Тип работы:
 Предмет:
 Язык работы:


Разработка проекта цифровой подстанции 110/10 кВ

Работа №108776

Тип работы

Магистерская диссертация

Предмет

электроэнергетика

Объем работы99
Год сдачи2019
Стоимость4910 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
236
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


ВВЕДЕНИЕ 4
1 Анализ цифровой подстанции 6
1.1 Цифровая подстанция и ее преимущества 6
1.2 Цели создания цифровой подстанции 6
1.3 Эволюция подстанций 8
1.4 Ключевые технологии цифровой подстанции 9
1.5 Архитектура цифровых подстанций 11
1.6 Ключевые компоненты 12
1.7 Протокол МЭК 61850 19
1.7.1 МЭК 61850: важнейший технологический инструмент 21
1.7.2 Адаптивная работа микро-сети на основе МЭК 61850 23
2 Расчет цифровой подстанции 30
2.1 Характеристика объекта 30
2.2 Расчет электрических нагрузок цифровой подстанции 32
2.3 Выбор числа и мощности трансформаторов 35
2.4 Расчет токов короткого замыкания 42
2.5 Выбор оборудования 47
2.6 Состав ПТК АСЗУ 52
3 Обзор мировых тенденций развития цифровой подстанции 54
3.1 Цифровая подстанция: США TVA Bradley 54
3.2 Цифровая подстанция: Испания Alcala de Henares 60
3.3 Цифровая подстанция в Китае 62
3.3.1 Основные достижения в строительстве цифровой подстанции в Китае 63
3.4 Первая цифровая подстанция в TransGrid - Австралия 66
4 Методика оценки проекта цифровой подстанции 110/10 кВ 70
4.1 Методика обоснования экономической целесообразности реализации
проекта цифровой подстанции 110/10 кВ 70
4.2 Описание положительных эффектов для АСУ ТП при внедрении ОТТ и
ОТН 81
4.3 Сравнительная оценка стоимости решений на базе электромагнитных и
оптических трансформаторов 84
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 94
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 96

«Более четверти века назад начали развиваться цифровые технологии в системе сбора и обработки информации, управления и автоматизации подстанции, которая развивается, и по сей день. Это очень важно для энергетической промышленности. Ведь благодаря развитию цифровых технологий можно значительно ускорить любые промышленные процессы, используя сверхточные методы измерения. Для того повысить производительность труда, сократить занимаемую площадь и повысить уровень безопасности для обслуживающего персонала на электроэнергетических компаниях задействуют цифровые подстанции» [7].
В настоящее время действуют открытые стандарты, которые достигли уровня, когда различные производители взаимодействуют на общей платформе. Технология полной оцифровки информации энергосистемы, а также скорость и производительность обмена информацией обеспечивают производительность в режиме реального времени с большей точностью и открывают возможности для цифровой подстанции.
За последние два десятилетия появились цифровые подстанции. Внедрение микропроцессора в автоматизацию, защиту и контроль подстанции произвело революцию в сфере коммунальной промышленности. Толчок от «обычной сети» до «умной сети» позволил цифровому миру значительно расшириться за рамки традиционной сферы защиты, управления и контроля и сбора данных. Идеальное видение знания всех аспектов каждой подстанции, объединенной в интеллектуальную сеть, открывает возможность иметь информацию у нас под рукой, что говорит об актуальности данной темы.
Целью является технико-экономическое обоснование «Цифровой подстанции» с внедрением инновационных решений для повышения надежности работы оборудования.
Для того чтобы достичь указанной целей и получить желаемый результат, необходимо исследовать и охватить следующие задачи:
- Рассмотреть основные технологические решения в области цифровой подстанции.
- Рассчитать цифровую подстанцию 110/10 кВ
- Провести анализ и сбор информации о современных наработках в области цифровых подстанций.
- Предложить методику оценки проекта и провести технико-экономическое обоснование проекта «Цифровая подстанция».
Объектом дипломного проекта является проект «Цифровая подстанция», а предметом - сравнение традиционных и цифровых подстанций, а также технико-экономическое обоснование проекта.
«Одна из крупнейших электросетевых компаний в мире - ПАО «Россети» предложила свое направление программы инновационного развития на 2016-2020 годы с перспективой до 2025 года. Оно предусматривает развитие и внедрение «цифровых подстанций». Концепция этой программы заключается в создании опытного полигона «Цифровая подстанция» на базе «Научно-технического центра ФСК ЕЭС»» [20,21], что говорит о научной новизне рассматриваемого проекта и достижении практических результатов в его реализации.
Предложена методика оценки проекта «Цифровой подстанции», отличающаяся от ранее предложенных, тем, что она позволяет внедрить инновационные решения, которые позволят повысить надежность работы оборудования и сократить затраты.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!
ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ
КУРСОВЫЕ СТАТЬИ ВКР

