The concept of modernizing electrical substations in the energy system of the Belgorod region using digital technologies and solutions
Keywords:
digital substation, IEC 61850 standard, digital transformation 2030, intelligent electronic devices, local area network, relay protection and automationAbstract
The work is devoted to the current topic of using digital technologies and solutions in modern electric power industry and the concept of digital transformation of electrical energy. The issue of organizing and constructing digital substations is considered as one of the leading trends in the modern electric power industry. The paper presents the main technical and organizational solutions typical for the construction of digital substations based on open protocols of the international standard IEC 61850 “Networks and communication systems in substations.” A general assessment of the condition of step-down substations in the power system of the Belgorod region is given. As an object of study, the diagram of one of the typical substations in the power system of the Belgorod region is presented and analyzed. For the considered substation, a concept for its modernization has been proposed using digital technologies and solutions to comply with the term “Digital Substation” and in accordance with the requirements of the international standard IEC 61850. Moreover, the modernization concept is proposed both taking into account the achievement of the necessary substation control functions, and in accordance with the existing level domestic energy industry and the state of the region's electrical networks. The proposed modernization will lead to an increase in the level of controllability and observability of the substation, a reduction in the costs of monitoring and self-diagnosis of secondary connections, and an increase in the level of intelligent control of the operating mode of power equipment and secondary systems. In addition, it will ensure the gradual modernization of existing substations in the region in the direction of their digitalization.
Metrics
References
ГОСТ
1. Майоров А.В. Развитие системы оперативно-технологического управления электросетевым комплексом в рамках концепции цифровой трансформации 2030 // Электроэнергия. Передача и распределение. – 2019. – № S2 (13). – С. 2-7. EDN: HMDFRL
2. Майоров А.В. Технические решения для повышения надежности эксплуатации распределительных электрических сетей в рамках цифровой трансформации // Электроэнергия. Передача и распределение. – 2019. – № S3 (14). – С. 2-6. EDN: RTGWFR
3. Шилова Л.А. , Адамцевич А.О. Интеграция цифровых технологий как ключевой фактор развития Российской энергетики // Энергетическая политика. – 2020. – № 9 (151). – С. 60-73. DOI: 10.46920/2409-5516_2020_9151_60. EDN: PCLTXC
4. Саенко А.А. Анализ, обоснование и выбор архитектуры цифровой подстанции // В сб.: Международная научно-техническая конференция молодых ученых БГТУ им. В.Г. Шухова, посвященная 300-летию Российской академии наук. Сб. докл. Национальной конф. с межд. участием. – Белгород: Изд-во БГТУ, 2022. – С. 522-527. EDN: FNOXXS
5. Зацепина В.И., Кудрявцев А.Е. Основы построения цифровой подстанции // В сб.: Актуальные вопросы тепло- и электроэнергетики. Мат-лы Всеросс. научно-техн. конф. с межд. участием. – Грозный: РПК «Спектр»; ГГНТУ им. акад. М.Д. Миллионщикова, 2021. – С. 78-82. EDN: PEYPIE
6. Основы построения цифровых подстанций в рамках концепции «Цифровая трансформация 2030» / Л.П. Андрианова, З.Х. Павлова, М.И. Хакимьянов, Р.Т. Хазиева // В сб.: Всероссийский педагогический форум. Сб. ст. II Всеросс. научно-метод. конф. – Петрозаводск: МЦНП «Новая Наука», 2020. – С. 348-360. DOI: 10.46916/20112020-1-978-5-00174-039-1. EDN: BYQHRN
