РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ЦИФРОВОЙ ПОДСТАНЦИИ

S.I. Makasheva; P.S. Pinchukov

doi:10.14529/power190405

Authors

S.I. Makasheva Far Eastern State Transport University, Khabarovsk, Russian Federation
P.S. Pinchukov Far Eastern State Transport University, Khabarovsk, Russian Federation

DOI:

https://doi.org/10.14529/power190405

Keywords:

digital substation, reliability, digital current transformer, mean time between failures, survival function

Abstract

The paper considers the means of boosting the reliability of digital substations, taking into account the intensifying digitalization of the Russian Federation economy, power supply and industry. The paper analyses the existing directives and methodology in sphere of calculating and evaluating the reliability indicators for digital substation technology. The topological scheme and the reliability equivalent circuit of substation switchgear 220 kV are compiled as an example for the Rudnaya Substation, located in the Far East of Russia and currently being converted to its digital version. A numerical estimation of the survival function for the main equipment of the 220 kV switchgear is given based the classical theory of reliability. The digital substation blocks with low reliability indicators are identified. The large number of secondary circuits which using for digital measuring and connecting interface devices are revealed as a negative factor for the reliability indexes. The means for required reliability level maintaining for the digital substation are considered.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Министерство энергетики Российской Федерации. Официальный сайт. – https://minenergo.gov.ru/view-pdf/11246/84473 (дата обращения: 17.07.2019).

Министерство энергетики Российской Федерации. Официальный сайт. Ведомственный проект «Цифровая энергетика» – https://minenergo.gov.ru/node/14559 (дата обращения: 17.07.2019).

Гук, Ю.Б. Теория надежности в электроэнергетике / Ю.Б. Гук. – Л.: Энергоатомиздат, 1990. – 208 с.

Шалин, А.И. Надёжность и диагностика релейной защиты энергосистем / А.И. Шалин. –Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. – 384 с.

Китушин, В.Г. Надежность энергетических систем / В.Г. Китушин. – М.: Высш. шк., 1984. – 256 с.

Allan, R.N. Reliability Evaluation of Power Systems / R.N. Allan, R. Billinton. – New York and London: Plenum Press, 1996. – 514 p.

Iqbal, F. Power Systems Reliability- A Bibliographical Survey / F. Iqbal, A.S. Siddiqui, T. Deb et al. // Smart Science. – 2018. – Vol. 6, iss. 1. – P. 80–93. DOI: 10.1080/23080477.2017.1407985

Efron, B. Computer Age Statistical Inference: Algorithms, Evidence, and Data Science / B. Efron, T. Hastie. – Cambridge: Cambridge University Press, 2016. – 495 p. DOI: 10.1017/cbo9781316576533

Чичёв, С.И. Методология проектирования цифровой подстанции в формате новых технологий / С.И. Чичёв, В.Ф. Калинин, Е.И. Глинкин. – М.: Издат. дом «Спектр», 2014. – 228 с.

Горелик, Т.Г. Цифровая подстанция. Подходы к реализации / Т.Г. Горелик, О.В. Кириенко // Энергетик. – 2013. – № 2. – С. 15-17.

Tutorial on Networking for Digital Substations / R. Hunt, M. Zapella, C. Pimentel, G. Silvano // 72nd Conference for Protective Relay Engineers (CPRE). – USA. TX. College Station, 2019. – P. 1–15. DOI: 10.1109/CPRE.2019.8765874

Цифровые подстанции. Опыт реализации / В.Н. Курьянов, Л.Р. Кущ, Н.Р. Горбунова и др. // Наука, образование и культура. – 2018. – № 3 (27). – С. 9–12.

Горожанкин, П.А. Цифровая подстанция: назад в будущее / П.А. Горожанкин // Релейная защита и автоматизация. – 2017. – № 3 (28). – С. 60–62.

Горелик, Т.Г. Подходы к повышению структурной надежности систем релейной защиты / Т.Г. Горелик, П.В. Кабанов, О.В. Кириенко // Известия НТЦ Единой энергетической системы. – 2014. –№ 1 (70). – С. 56–63.

