APDC — Advanced Phasor Data Concentrator
Advanced Phasor Data Concentrator— это мощная, гибкая и широко масштабируемая платформа для создания как относительно простых ПТК СМПР уровня энергообъекта, так и сложных многоуровневых распределённых WAMS (СМПР) уровня ОЭС / ЕЭС.

APDC сертифицирован по требованиям Системы добробвольной сертификации СО ЕЭС на соответствие ребованиям национального стандарта ГОСТ Р 59 366−2021 «Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Релейная защита и автоматика. Система мониторинга переходных режимов. Концентраторы синхронизированных векторных данных. Нормы и требования» https://www.so-ups.ru/sds/sds-cert-umpr/cert-ksvd/

В APDC реализованы все функции Системы Мониторинга Системных Регуляторов на основе ПО «СМСР» (Правообладатель — СО ЕЭС, распространяется безвозмездно https://reestr.digital.gov.ru/reestr/546 149/?sphrase_id=5 205 445).
​
На основе APDC создана и функционирует в промышленной эксплуатации Автоматическая система сбора информации с регистраторов СМПР (АС СИ СМПР) в ОАО «СО ЕЭС».
​
АС СИ СМПР обеспечивает сбор данных с более чем 1000 регистраторов СМПР, установленных на более чем 110 энергообъектах ЕЭС. APDC установлен и работает на крупных электростанциях РФ.
Ключевыми особенностями системы являются
  • Отечественное ПО, включено в Реестр
  • Открытая архитектура на базе технологии Java
  • Отсутствие проприетарных западных продуктов в составе решения
  • Поддержка отечественных ОС, включая AstraLinux. Совместимость подверждена разработчиком ОС
  • Веб-технологии для визуализации
  • Использование больших распределенных массивов данных для хранения СВИ (Big Data)
  • Продвинутые алгоритмы обработки данных
АС СИ СМПР обеспечивает сбор данных с более чем 1000 регистраторов СМПР, установленных на более чем 110 энергообъектах ЕЭС.

APDC установлен и работает на крупных электростанциях РФ.

Архитектура


APDC разработан как веб-приложение с использованием высокопроизводительных распределенных вычислений. Это предоставляет возможности для внедрения APDC в современную ИТ-инфраструктуру.

APDC поддерживает мобильные платформы, хранилища виртуальных данных и облачные решения.
Графический пользовательский интерфейс
Собственная разработка на основе
HTML 5 и JavaScript
Не требует установки ПО на компьютер пользователя — упрощается эксплуатация и техническая поддержка.
Доступно на любом устройстве, имеющем браузер: компьютер, ноутбук, планшет, телефон.
Позволяет работать как в локальной сети, так и с использованием медленных интернет-соединений.

Хранилище оперативной и исторической информации
  • Собственная разработка
  • Совмещение в одной системе RTDB и Historian
  • Высокая производительность: до сотен тысяч записей в секунду, быстрый поиск по историческим данным
  • Отказоустойчивость: возможность работы в отказоустойчивом кластере от 2 до 65 535 серверов
  • Масштабируемость: возможность распределения данных по любому количеству серверов в кластере

Решения по сбору и передаче измерений
В системе реализованы адаптеры к источникам данных
  • Клиент C37.118−2011/2008 (для сбора с регистраторов СМПР)
  • Клиент МЭК 60 870−5-104
  • Прием в формате C37.111−1991 (COMTRADE)
  • Прием в формате CSV (файлы)
  • Клиент OPC
  • Modbus RTU Master
  • MQTT
  • RTdbcon

Собственные протоколы распределённого взаимодействия между узлами системы (PDC-to-PDC)
  • Сервер C37.118−2011
  • Решение на основе протокола UDP (unicast, multicast) — обмен оперативными данным с низкими задержками
  • Веб-сервисы для передачи архивов по запросу
  • REST API / JSON
  • Thrift API

Данные решения используются для создания распределённых многоуровневых WAMS, охватывающих сеть PMU и диспетчерских центров.
Такая система обладает следующими возможностями
  • Данные хранятся распределённо
  • Исторические данные автоматически доставляются с нужного сервера при обращении к ним пользователя
  • Online-данные доставляются по подписке с нужного источника, например PMU

БД модели энергосистемы​
В системе реализованы адаптеры к источникам данных
​

  1. Хранилище модели электропроводящего оборудования (коммутационные схемы)
  2. Модель сети может использоваться для расчетов (хранит информацию о топологии, связности системы, параметрах оборудования) и для визуализации
  3. ​Модель измерений обеспечивает привязку тегов Historian Database к элементам сети
  4. ​Модель соответствует стандарту CIM (поддерживается импорт CIM/XML)
  5. ​Мнемосхемы хранятся в модели на основе стандарта IEC 61 970−453 (CIM Based Graphics Exchange)

Мониторинг возникновения низкочастотных колебаний (НЧК)
Низкочастотные колебания мощности являются одной из основных проблем надежности и функционирования энергосистем во всем мире. Это связано с тем, что наличие таких колебаний может значительно снизить допустимые перетоки мощности в системе. Колебания естественны для каждой энергосистемы и возникают вследствие малых изменений нагрузки в системе и возмущений, таких как отключения генераторов или линий. Для обеспечения затухания НЧК и, как следствие, повышения надёжности работы энергосистемы необходим постоянное выявление и мониторинг опасных для системы колебаний.

