От цифровизации электрических сетей до дистанционного управления уличным освещением
Энергетическое хозяйство столицы стремительно развивается и старается соответствовать вызовам времени, внедряя самые современные методы управления и технологии в энергосистему города. В рамках концепции «умного города» московские власти большое внимание уделяют созданию и совершенствованию централизованного управления электрическими сетями и уличным освещением.
Как изолятор полиэтилен лучше масла
Значительная часть электросетевого хозяйства города – подземные кабельные линии – находится в ведении Московской объединенной электросетевой компании (ПАО «МОЭСК»).
Сегодня в филиале ПАО «МОЭСК» – «Московские кабельные сети» – трудятся 4,1 тыс. человек. Они обслуживают более 63 тыс. км электрических сетей, 15,6 тыс. трансформаторных подстанций и распределительных пунктов, суммарная мощность которых составляет 19 350 МВА.
Важным шагом в цифровизации электрических сетей города стал ввод в строй в середине этого года объединенного центрального пункта «Московских кабельных сетей». Центральный элемент диспетчерского пункта – мнемощит. Это схема электросетевого хозяйства, на которой с помощью символов отображается ситуация на каждом участке сети. В традиционные механические мнемощиты диспетчеры вносят изменения вручную.
Из-за масштабов Москвы в 1985 году энергетики разделили схему на две части, которые размещались в разных помещениях. Вернуться к концепции единого центра управления позволили современные цифровые технологии. После реализации проекта на смену двум традиционным мнемощитам пришла единая цифровая мнемосхема, отображаемая на видеостене и мониторах диспетчеров. Благодаря созданию объединенной диспетчерской на 50% сократится время приема и передачи информации, реагирования на технологические нарушения.
Создание объединенной диспетчерской стало первым шагом к дальнейшей цифровизации электросетей в рамках концепции «умного города». Следующий этап – запуск пилотного проекта «Цифровой район электрических сетей». Это оснащение трансформаторных подстанций и других сетевых объектов устройствами телемеханики (датчиками). Благодаря им диспетчеры смогут получать максимально точную информацию о месте и масштабах инцидента. А комплекс «Советчик диспетчера» поможет выбрать самый быстрый способ дистанционной локализации участка, на котором произошел сбой. Электромонтерам не придется тратить время на поиск поврежденного участка.
После получения информации от диспетчера они смогут сразу приступить к устранению неисправности. «Цифровой район электрических сетей» будет развиваться совместно с проектом «Цифровой электромонтер». Он предполагает оснащение персонала мобильными устройствами управления и контроля – планшетами со специальными приложениями. Они позволят эффективно использовать рабочее время, отслеживать перемещение персонала и сокращать операционные издержки. С помощью цифровых технологий также снизится уровень потерь в сетях – с 6,3 до 5,25%. В будущем планируется полностью автоматизировать процесс контроля за состоянием силовых кабелей, система будет самостоятельно выявлять нарушения и сообщать о них.
Сейчас пилотный проект «Цифровой район электрических сетей» реализуется на территории Северо-Западного административного округа. До конца 2024 года к нему присоединятся все округа Москвы.
С 2018 года ПАО «МОЭСК» реализует масштабную программу модернизации кабельных линий. Специалисты заменяют часть устаревших маслонаполненных линий на современный кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена. Линии с маслонаполненным кабелем заменяют исходя из ряда причин. В первую очередь они не подлежат ремонту. Такой кабель производился в 1950–1970-х годах, и теперь ни его, ни соответствующую арматуру уже не производят ни в России, ни за рубежом. Кроме того, при ремонте таких линий требуется большое количество земляных работ. Также при эксплуатации маслонаполненных кабелей существуют риски возгорания и загрязнения почв в случае их повреждения. К тому же, по сравнению с современной линией, оснащенной полиэтиленовой изоляцией, старый кабель обладает низкой надежностью. До 2030 года предстоит заменить 350 км кабельных сетей с масляным наполнением. В городе уже проведена замена 650 км старых кабельных линий на линии с изоляцией из сшитого полиэтилена.
Пока же МОЭСК эксплуатирует более 100 линий с маслонаполненным кабелем. Это хозяйство в рабочем состоянии поддерживают 226 пунктов маслоподпитки, 330 кабельных колодцев, 47 камер концевых муфт и 12 автоматических подпитывающих установок.
Благодаря замене устаревших кабельных линий ПАО «МОЭСК» сможет освободить городские территории, занятые наземными сооружениями кабельных линий. Кроме того, получится сократить объемы земляных работ, а также повысить надежность электроснабжения потребителей. И самое главное – замена старых кабельных линий снизит риск загрязнения окружающей среды.
Кроме того, на подстанциях устанавливается умная противоаварийная автоматика на линиях, связывающих между собой ТЭЦ с высоковольтными питающими центрами. Она позволит переводить потребителей на другие питающие центры при пиковых нагрузках. Это поможет избежать аварийных перегрузок и отключений. Пилотный проект, реализуемый на востоке города, обеспечит отработку типовых решений для московских кабельной и высоковольтной сетей, ремонтных и других подразделений, для того чтобы к 2023 году внедрить режим цифрового управления. В течение трех лет должно быть разработано необходимое программное обеспечение.
На территории центра «Сколково» возле Можайского шоссе этим летом ПАО «МОЭСК» ввело первую в стране высоковольтную цифровую электроподстанцию «Медведевская» трансформаторной мощностью 160 МВт. Она обеспечит энергоснабжением здания инновационного кластера, а также жилые дома и коммерческие организации, расположенные неподалеку.