Энергетические системы будущего все больше, распределяются и оцифровываются. Это фундаментальное преобразование идет полным ходом и ставит широкий круг задач для всех заинтересованных сторон. Только цифровизация позволит нам справиться с этими проблемами. Обеспечение успеха цифрового преобразования в энергетическом секторе требует решительности, гибкости и разумных инвестиций в интеллектуальные цифровые технологии. Это единственный способ управлять текущими задачами, в то же время, создавая достаточно возможностей для активного формирования будущего. Инвестиции в инновационные технологии сегодня создают перспективные электрические сети, характеризующиеся надежностью, эффективностью и устойчивостью.
Подстанции являются неотъемлемой частью электрических сетей. Они соединяют сети с различными уровнями напряжения, и их управляющая и координирующая функция жизненно важна для стабильности всей системы. Вот почему они считаются сердцем энергосистемы. Их цифровизация является решающим шагом к успешному формированию преобразования энергетических систем.
Оказывается, что цифровая подстанция может эксплуатироваться гораздо более экономично в течение своего жизненного цикла - от планирования и эксплуатации до обслуживания. Цифровая подстанция также повышает доступность, надежность и устойчивость всего блока питания. Вот как это обеспечивает добавленную стоимость, которая актуальна для коммунальных компаний и сетевых операторов.
Исходя, из проведенной работы можно сделать вывод, что при реализации инновационного проекта «цифровой подстанции 110/10 кВ» на основе российского оборудования компании «ЗАО Профотек» сумма затрат превышает затраты на среднестатистический традиционный проект подстанции и составляет 787,2 млн. руб. это 131,2 % от стоимости традиционного проекта. При промышленном внедрении «цифровых подстанций» и при уравнивании цен на первичное оборудование (оптические трансформаторы тока и напряжения) сумма затрат не превысит традиционное решение подстанции и даже станет значительно меньше стоить. Затраты составят 503,1 млн. руб. это 84% от традиционного решения. Если цены на оптические трансформаторы тока и оптические трансформаторы напряжения станут такими же, как и на традиционные трансформаторы тока и напряжения, то данная методика будет актуальной.
Главной особенностью внедрения инновационного решения станет:
- Повышение надежности оборудования;
- Снижение кабельной продукции;
- Повышение безопасности;
- Повышение точности измерений;
- Высокая помехозащищенность и сейсмостойкость;
- Экологичность;
- Высокая пожароопасность и взрывоопасность.
Если этого не произойдёт и цены на первичное оборудование останутся на том же уровне, то проект «цифровая подстанция» экономически не выгоден.
В результате, можно сказать, что предложенный проект «Цифровой подстанции» с внедрением инновационного решения, соответствует всем современным требованиям к надежности.