Alteropower APDC обеспечивает
  • Онлайн-мониторинг колебаний активной мощности.
  • Определение параметров колебаний — величина, частота, демпфирование.
  • Обнаружение незатухающих колебаний.
  • Проведение спектрального анализа

Спектральный анализ

Спектрограмма — это специальный инструмент, который позволяет представлять спектр сигнала в исторической перспективе. Указывая на интересующее время и частоту, можно увидеть спектр для всех частот на всем временном интервале вместе с амплитудами, разности амплитуд отображаются с помощью цветового градиента.
​
Спектральный анализ позволяет пользователю визуально оценить спектр и найти потенциальные моды. На рисунке справа видны потенциальные моды 0,6 Гц и 1,2 Гц.

Анализ исторических колебаний

В качестве дальнейшего развития системы обнаружения колебаний, APDC предоставляет инструмент для анализа исторических колебаний. Этот инструмент позволяет исследовать нелинейный и нестационарный характер колебаний. Параметры для нелинейных колебаний: частота, амплитуда, фаза, коэффициент демпфирования; рассчитываются на протяжении всего процесса.
​
Этот инструмент также рассчитывает фазы мод и группирует их в синфазные и антифазные группы.
​
Моды автоматически коррелируются и классифицируются по масштабу (межмашинные, локальные или межрегиональные для систем СМПР) и по уровням опасности, которые могут быть определены пользователем заранее через настройки.
Перманентные моды
Анализатор перманентных мод — это инструмент для обнаружения низкоамплитудных мод, которые постоянно присутствуют в энергосистеме. Этот инструмент позволяет обрабатывать большие объемы данных — часы, дни, недели, месяцы.
​
Это необходимо, поскольку эти режимы неразличимы на небольших временных интервалах, когда они подавляются шумом сигнала.
​
Например, одна и та же мода всегда появляется, когда электростанция начинает работать утром, и исчезает вечером, когда ее двигатели выключаются.

Контроль синхронных качаний активной мощности
В качестве дальнейшего развития системы обнаружения качаний, особенно высокоамплитудных, APDC предоставляет инструменты для мониторинга перетоков мощности в контролируемых сечениях в режиме реального времени. Этот инструмент содержит несколько оконных форм с комплексным представлением контролируемых сечений и контролируемых параметров.

Эти формы включают в себя:
  • контролируемое сечение в виде однолинейной электрической схемы
  • 2D графики
  • колонка измерений перетока мощности
  • кнопки навигации


В качестве главного окна — навигационная схема. Она содержит список контролируемых сечений, выполненных в виде навигационных кнопок, колонки измерений перетоков мощности мощности с заданными пределами, столбец амплитуды качаний и столбец уровня опасности качаний, выполнен в виде изменяющего цвет круга от зеленого до красного для различных уровней опасности. В нижней части окна представлены двухмерные графики амплитуды и частоты качаний в каждом контролируемом сечении.
​
Когда происходит событие и в определенном контролируемом сечение происходят качания определенного уровня опасности, пользователь может перейти к подробной форме сечения. Подробная форма содержит однолинейную электрическую схему, амплитуды перетока мощности в каждой линии контролируемого сечения, а также показатель общего перетока мощности с заданными пределами. В случае необходимости пользователь также может просмотреть детальную форму с двухмерными графиками частоты, напряжения, активной мощности и амплитуды качаний.
Визуализация разделения энергосистемы
Слой географической карты может визуализировать разделение энергосистемы в случае возникновения такой ситуации. Например, есть изображения, представляющие систему, разделяющуюся на две асинхронные области. Нарушается слабая связь между южным и северным субрегионами, и образуются две группы электростанций, у которых векторы напряжения вращаются независимо друг от друга. Это видно по векторам на карте и по векторам на радарной диаграмме.

Мониторинг напряжения

Одним из основных применений WAMS-систем является мониторинг напряжения. APDC предоставляет гибкую платформу для объединения различных визуальных элементов управления в одной оконной форме. Слой географической карты обычно используется как самый нижний уровень. Пользователь может добавить градиентную заливку территории по уровню напряжения («островки» красного и синего градиента для областей высокого и низкого напряжения соответственно).
​
Другой уровень — это слой датчиков и гистограмм. Вывод значений напряжения и векторов напряжения можно поместить в виде узлов на карте, а гистограмму уровней напряжения в нижней части изображения можно нормализовать, чтобы увидеть падение напряжения в процентах
от номинального значения. Для длительного наблюдения тренды напряжения могут быть добавлены на карту в качестве другого слоя, чтобы помочь пользователю увидеть изменение напряжения за определенный период времени. Пользователь определяет ширину временного интервала, который лучше соответствует его задачам.
​
Другими визуальными средствами контроля являются измерители перетока мощности основных электростанций. Когда напряжение падает, это обычно приводит к отключению генератора и соответствующему падению активной мощности, что также полезно для мониторинга.
Контроль перетоков активной мощности
Когда дело доходит до управления перетоками мощности, APDC может предоставить лучшие решения для создания и мониторинга критических контролируемых сечений.
​
Пользователь может определять электростанции на карте и «строить» связи между ними, как в реальной жизни. Эти соединения могут представлять фактический переток мощности в контролируемых сечениях, а заданные пределы могут предоставлять пользователю информацию о предстоящем превышении МДП (максимальный допустимый переток мощности) и АДП (аварийно-допустимый переток мощности) задолго до критической ситуации.
​
Это может помочь диспетчеру своевременно действовать и избежать чрезвычайных ситуаций, которые могут привести к отключению потребителей и повреждению оборудования.

