Инновационные решения для распределительных сетей 6 - 35 кВ. ООО Оптиметрик, 2021

Компания
Компания «Оптиметрик» специализируется на внедрении инновационных и эффективных технических решений на основе собственных технологий и разработок в области измерений параметров электроэнергии, систем передачи и обработки данных синхронных векторных измерений.
Патенты на устройства измерения тока и напряжения.
Серийное производство электронных (цифровых) измерительных трансформаторов тока и напряжения (датчиков) от 6 до 35 кВ, многофункциональных измерительных устройств.
Собственная метрологическая и высоковольтная испытательная лаборатория.
Разработка и производство электронных трансформаторов тока и напряжения TECV 6-35 кВ
2014-2017
Разработка решений на основе синхронных векторных измерений. Расширение исследовательских и производственных мощностей
2018-2020
Пилотное тестирование системы мониторинга и управления OptiDMS. Расширение количества и географии пилотных проектов. Сертификация и аттестация оборудования.
2021-2023
Более 100 точек измерения внедрено
Разработаны прототипы
Апробация решения
Компетенции в области реализации высокоточных цифровых измерительных систем
Объем выручки предприятия за 2020 год - 17 млн. руб. (+50%)

Текущие проблемы
*Текущая ситуация по данным Россети Северо-Запад
Решаемые задачи в рамках проекта
Выявление коммерческих и технических потерь в сетях 6-35 кВ:
Повышение точности приборов телеизмерений и учета электроэнергии
Организация выносных точек учета на границе балансовой принадлежности
Компенсация реактивной мощности и автоматическое регулирование напряжением
Разработка системы принятия решений для целей повышения надежности и улучшение показателей SAIDI/SAIFI:
Снижение сроков обнаружения и локализации различных видов повреждений КЛ/ВЛ
Прогнозирование повреждений (предиктивная аналитика)
Улучшение алгоритмов РЗА и автоматики в сетях 6-35 кВ:
Применение алгоритмов глубокой предиктивной аналитики данных измерений
Улучшение селективности защит
Контроль устойчивости режимов электрической сети с распределённой генерацией
1
2
4
Расширение сетей передачи технологических данных:
Повышение управляемости и гибкости сети передачи данных измерений, диагностики и управления
Снижение затрат на эксплуатацию при существенном росте количества узлов связи
5
Мониторинг показателей качества электроэнергии в сетях 6-35 кВ:
Мониторинг ПКЭ и выявление источников помех в режиме реального времени
3
Потери в сетях 0,4-20 кВ – до 20%
Среднее время поиска повреждения -
до 3 - 6 часов
Отсутствует постоянный мониторинг ПКЭ и поиск источников помех
Покрытие сотовой сети
менее 50% в сельской местности
Малая доля внедрения DMS/SCADA
Актуальные проблемы и текущая ситуация *

1 Датчики тока специальной конструкции
Высокая точность измерения тока ( класс точности 0,2S)
Расширенный диапазон измерения от 1 до 900 А
Иммунитет к внешним магнитным полям
Отсутствие насыщения и остаточной намагниченности (без магнитопровода)
Измерение апериодической составляющей тока
2 Емкостные датчики напряжения специальной конструкции
Высокая точность измерения напряжения (класс точности 0,2)
Расширенный диапазон измерения от 1 до 24 кВ
Иммунитет к внешним электрическим полям
Отсутствие эффекта ферромагнитного резонанса
Встроенный детектор волнового ОМП
3 Механические и массогабаритные характеристики
Малый вес
Малые габаритные размеры
Установка без специальных конструкций
Цифровой трансформатор тока и напряжения TECV
TECV-B1
TECV-L1
TECV-С3
Технологическая готовность TRL7
Запуск в серийное производство модифицированной линейки ЭТТН - 3 квартал 2021
4 Полный цикл производства сенсоров
Полный цикл изготовления датчиков тока и напряжения

МФИУ на отпайке ВЛ 6-10 кВ
Установка на анкерные и промежуточные опоры без грузоподъёмной техники
Эффективное решение для организации точки выносного учета и мониторинга 6-10 кВ
Монтаж на изолированный и неизолированный провод
Надежная фиксация на проводе без его разрыва
Вес ЭТТН менее 3 кг
Монтажный комплект для устройства и комплект заземления опоры в составе
Шкаф управления из УФ стойкого композита
Автоматическая диагностика при первом запуске
Удалённое конфигурирование на расстоянии до 100 м

Реализованные проекты
Пункт коммерческого учета 10 кВ для ПАО «МРСК Центра»-Ярэнерго, Ярославская обл.