Гвоздев, Д.Б. Применение технологии «Цифровая подстанция» на существующих объектах компания «Россети Московский регион» / Д.Б. Гвоздев, М.А. Грибков, А.А. Сахаров // Электроэнергия. Передача и распределение. – 2019. – № 3 (54). – С. 54–59.

Ледин, С. Будущее цифровых подстанций в России / С. Ледин // Автоматизация и IT в энергетике. – 2015. – № 3 (68). – С. 64–65.

Methodology for Reliability Indices Determination in Electric Power Substation / J.D. Barbosa, R. Santos, J.F. Romero et al. // IEEE Latin America Transactions. – 2018. – No. 16. – P. 1959–1968. DOI:10.1109/TLA.2018.8447363.

Liu, N. Reliability Evaluation of a Substation Automation System Communication Network Based on IEC 61850 / N. Liu, M. Panteli, P.A. Crossley // 12th IET International Conference on Developments in Power System Protection (DPSP 2014). –2014. – P. 1–6. DOI: 10.1049/cp.2014.0057

Zhang,Y. An Integrative Approach to Reliability Analysis of an IEC 61850 Digital Substation / Y. Zhang, A. Sprintson, C. Singh // 2012 IEEE Power and Energy Society General Meeting, San Diego, CA. – 2012. – P. 1–8. DOI: 10.1109/PESGM.2012.6345699

ГОСТ Р 27.002–2015. Надежность в тех-нике. Термины и определения (ССНТ). – Введ. 2017–03–01. – М.: Стандартинформ, 2016. – 24 с.

Ali, A. Failure Analysis and Prevention / A. Ali. – Books on Demand, 2017. – 216 p.

Webstore International Electrotechnical Commission IEC 61850:2019 SER. Series: Communication Networks and Systems for Power Utility Automation– ALL PARTS. – https://webstore.iec.ch/publication/6028 (дата обращения: 20.07.2019).

ABB Asia Brown Boveri Ltd CH. –https://new.abb.com/ (дата обращения: 20.07.2019).

Методика оценки схемно-технической надежности технологических электрических сетей ОАО «РЖД» и электрических сетей внешнего электроснабжения для синхронизации инвестиционных программ ОАО «РЖД», ОАО «ФСК ЕЭС» и «Холдинг МРСК» // Отчет ЗАО ПФК «Скат». – М., 2012. – 108 с.

Sangno, R. Reliability Evaluation of a 132/33kV HV Substation / R. Sangno, P.D. Singh, R. Pudu // International Journal on Current Science & Technology. – 2016. – Vol. 04. – https://www.researchgate.net/publication/324013357_Reliability_Evaluation_of_a_13233_kV_HV_Substation (дата обращения:

07.2019).

Pinchukov, P. Improving Methods for Reliability Assessment of Electric Power Systems / P. Pinchukov, S. Makasheva // Advances in Intelligent Systems and Computing. – 2018. – Vol. 692. – P. 162–169. DOI: 10.1007/978-3-319-70987-1_17

Application of Multi-Agent System for Calculation of Reliability Indexes of Pacs for Digital Substation / A.A. Voloshin, E.A. Voloshin, N.P. Gracheva, D.O. Blagorazumov // International Youth Scientific and Technical Conference Relay Protection and Automation (RPA). – 2018. – P. 1–11. – https://ieeexplore.ieee.org/document/8537224/authors (дата обращения: 17.07.2019). DOI: 10.1109/rpa.2018.8537224

IEEE Guide for Electric Power Distribution Reliability Indices – Redline, in IEEE Std. 1366-2012 (Revision of IEEE Std 1366-2003). – 2012, pp. 1–92. http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=6329910&isnumber=6329909 (дата обращения: 20.07.2019).

Овсейчук, В.А. Нормирование надежности и качества электроснабжения потребителей / В.А. Овсейчук, В.А. Непомнящий // Инноватика и экспертиза: науч. тр. – 2016. – № 1 (16). – С. 175–185.

Makasheva, S. Expanding the Functionality of Automated Monitoring Systems for Traction Substations / S. Makasheva, P. Pinchukov // MATEC Web of Conferences. – 2018. – P. 01014.