Управление электроподстанцией ведется в цифровом виде без присутствия персонала. Все управляющие воздействия производятся в цифровом формате передачи данных. Вся информация накапливается. Фактически речь идет о внедрении элементов искусственного интеллекта в процесс управления.
50 тысяч уличных фонарей «поумнеют»
Систему уличного освещения обслуживает еще одна структура – «Объединенная энергетическая компания» (АО «ОЭК»). Это около 430 тыс. опор освещения в разных частях города с более чем 555 тыс. светильников. Примерно 10% из них (порядка 45 тыс. единиц) – это светодиодные энергосберегающие источники света.
На протяжении 2018 года компания установила свыше 20 тыс. новых энергосберегающих светильников. Основные преимущества светодиодных ламп заключаются в том, что их электропотребление в 10 раз меньше, чем у ламп накаливания, и в три раза меньше, чем у люминесцентных. Срок службы таких фонарей составляет около 50 тыс. часов, или 11 лет непрерывной работы. При этом они безвредны для окружающей среды и просты в утилизации.
Городским наружным освещением, архитектурно-художественной подсветкой и питающими их электросетями с недавнего времени управляет Центр управления сетями АО «ОЭК», расположенный на востоке Москвы. Это 26 питающих центров напряжением 110–220 кВ, расположенных в разных частях столицы, более трех тыс. трансформаторных подстанций 6–20 кВ и свыше 15 тыс. км линий электропередачи 0,4–220 кВ. На постоянном круглосуточном дежурстве в центре находятся 24 диспетчера.
Не покидая территорию центра, они могут контролировать нагрузки и регулировать напряжение в сетях, включать и отключать наружное освещение и праздничную подсветку. Там же располагается интерактивная карта Москвы со всеми объектами городского освещения. Если происходит аварийное отключение оборудования, диспетчеры моментально видят это на карте и отправляют на место технологического нарушения ремонтную бригаду. В компании сформировано 29 оперативно-выездных бригад и 32 аварийно-восстановительных, в которых задействовано более 150 человек.
До конца 2018 года 49 тыс. уличных фонарей будут управляться дистанционно. Дистанционно управляемыми станут светильники на Садовом и Третьем транспортном кольце, вылетных магистралях – Ленинградском, Каширском, Волгоградском шоссе. В каждый источник света встроят электронные контроллеры, передающие сигнал на базовую станцию в радиусе 3 км. Со станции по волоконно-оптической линии сигнал будет доходить до Центра управления сетями.
Таким образом, диспетчер сможет увидеть, горит или не горит фонарь, а также включить или выключить его вручную. К примеру, если вдруг тучи резко заволокут небо и станет совсем темно, специалисты всего лишь при помощи компьютерной мышки зажгут освещение на какой-то определенной улице или в целом квартале. То же самое утром – диспетчеры смогут выключать фонари раньше, если день выдался ясный и солнечный. Сейчас лампы включаются и выключаются автоматически с помощью системы управления освещением. Каждый день это происходит в разное время. График составляется в зависимости от восхода и захода солнца.
В рамках пилотного проекта контроллерами оснащено уже 20 фонарей на Большой Черкизовской улице в ВАО. Одновременно специалисты АО «ОЭК» на опоры освещения установят радиометки, которые будут выдавать сведения об этом оборудовании: в каком году его установили, из какого материала изготовили, какой тип светильника смонтирован на опоре, когда последний раз проводился ремонт и т.д. Таким образом, если возникнет авария, ремонтная бригада оперативно при помощи планшета считает всю необходимую информацию и быстро начнет устранять неполадку. В будущем технические характеристики всех городских опор освещения планируется занести в единую информационную базу, которая сейчас разрабатывается совместно с Департаментом информационных технологий города Москвы.
Важнейшей вехой в развитии столичной системы энергоснабжения стало формирование нового энергокольца, образованного подстанциями и линиями электропередачи, напряжением 20 кВ. Они приходят на смену морально устаревшим линиям – 6 кВ и 10 кВ. Электросети 20 кВ более надежные и мощные, чем их предшественники. С ними пропускная способность одной линии увеличивается в 2–2,5 раза, соответственно, улучшается качество напряжения у потребителей. Еще одно преимущество сетей 20 кВ – возможность передачи электроэнергии на большие расстояния с меньшими потерями. Таким образом, отпадает необходимость строить дополнительные трансформаторные подстанции и кабельные линии. С 2012 по 2017 год в столице построено более 1000 км кабельных линий напряжением 20 кВ.
Завершены работы по подключению к сети 20 кВ построенных и строящихся станций метро «Сокольники», «Электрозаводская», «Лефортово», «Авиамоторная», «Нижегородская», «Ходынское поле», «Петровский парк», а также сооружений на реорганизуемой территории бывшего ЗИЛа. В 2018 году планируется проложить еще более 350 км кабельных линий и построить 23 новых распределительных пункта 20 кВ. Через них будет осуществляться электроснабжение новых станций метро, ВДНХ и парка развлечений «Остров мечты» в Нагатинском затоне, строящихся школы и поликлиники на территории бывшего ЗИЛа, здания Следственного комитета РФ на Новом Арбате и других городских объектов.
Текст: Дмитрий Ильин
Фото: Георгий Розов
Назад в раздел