Пользователь также может добавить на карту другие визуальные элементы управления, такие как радарная диаграмма относительных углов или другие различные диаграммы.
​
Пользователь, конечно, может определить градиентное заполнение для перетока мощности, векторы напряжения в узлах электростанций и направление перетока мощности.

Наконец, APDC может автоматически сигнализировать пользователю, когда переток мощности достигает опасного уровня. Эти уведомления не только отображаются в интерфейсе, но также могут быть отправлены на почтовый ящик пользователя.

Мониторинг и анализ оборудования
Синхронные генераторы предназначены для работы в условиях сбалансированной нагрузки, когда фазные токи равны или близки друг к другу. Однако есть несколько причин, которые могут разрушить эту стабильность:
  • несбалансированное потребление, например, железные дороги или металлургические печи;
  • несбалансированная работа, может быть вызвана условиями разомкнутой фазы линий электропередачи или внутри подстанций, в случае отказа однофазных выключателей и т. д.;
  • внутренние причины дисбаланса, например, ухудшение изоляции, неравномерность воздушного зазора статора и ротора или неисправность магнитной цепи.


Несбалансированная работа может привести к нежелательным последствиям:
  • повышенные потери мощности
  • нагрев демпфирующей обмотки или ротора, приводит к истиранию и износу изоляции
  • значительные механические колебания, вызванные крутящим моментом, возникающим в результате воздействия магнитного поля обратной последовательности, приводит к деформации и/или смещению обмоток
  • асимметрия напряжения и тока
  • искажение гармоник тока.
APDC предоставляет различный онлайн-мониторинг и статистический анализ:
• Напряжение статора как функция частоты U (f)
• Активная и реактивная мощность (на диаграмме P-Q)
• Асимметричный режим
​
Для диаграммы P-Q пользователь может определить границы номинального режима для активной и реактивной мощности генератора и границы зоны предупреждения. В режиме реального времени APDC сигнализирует пользователю, когда параметры выходят за пределы номинального режима и/или зоны предупреждения.
​
Кроме того, можно рассчитать статистику для генератора, работающего в разных режимах за определенный период времени. Статистика представлена в виде отчета, включая 2D графики, таблицы и p-q диаграммы.

Мониторинг корректности работы систем возбуждения генераторов
В APDC реализованы следующие функции контроля корректности работы Автоматических регуляторов возбуждения - функции Системы Мониторинга Системных регуляторов.
Данная функция реализована с помощью встраивания библиотеки "СМСР" разработки АП Софт по заказу ОАО "СО ЕЭС" (правообладатель - СО ЕЭС, распространяется безвозмездно).
• отсутствие блокировки каналов стабилизации при возникновении дефицита или избытка мощности;
• отсутствие или несвоевременный ввод релейной форсировки возбуждения;
• преждевременное снятие форсировки возбуждения;
• некорректность работы ограничителя минимального возбуждения;
• некорректность работы ограничителя двукратного тока возбуждения.
APDC предоставляет пользователю инструмент автоматического контроля системы возбуждения синхронного генератора, который позволяет в реальном времени выявлять неисправности АРВ на ранней стадии и выводить генератор для обслуживания или ремонта.

Поддержка
Поддержка ПО APDC осуществляется
через электронную почту
support.pdc@ap-soft.ru
или по телефону +7 (343) 284 14 70
с 7:00 до 18:00 московского времени.
Информация о порядке определения стоимости
Стоимость приобретения ПО APDC зависит от набора функций и количества присоединений на энергообъекте или в энергосистеме, где планируется установка программы.

Для получения коммерческого предложения, необходимо направить запрос на почту
support.pdc@ap-soft.ru
В запросе необходимо указать следующую информацию
  • Организация
  • Должность
  • Фамилия, имя и отчество
  • Телефон
  • Email
  • Описание энергообъекта, в частности количество и мощность генераторов, количество и напряжения ВЛ
  • Перечень требуемых функций (мониторинг НЧК, достоверизация СВИ, мониторинг несимметрии и т. п.)

При направлении запроса автор соглашается на обработку персональных данных, указанных в анкете.
Информация для установки и эксплуатации программного обеспечения
Информацию можно скачать по ссылке
Для получения пароля к архиву обратитесь по адресу support.pdc@ap-soft.ru