1. Цифровая подстанция МЭК 61850 [Электронный ресурс]: сайт
электротехнического завода «Вектор». URL: http://etz-
vektor.ru/products/buklet_MEK_61850.pdf (дата обращения 11.12.18)
2. РФ. Госстандарт. ГОСТ Р МЭК 61850-7-1-2009. Сети и системы связи на подстанциях. Часть 7. Базовая структура связи для подстанции и линейного оборудования. Раздел 1. Принципы и модели: утв. приказом: № 847 от 15.12.2009. М., 2009. 111 с.
3. Цифровая подстанция [Электронный ресурс]: электронный журнал. URL: http://digitalsubstation.com (дата обращения 07.02.19)
4. ABB group - ведущие цифровые технологии для промышленности [Электронный ресурс]: Сайт производителя компании ABB. URL: http://new.abb.com (дата обращения 08.02.19)
5. Цифровое проектирование [Электронный ресурс]: сайт
Акционерного общества НТЦ ФСК ЕЭС. URL: http://www.ntc-power.ru/ (дата обращения 15.02.19)
6. Цифровая энергетика [Электронный ресурс]: Первое отраслевое электронное СМИ. URL: http://www.ruscable.ru/ (дата обращения: 16.03.19)
7. Симонов А.М., Паршин В.А., Нагиев А.Р. Цифровая подстанция и промышленные проблемы // Современные тенденции в науке, технике, образовании. 2018. № 2. С. 83-84.
8. РФ. Росстандарт. ГОСТ 27.003. Надежность в технике. Состав и общие правила задания требований по надежности: утв. приказом № 206 от 29.03.2017. М., 2017. 19 с.
9. Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ (НТП ПС) [Электронный ресурс] // Стандарт организации ПАО «ФСК ЕЭС». 2017. URL: http://www.fskees.ru/upload/docs/STO_56947007-29.240.10.248-2017.pdf (дата обращения 26.03.19)
10. РФ. Госстанадрт. ГОСТ 7746-2001. Межгосударственный стандарт.
Трансформаторы тока. Общие технические условия: утв. постановлением № 92 от 13.03.2002. М., 2001. 29 с.
11. РФ. Госстандарт. ГОСТ 1983-2001. Трансформаторы напряжения. Общие технические условия: утв. постановлением №91 от 13.03.2002. М., 2001. 29с.
12. Аношин А.О., Головин А.В. Стандарт МЭК 61850. Информационная модель устройства // Новости ЭлектроТехники, 2012. №5 (77). С. 1-12.
13. РФ. Госстандарт. ГОСТ Р МЭК 61850-9-2. Сети и системы связи на подстанциях. Назначение на определенный коммуникационный сервис - Передача мгновенных значений по интерфейсу МЭК 8802-3: утв. приказом № 1230 от 13.12.2011. М., 2011. 117с.
14. РФ. Госстандарт. ГОСТ Р МЭК 61850-8-1. Сети и системы связи на подстанциях. Назначение на определенный коммуникационный сервис - Назначение на MMS и МЭК 8802-3: утв. приказом № 1232 от 13.12.2011. М., 2011. 122с.
15. РФ. Госстандарт. ГОСТ Р МЭК 60870-101. «Устройства и системы телемеханики». Протоколы передачи. Обобщающий стандарт по основным функциям телемеханики: утв. приказом № 46 от 28.03.2006. М., 2006. 139с.
16. Ковцова И.О. Обработка и передача данных для классических и цифровых электроподстанций. М.: Прометей, 2016. 236 с.
17. Епифанов А.М. В цифровых подстанциях мы видим огромный потенциал // Электроэнергия. Передача и распределение, 2016. № 1 (34). С. 6¬9.
18. Тетёкин А.А., Маряхин Е.В., Канаев Д.Г. Обзор Smart Grid в Великобритании // Современные тенденции в науке, технике, образовании. 2018. № 2. С. 60-61.
19. Компания Элькабель [Электронный ресурс]: сайт для покупки кабелей. URL: https://tolyatti.elektro-company.ru/ (дата обращения: 14.04.19)
20. Рожкова Л.Д. Электрооборудование электрических станций и
подстанций: Учебник. М.: Academia, 2017. 160 c.
21. Программа инновационного развития ПАО «ФСК ЕЭС» на 2016¬
2020 годы с перспективой до 2025 года [Электронный ресурс]: Приложение 3 к протоколу № 370 заседания совета директоров ПАО «ФСК ЕЭС»
07.06.2017.URL: http://cipi.samgtu.ru/sites/cipi.samgtu.ru/files/32_publichnoe_
akcionernoe_obshchestvo_federalnaya_setevaya_kompaniya_edinoy_energetiches koy_sistemy.pdf (дата обращения 10.03.19).
22. Моржин Ю.И., Попов С.Г., Коржецкий Ю.В., Ильин М.Д. Этапы внедрения технологии «Цифровая подстанция» на объектах ЕНЭС // Современные направления развития систем релейной защиты и автоматики энергосистем 2013. С. 36-43.
23. Jenkins N. An Overview of the Smart Grid in Great Britain
[Электронный ресурс]: DOAJ. 2015. https://doaj.org/article/
0ce3090d866444d99640fc7e7fa556f1 (дата обращения 15.03.18)
24. Bai J. Digital Metering System of New Generation Smart Substation in
China [Электронный ресурс]: MATEC Web of Conferences. - 2016 - PP 1-10. - URL: https://www.matec-conferences.org/articles/matecconf/pdf/2016/18/
matecconf_acpee2016_06007.pdf(дата обращения 16.03.18)
25. Hinkley K. First digital substation in TransGrid - Australia: a journey, business case, lessons [Электронный ресурс]: The Journal of Engineering. - Volume 2018. Issue: 15. PP 1135 1139 URL: https://ieeexplore.ieee.org/stamp/ stamp.jsp?tp=&arnumber=8503009 (дата обращения 20.03.19)
26. Dong X. Smart power substation development in China [Электронный ресурс]: CSEE Journal of Power and Energy Systems. - Volume 2016. Issue: 4. PP 1-5 URL: https://ieeexplore.ieee.org/ stamp/stamp.jsp?tp= &arnumber=7785861 (дата обращения 21.03.18)
27. Holbach J. IEC 61850 projects Bradley [Электронный ресурс]: PACWorldmagazine. 2007. PP 50- 58 URL: https://www.pacw.org/issue /autumn_2007_issue/tva_bradley/first_iec_61850_multivendor_project_in_the_usa .html (дата обращения 25.03.19)
28. ABB Switzerland Ltd. ABB’s Digital Substation [Электронный
ресурс]: ABB Switzerland Ltd // July 2016. URL:
http://new.abb.com/docs/librariesprovider139/defaultdocument-library/digital- substation_brochure.pdf?sfvrsn=4 (дата обращения 26.03.19)
29. Steven A. K. Protection and control system use of non-conventional
instrument transformers and process bus [Электронный ресурс]: The
InterNational Electrical Testing Association Journal. ABB Inc., 2017. URL: https://library.e.abb.com/public/5686c3fc42b94c04910b024d91054a85/Netaworld %20digital%20substation%202017.pdf (дата обращения 28.03.19)
30. Shen J. Controllable Load Management Approaches in Smart Grids
[Электронный ресурс]: Energies. 2015. № 8(10). URL:
http://www.mdpi.com/1996-1073/8/10/11187/htm (дата обращения 28.11.18)
31. Deng W. Adaptive Micro-Grid Operation Based on IEC 61850
[Электронный ресурс]: Energies. 2015 №8 (5). - PP 4455-4475. - URL:
http://www.mdpi.com/1996-1073/8/5/4455/htm_(дата обращения 04.12.18)

Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.



Подобные работы


©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ
.