эр-Стайл» 1556

Проблема обеспечения качества электрической энергии (КЭ) в электроэнергетических системах была всегда актуальна. В постоянном контроле качества нуждаются энергосбытовые компании, которые могли бы предложить потребителям более гибкие схемы тарификации услуг.

Обе стороны заинтересованы в контроле КЭ для обеспечения долговременной эксплуатации энергетического оборудования, выполнения задач энергосбережения, которые невозможны без взаимной балансировки производства и потребления электроэнергии.

В России во многих регионах страны более двадцати лет не велись постоянные мероприятия по поддержанию фонда оборудования в надлежащем состоянии, модернизация оборудования не производилась в достаточной мере. Соответственно, качество электроэнергии, которую поставляют сетевые организации, а далее поставщики потребителям, оставляет желать лучшего. Как следствие, потребители несут экономические потери в связи с некорректной работой электрооборудования, вызванной такими основными причинами, как:

• перебои поставок электроэнергии;

• отклонение, скачки и провалы напряжения;

• нестабильность частоты переменного тока;

• электромагнитная несовместимость;

• избыточная составляющая реактивной энергии со стороны поставщика.

КЭ зависит от стабильности частоты и напряжения, которые, в свою очередь, зависят от объемов поставляемой электроэнергии и ее потребления, отсутствия перебоев с поставками. Чем лучше сбалансирован объем потребления и поставки, тем стабильнее частота и напряжение.

Соответственно, для сетевых компаний важным является налаживание системы скидок и надбавок к тарифам в случае отказа потребителя от определенного объема электроэнергии или превышения его потребления. Со стороны потребителей важно отслеживать режимы подачи электроэнергии, вовремя фиксировать ухудшения качества электроэнергии.

Наибольшие проблемы, в том числе и по требуемым материальным затратам, возникают с такими характеристиками КЭ, как несимметрия и несинусоидальность напряжения. Основными виновниками ухудшения КЭ по несимметрии и несинусоидальности являются потребители, генерирующие токи обратной и нулевой последовательностей, токи высших гармоник, распространяющихся по всей сети.

Важным шагом по обеспечению КЭ по указанным показателям должно быть выявление таких потребителей. Это достигается как проведением периодического контроля КЭ самой электроснабжающей организацией в различных точках сети, так и путем создания стационарной системы мониторинга показателей качества электроэнергии (ПКЭ) в сети. Следующий шаг – введение такой системы тарифов для расчетов за электроэнергию, при которой плата за электроэнергию в случае внесения искажений ПКЭ потребителем существенно возрастает.

Подсоединение новых потребителей может приводить к внесению недопустимо высоких искажений напряжения в сети, оказывающих воздействие на всю сеть и влияющих на нормальную работу других потребителей. Для предотвращения ухудшения КЭ должна проводиться обязательная проверка (сертификация) по КЭ всех вновь присоединяемых и реконструируемых потребителей и электрических станций в рамках процедуры присоединения или процедуры технического обслуживания.

Для контроля КЭ должна быть предложена система, которая одновременно:

1) измеряет объем потребленной (отпущенной) энергии;

2) измеряет ПКЭ;

3) обеспечивает расследование (анализ) степени виновности потребителя в искажениях напряжения;

4) автоматически, на основании анализа ПКЭ, определяет размеры скидок (надбавок) за потребленную электроэнергию.

Наличие подобной системы у потребителей поможет гибко регулировать тарифы и обеспечивать энергосбережение путем согласования режимов потребления с режимами генерации (сбыта) с энерго­сбытовой компанией в режиме реального времени. Соответственно, для достижения цели поддержания надлежащего качества электроэнергии и создания системы комплексного управления электроэнергией (СКУЭ) необходимо выполнять ряд задач по учету, контролю и прогнозированию, а именно:

1) учитывать объемы сбыта и потребления электроэнергии;

2) прогнозировать объемы сбыта и потребления, включая годовые, сезонные, ежемесячные, ежедневные и даже часовые колебания;

3) формировать графики энергопотребления с оптимизацией графиков относительно других потребителей электроэнергии и возможностей энергосбытовых компаний;

4) контролировать согласованные графики электропотребления и режимных ограничений;

5) обеспечивать задачи сертификации (проверки) состояния энергетического оборудования потребителей путем учета энергетических активов компаний-потребителей и формирования графиков проверки;