МФИУ в ТП 10/0.4 кВ
Эффективное решение для организации точки учета и мониторинга в ТП 6-10 кВ
Установка ЭТТН в высоковольтном отсеке ТП 10/0,4 кВ
Установка электронного блока в отсеке РУНН 0,4 кВ
Монтаж без применения подъёмной техники
Вес ЭТТН менее 3 кг
Мачта выносной антенны из УФ стойкого композита
Диагностика силового трансформатора
Удалённое конфигурирование на расстоянии до 100 м

1. Быстрый монтаж ПКУ на анкерные и промежуточные опоры ЛЭП 35 кВ без их усиления
3. Мониторинг измерений через выносной дисплей по сервисному радиоканалу
2. Монтаж цифровых трансформаторов тока и напряжения 35 кВ в любом положении.
4. Беспроводная передача данных до 10 км с направленной антенной
2. Цифровой интерфейс с полной гальванической развязкой.
Пункт коммерческого учета OptiRM 35 кВ
4. Расширенный диапазон измерения тока от 0,1 А до 1000 А и напряжения от 100 В до 24 кВ
5. Класс точности учета активной/реактивной энергии 0,2S/0,5
7. Поддержка протокола обмена МЭК 61850-8-1, (GOOSE, MMS), DLMS/СПОДЭС.
6. Достоверный учет электроэнергии по схеме 3ТТ+3ТН

Реализованные проекты
Пункт коммерческого учета 35 кВ для ПАО «Удмуртнефть» Бузулук, Оренбургская обл.
Пункт коммерческого учета 35 кВ для
ПАО «МРСК Центра и Волги»-Ивэнерго, Ивановская обл.
Пункт коммерческого учета 35 кВ для ПАО «МРСК Волги»-«Пензаэнерго»
Пункт коммерческого учета 35 кВ на ПС 35/10 кВ,
ОАО «Северэлектро», Кыргызская Республика
Объем внедрённого оборудования в России и СНГ - более 100 точек измерения и учета 6-35 кВ

Интеллектуальные измерительные устройства ESM
Высокий класс точности измерения энергии и мощности
Поддержка DLMS/СПОДЭС
Измерение активной и реактивной мощности в 4 квадрантах с классом точности 0,2S / 0,5
Хранение профилей мощности и энергии с применением тарифов
Измерение показателей качества электроэнергии с классом точности А
Высокопроизводительный сигнальный процессор
Компактная конструкция и высокая помехозащищённость
Простой монтаж на DIN-рельс или панель
Простое подключение при помощи коннекторов
Интерфейсы 2/4 х Ethernet, 2 х RS-485
Поддержка профиля обмена МЭК 61850-8-1
Рекомендован для применения на оптовом и розничных рынках электроэнергии
Расширение дискретных входов/выходов

Сравнение с аналогами решений для ВЛ 6-20 кВ

Сравнение решений

Сравнение решений

Разработка интеллектуальной системы мониторинга
распределительных сетей на основе синхронных векторных измерений
НИОКР

Архитектура системы

Сравнение технологий
Система телеизмерений на основе протокола МЭК 60870-5-104 (SCADA)
Система мониторинга на основе синхронных векторных измерений
ПУ – прибор учета, ИП – измерительный преобразователь
ЭТТН - измерительный трансформатор тока и напряжения, mPMU – устройство СВИ

Сравнение стандартов передачи данных

Поиск потерь осуществляется вычислением мгновенного баланса мощности на каждом участке линии. Потоковая обработка данных выполнятся на стороне концентратора векторных данных.
Определение точного места повреждения на основе двухстороннего волнового метода. МФИУ фиксирует с точностью до 500 нс фронт волны переходного процесса и отправляет метку времени посредством R-GOOSE
Локализация замыканий на землю по разности фаз векторов тока и напряжения нулевой последовательности, измеренных в узлах сети.
Принципы работы
При фиксации авариного режима автоматически осуществляется регистрация измерений с увеличением частоты дискретизации и записью в энергонезависимую память МФИУ

