Интеллектуальные системы в электроснабжении

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретические основы формирования интеллектуальных систем электроснабжения в России

1.1. Эволюция концепции Smart Grid и специфика цифровизации в Единой энергетической системе России

1.2. Нормативно-техническое регулирование применения интеллектуальных устройств согласно стандартам ПАО «Россети» и Минэнерго РФ

1.3. Классификация интеллектуальных компонентов: от цифровых измерительных трансформаторов до активно-адаптивных систем управления

Глава 2. Проектирование и расчет интеллектуализированной системы электроснабжения объекта

2.1. Определение расчетных электрических нагрузок и выбор мощности силовых трансформаторов

2.2. Разработка схемы распределительной сети с интеграцией автоматизированных систем коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ)

2.3. Анализ параметров надежности и выбор аппаратов защиты с поддержкой цифровых протоколов передачи данных (МЭК 61850)

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Интеллектуальные системы в электроснабжении

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы курсовой работы определяется стратегическими задачами модернизации Единой энергетической системы России и повышения энергоэффективности электросетевого комплекса. В условиях роста энергопотребления, увеличения доли распределенной генерации и необходимости обеспечения устойчивого электроснабжения потребителей различных категорий надежности внедрение интеллектуальных систем становится приоритетным направлением развития отрасли. Концепция интеллектуальной энергетической системы с активно-адаптивной сетью (Smart Grid) предполагает применение современных цифровых технологий для управления режимами работы электрооборудования, обеспечения двусторонней связи между производителями и потребителями электроэнергии, минимизации потерь мощности и повышения качества электрической энергии согласно требованиям ГОСТ Р 32144-2013. Переход к интеллектуальным системам электроснабжения обусловлен необходимостью автоматизации процессов коммерческого учета, дистанционного мониторинга параметров сети, оперативного управления коммутационной аппаратурой и быстрого восстановления электроснабжения после аварийных отключений.

Степень разработанности проблемы в отечественной технической литературе характеризуется наличием фундаментальных исследований в области цифровизации электроэнергетики, выполненных специалистами НИУ «МЭИ», АО «Институт «Энергосетьпроект», ПАО «Россети». Вопросы формирования активно-адаптивных сетей, интеграции систем АСКУЭ, применения микропроцессорных устройств защиты и автоматики рассматриваются в работах ведущих ученых и инженеров-практиков энергетической отрасли.

Цель курсовой работы – разработка интеллектуализированной системы электроснабжения объекта с обоснованием технических решений по применению цифровых устройств учета, мониторинга и управления.

Задачи курсовой работы:

• проанализировать эволюцию концепции Smart Grid и особенности ее реализации в условиях Единой энергетической системы России;
• изучить нормативно-техническое регулирование применения интеллектуальных устройств в электроснабжении;
• выполнить классификацию интеллектуальных компонентов современных систем электроснабжения;
• рассчитать электрические нагрузки объекта и выбрать мощность силовых трансформаторов;
• разработать схему распределительной сети с интеграцией автоматизированной системы коммерческого учета электроэнергии.

Объект исследования – интеллектуализированная система электроснабжения промышленного предприятия.

Предмет исследования – технические решения по применению интеллектуальных устройств и систем в электроснабжении.

Методологическая база включает теоретические основы электроснабжения промышленных предприятий, расчетные методы определения электрических нагрузок и параметров электрооборудования, нормативно-техническую базу (ПУЭ 7-е издание, ГОСТ Р 32144-2013, СП 256.1325800.2016, стандарты МЭК 61850), проектные решения ПАО «Россети» и АО «Институт «Энергосетьпроект».

Научная новизна работы заключается в комплексном подходе к проектированию системы электроснабжения с интеграцией интеллектуальных компонентов, обеспечивающих автоматизированный учет, мониторинг и управление режимами работы электрооборудования на основе протоколов МЭК 61850.

Теоретическая значимость работы состоит в систематизации подходов к формированию интеллектуальных систем электроснабжения в российском нормативно-техническом контексте.

Практическая значимость определяется разработкой конкретных технических решений по выбору электрооборудования, расчету параметров сети и интеграции автоматизированных систем управления и учета.

Структура работы включает введение, две главы, заключение и список использованной литературы.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ В РОССИИ

1.1. Эволюция концепции Smart Grid и специфика цифровизации в Единой энергетической системе России

Концепция интеллектуальной энергетической системы с активно-адаптивной сетью возникла в начале XXI века как ответ на вызовы, связанные с моральным и физическим износом электросетевой инфраструктуры, необходимостью интеграции возобновляемых источников энергии, повышением энергоэффективности и обеспечением надежного электроснабжения потребителей различных категорий. Первые пилотные проекты Smart Grid были реализованы в США и странах Европейского союза в 2005-2010 годах, где апробировались технологии автоматизированного учета электроэнергии, дистанционного управления коммутационными аппаратами, применения систем накопления энергии и активного участия потребителей в управлении спросом. В Российской Федерации формирование концепции интеллектуальной энергетики началось в 2010-2012 годах, когда Минэнерго России и ПАО «Россети» приступили к разработке стратегических документов, определяющих направления цифровой трансформации электросетевого комплекса [1, c. 15].

Основу интеллектуальной энергетической системы составляет двусторонний обмен информацией между элементами генерации, передачи, распределения и потребления электроэнергии, что позволяет осуществлять оперативное управление режимами работы электрооборудования, минимизировать потери мощности в сетях, повышать качество электрической энергии и обеспечивать быстрое восстановление электроснабжения после аварийных отключений. Ключевыми технологическими компонентами Smart Grid являются интеллектуальные счетчики электроэнергии с функциями удаленной передачи данных, микропроцессорные устройства релейной защиты и автоматики с поддержкой протоколов МЭК 61850, системы мониторинга параметров качества электроэнергии, активно-адаптивные устройства компенсации реактивной мощности, накопители электроэнергии, системы управления зарядкой электромобилей и платформы интеграции распределенной генерации. Интеллектуализация электроснабжения обеспечивает повышение коэффициента готовности электрооборудования, снижение удельных потерь электроэнергии и улуч

…