6) контролировать качество электроэнергии путем измерения ряда характеристик – ПКЭ у сбытовых компаний и энергопотребителей;

7) прогнозировать изменения (ухудшения) ПКЭ при поступлении заявки на присоединение новых потребителей или поступлении заявки на модернизацию энергосбытового или энергопотребительского оборудования;

8) прогнозировать ухудшения ПКЭ совместно с прогнозированием ухудшения характеристик оборудования участников системы энерго­снабжения со временем (устаревания и износа оборудования);

9) формировать графики технического обслуживания, модернизации и ремонтов оборудования с целью уменьшения вносимых искажений с оптимизацией и корреляцией с графиками потребления, графиками технического обслуживания и ремонта (ТОиР) других потребителей электроэнергии;

10) контролировать согласованные графики ТОиР.

Подлинное управление качеством электроэнергии с помощью традиционно используемых в России методов невозможно из‑за того, что анализ данных существенно отставал от момента прихода замеренных показателей и объем поступающих данных существенно превышал возможности самой системы. Существенное сокращение разрыва между измерениями и возможностью их анализа вплоть до нуля стало возможным благодаря новой технологии – системе потокового анализа данных на основе процессоров обработки потоков (Stream Processing Engines).

Применение нового подхода и новых технологий, основанных на технологии Больших Данных, я продемонстрирую на решениях компании IBM. Системы, построенные на технологии Больших Данных, отличаются высокой надежностью, масштабируемостью и позволяют работать с такими большими объемами данных, которые невозможно обрабатывать в традиционных системах.

IBM предложили свою платформу Больших Данных по типу «хранить и анализировать» и «анализировать и хранить», позиционируя ее как составную часть единой платформы управления информацией. Основу платформы Больших Данных IBM составляют два продукта семейства InfoSphere – BigInsight и Streams. Первый предназначен для сбора и анализа Больших Данных «в покое», второй – для анализа потоков данных без предварительного их сохранения. Решения опираются на известные проекты с открытым кодом, а также на результаты исследовательских разработок в IBM Research, используют открытые стандарты и поддерживают интеграцию с другими компонентами семейства IBM по управлению информацией.

Ключевой характеристикой системы InfoSphere Streams для аналитики в реальном времени является, конечно, производительность. По данным IBM, система Streams способна выполнять непрерывный анализ массивов потоковых данных с временем отклика менее миллисекунды. Streams выступает в качестве предварительного фильтра для последующего глубокого анализа в BigInsights. В Streams выполняется очистка, фильтрация, дедупликация, нормализация и, возможно, первоначальный анализ больших объемов постоянно поступающих данных, которые затем помещаются в BigInsights для пакетной обработки. С другой стороны, система BigInsights, накапливающая данные и анализирующая их за определенные периоды времени, может обогащать аналитические приложения Streams дополнительной информацией по потоковым данным.



На рис. 3 приведен пример построения системы для комплексного контроля и, что важно, повышения качества электроэнергии для энергосбытовых компаний и потребителей энергии.

Таким образом, благодаря работе комплексной системы управления качеством электроэнергии и ее поставки / потребления имеется возможность:

• снизить затраты на техническое обслуживание оборудования;

• снизить объемы штрафов за внесение искажений для потребителей энергии;

• повысить энергосбережение за счет постоянной балансировки объемов сбыта и потребления;

• повысить качество электроэнергии сетевыми и сбытовыми компаниями;

• снизить тарифы за счет сбалансированного и согласованного с другими потребителями отбора необходимых объемов электроэнергии для компаний-потребителей;

• вести обоснованную тарифную политику для энергосбытовых компаний.

Автоматизация в энергетике,

Применение потоковой обработки в задачах контроля качества энергоснабженияКод PHP" data-description="Проблема обеспечения качества электрической энергии (КЭ) в электроэнергетических системах была всегда актуальна. В постоянном контроле качества нуждаются энергосбытовые компании, которые могли бы предложить потребителям более гибкие схемы тарификации услуг.<br /> &lt;br&gt;" data-url="https://www.eprussia.ru/epr/259/16605.htm"" data-image="https://www.eprussia.ru/upload/iblock/9ea/9eab764dbc8a0611fdaed36d1013f673.png" >

Отправить на Email


Похожие Свежие Популярные

Войти или Зарегистрироваться, чтобы оставить комментарий.