Концентратор векторных данных PDC и сервер OptiDMS
Прием и хранение СВИ в циклическом архиве
Расчетные величины U1, U2, U0, I1, I2, I0, P, Q, S, P1, P2, P0, Q1, Q2, Q0, Pa, Pb, Pc, Qa, Qb, Qc, Sa, Sb, Sc, S1, S2, S0, na, nb, nc, n
Запись в аварийный архив при фиксации повреждения
Агрегирование и передача данных на верхний уровень в соответствии с заданной дискретностью
Память для архивов на 180 суток / число опрашиваемых УСВИ 1000 ГБ / 10 УСВИ; 2000 ГБ / 20 УСВИ; 4000 ГБ / 40 УСВИ
Пассивная система охлаждения, применение накопителей SSD
Установка на ПС 110/35/10 кВ
Дублированный источник питания 100...240 В=/ 100...240 В~ (45...55 Гц)
Технологическая готовность TRL4
Разработка прототипа программного обеспечения
Готовность к ОПЭ - 4 квартал 2021
Безвентиляторные промышленные компьютеры Blok высокой надежности для ответственных систем с длительным жизненным циклом
Интеграция в платформу управления распределенной энергетикой – ∀Платформа

Структура системы OptiDMS
Технологическая готовность TRL3
Разработка прототипа программного обеспечения
Готовность к ОПЭ - 4 квартал 2021
Функции DER и EMS реализуются с использованием компонентов А-платформы
Интеграция в сторонние системы осуществляется с использованием А-платформы

Функции системы OptiDMS
LIL
Модуль выявления и локализации потерь
WNC
Модуль управления беспроводной сетью
(концепция)
FDL
Модуль обнаружения и фиксации повреждений
Централизованная направленная защита от КЗ и ОЗЗ при всех типах заземления нейтрали
Фиксация всех видов замыкания (металлическая связь, замыкание через переходное сопротивление, замыкание через дугу)
Определение направления повреждения
Определение расстояния до места повреждения с применением двухстороннего волнового метода «бегущей волны»
Конфигурирование параметров участков сети (длина, волновое сопротивление)
Мониторинг и предиктивный анализ появления повреждений
Фиксация и расчет расстояния до места повреждения, привязка спутниковых меток к ГИС.
Измерение параметров участка линии (I, U, cosφ, P, Q, S, A+, A-, R+, R-)
Отображение векторных диаграмм МФИУ
Расчет балансов мощностей и энергии с заданной частотой дискретизации
Вычисление текущих потерь по участкам линии
Выявление и локализация потерь электроэнергии в распределительной сети в режиме онлайн на основе СВИ
Мониторинг переходных процессов
ACM
Модуль администрирования
GUI
Модуль интерфейса пользователя
DBM
Модуль управления базами данных
Управление маршрутизацией сети по протоколу RPL
Анализ и оптимизация пропускной способности сети WSN
Конфигурирование шлюзов AGW
Отображение списка подключённых устройств с IPv6 адресами и GPS метками
Конфигурирование маршрутизации устройств внутри сегмента, каналов связи между сегментами сети
Конфигурирование режимами (M, P) и частотой векторных измерений Fv
Анализ пропускной способности сети в режиме максимальной нагрузки
Отображение перечня объектов и их событий
Веб-сервер на базе фреймворка - vue.js. Кроссбраузерность
Информационная модель соответствуют методам описания объектов управления в соответствии со стандартом МЭК 61970

Ключевые заказчики
Заказчики
Текущие проекты

Предприятие
Площади для размещения производственного и испытательного оборудования:
Высоковольтная испытательная лаборатория
Цех для изготовления изоляции
Цех сборки и отладки
Оборудование лазерной резки и намотки
3D макетирование, печать
Высокая транспортная доступность расположения предприятия.
Ярославль , ул. Промышленная, 20, стр. 2

Предприятие
Высоковольтная камера для проведения метрологических испытаний
Лаборатория для проведения типовых и приёмосдаточных испытаний высоковольтного измерительного оборудования до 100 кВ

Кооперация по внедрению интегральных схем аналого-цифровых преобразователей и микроконтроллеров российского производства
Сотрудничество по направлению разработки метрологического обеспечения цифровых подстанций
Грантовая и информационная поддержка проекта
Сотрудничество по направлению проведения опытно-промышленной эксплуатации технических решений разработанных в рамках проекта
Партнеры
Сотрудничество по направлению реализации пилотных проектов цифровой подстанции
Сотрудничество по направлению «Интеллектуальная распределенная энергетика» дорожной карты EnergyNet
Сотрудничество по направлению проведения испытаний устройство синхронных векторных измерений и системы мониторинга