7. Цифровизация энергообъектов: задачи и их решения / Е.С. Воробьев, В.А. Наумов, В.И. Антонов и др. // В сб.: Проблемы и перспективы развития энергетики, электротехники и энергоэффективности. Мат-лы III Межд. научно-техн. конф. – Чебоксары: ЧГУ, 2019. – С. 267-272. EDN: EXJGYA
8. Гаврилов Ф.В. Основные преимущества и недостатки цифровой электрической подстанции // Теория и практика современной науки. – 2018. – № 6 (36). – С. 169-173. EDN: YAVMIH
9. Лоскутов А.Б. Проблемы перехода электроэнергетики на цифровые технологии // Интеллектуальная электротехника. – 2018. – № 1. – С. 9-27. DOI: 10.46960/2658-6754_2018_1_9. EDN: YOYWMH
APA
1. Mayorov, A. V. (2019). Razvitie sistemy` operativno-texnologicheskogo upravleniya e`lektrosetevy`m kompleksom v ramkax koncepcii cifrovoj transformacii 2030 [Development of an operational and technological management system for the electric grid complex within the framework of the concept of digital transformation 2030]. E`lektroe`nergiya. Peredacha i raspredelenie, S2 (13) , 2-7. [In Russian]
2. Mayorov, A. V. (2019). Texnicheskie resheniya dlya povy`sheniya nadezhnosti e`kspluatacii raspredelitel`ny`x e`lektricheskix setej v ramkax cifrovoj transformacii // E`lektroe`nergiya. Peredacha i raspredelenie. – 2019. – № S3 (14). – S. 2-6. EDN: RTGWFR [Technical solutions to improve the reliability of operation of electrical distribution networks as part of digital transformation]. E`lektroe`nergiya. Peredacha i raspredelenie, S3 (14) , 2-6. [In Russian]
3. Shilova, L. A., & Adamtsevich, A. O. (2020). Integraciya cifrovy`x texnologij kak klyuchevoj faktor razvi-tiya Rossijskoj e`nergetiki [Integration of digital technologies as a key factor in the development of Russian energy]. E`nergeticheskaya politika, 9(151) , 60-73. https://doi.org/10.46920/2409-5516_2020_9151_60 [In Russian]
4. Saenko, A. A. (2022). Analiz, obosnovanie i vy`bor arxitektury` cifrovoj podstancii [Analysis, justification and selection of digital substation architecture] In Proc. of Mezhdunarodnaya nauchno-texnicheskaya konferenciya molody`x ucheny`x BGTU im. V.G. Shuxova (pp. 522-527). Izd-vo BGTU [In Russian]
5. Zatsepina, V. I., & Kudryavtsev, A. E. (2021). Osnovy` postroeniya cifrovoj podstancii [Basics of building a digital substation]. In Proc. of Aktual`ny`e voprosy` teplo- i e`lektroe`nergetiki (pp. 78-82). RPK «Spektr»; GGNTU im. akad. M.D. Millionshhikova. [In Russian]
6. Andrianova, L. P., Pavlova, Z. X., Hakimyanov, M. I., & Hazieva, R. T. (2020). “Osnovy` postroeniya cifrovy`x podstancij v ramkax koncepcii «Cifrovaya transformaciya 2030” [Basics of building digital substations within the framework of the “Digital Transformation 2030” concept]. In Proc. of All-Russian Pedagogical Forum (pp. 348-360). ICSP “New Science”. https://doi.org/10.46916/20112020-1-978-5-00174-039-1 [In Russian]
7. Vorobyov, E. S, Naumov, V. A., Antonov, V. I., Soldatov, A, V., & Mitin, D. A. (2019). Cifrovizaciya e`nergoob``ektov: zadachi i ix resheniya [Digitalization of energy facilities: challenges and their solutions]. In Proc. of Problemy` i perspektivy` razvitiya e`nergetiki, e`lektrotexniki i e`nergoe`ffektivnosti (pp. 267-272). ChGU. [In Russian]
8. Gavrilov, F. V. (2018). Osnovny`e preimushhestva i nedostatki cifrovoj e`lektricheskoj podstancii [Main advantages and disadvantages of digital electrical substation]. Teoriya i praktika sovremennoj nauki, 6 (36) , 169-173. [In Russian]
9. Loskutov, A. B. (2018). Problemy` perexoda e`lektroe`nergetiki na cifrovy`e texnologii [Problems of transition of the electric power industry to digital technologies]. Intellektual`naya e`lektrotexnika, 1, 9-27. https://doi.org/10.46960/2658-6754_2018_1_9 [In Russian]
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
Categories
URN
License
Copyright (c) 2023 D. Prasol, A. Saenko
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
