Требования к организации систем связи.

При построении систем управления ИЭС ААС существенную роль играет организация систем связи, как для информационных обменов, так и для передачи управляющих команд к исполнительным органам. Системы связи для ИЭС ААС должны иметь сочетание возможностей передачи информации на локальных пространствах (например, внутри электростанции или подстанции), а также на больших расстояниях (до тысяч километров). ИЭС ААС предъявляет также высокие требования к скорости и защищенности передачи больших объемов информации. Перечисленные выше требования определяют необходимость применения разнообразных типов систем связи. Таким образом, структура системы связи для ИЭС ААС строится на основе мощных основных центров коммутации сообщений, объединяемых оптоволоконными каналами с высокой пропускной способностью и возможностью резервирования, как путем прямого дублирования каналов, так и неявного резервирования через смежные узлы коммутации. Допускается также использование каналов спутниковой связи с применением специальных мер защиты информации. Эти центры связываются аналогичными каналами связи с центрами управления сетей и центрами оперативно – диспетчерского управления для обеспечения общего управления энергосистемой, включая автоматическое управление. Основные центры коммутации также организуют обмен информацией с энергообъектами по каналам более низкого уровня, которые могут быть построены с использование радиолиний и направляющих линий передачи сообщений. Внутри объектов организуется кабельные или оптоволоконные цифровые каналы связи. Системы связи внутри локальных сетей и микрогрид могут использовать каналы интернет.

При создании каналов связи следует иметь в виду, что использование радиолиний, при возможности установления связи на больших расстояниях (в том числе с подвижными объектами) и высокой скорости передачи сообщений, имеет определенные недостатки:

§ зависимость качества связи от состояния среды передачи и сторонних электромагнитных полей;

§ недостаточно высокая электромагнитная совместимость в диапазоне метровых волн и выше;

§ сложность аппаратуры передатчика и приемника;

§ узкая полоса систем передачи, особенно на длинных волнах и выше.

Применение более высоких частот (сантиметровые, оптические диапазоны), позволяет повысить пропускную способность радиоканалов, создать узконаправленные системы радиосвязи (использование направленных антенн и лазерных устройств) снижает уровень помех и повышает степень электромагнитной совместимости.

Радиорелейные линии (РРЛ) работают на дециметровых — миллиметровых волнах в пределах прямой видимости, создавая цепочки ретрансляторов (мачты высотой 50 – 70 метров через 50 км). РРЛ позволяют получать большее число каналов (300 - 1920) на расстояния до 12500 км. Эти линии в меньшей степени подвержены помехам, обеспечивают устойчивую и качественную, но недостаточно защищенную связь.

Спутниковые линии связи (СЛ) также используют сантиметровый диапазон волн и действуют на принципе ретрансляции сигналов, осуществляемой аппаратурой, расположенной на искусственном спутнике Земли (ИСЗ), являясь фактически ретранслятором РРЛ, поднятым на большую высоту, увеличивая зону покрытия сигнала.

Направляющие ЛС позволяют обеспечить требуемое качество и высокую скорость передачи сигналов, высокую степень защищенности от влияния сторонних полей, заданную степень электромагнитной совместимости, при относительной простоте оконечных устройств. Однако направляющие ЛС имеют существенные капитальные и эксплуатационные расходы и относительно длительные сроки установления связи.

На линиях связи организуются аналоговые (с частотным разделением каналов) и цифровые (с временным разделением каналов и кодировкой сообщений) системы передачи информации Наиболее перспективными являются цифровые системы связи с импульсно-кодовой модуляцией и импульсами микро- и нано- секундной длительности.

Достоинством цифровых систем передачи являются:

§ большая дальность связи;

§ облегченные требования к защищенности цепей;

§ возможность создания единой интегральной системы связи;

§ возможность непосредственного ввода и скоростной обработки импульсной информации с помощью ЭВМ;

§ автоматизация передачи данных.

В общем виде требования, предъявляемые высокоразвитой современной техникой электросвязи, могут быть сформулированы следующим образом:

• осуществление связи на расстояния до 12500 км в пределах страны и до 25 000 для международной связи;
• широкополосность и пригодность для передачи различных видов современной информации (высокоскоростной доступ к большим объемам информации, телевидение, телефонирование, передача данных, вещание и т. д.);
• защищенность от целенаправленного воздействия на передаваемую информацию (электромагнитные излучения и кибератаки);
• защищенность цепей от взаимных и внешних помех, а также от грозы и коррозии;
• стабильность электрических параметров линии, устойчивость и надежность связи;
• экономичность системы связи в целом.

Сравнивая различные виды систем связи, следует отметить, что они не противопоставляются, а дополняют друг друга. Применение конкретных систем в общей структуре ИЭС ААС, зависит от направлений и экономических условий их использования.

4.8. Требования к системе планирования развития энергообъединений с использованием мультиагентных технологий.

Система планирования развития ИЭС ААС основывается на оценках будущего спроса на продукцию и услуги в сфере электроэнергетики, выполняемые на базе прогнозирующих моделей развития, включающих, в том числе, общеэкономические и социальные направления развития страны. Данные модели и их использование агентами должны обеспечить:

При помощи сети коммерческих агентов, представление о поведении рыночной системы, исходя из условий возможности полноценного использования рыночных механизмов в процессе купли-продажи электроэнергии, мощности и системных услуг, анализе функционирования рынков и результатов этих отношений, а также в общем случае при отсутствии знания о глобальных рыночных законах. Моделирование должно определить стратегию поведения контрагентов - генерации, электрических сетей, сбыта, исходя из возможных вариантов их бизесс-стратегий, и учитывать многообразие торговых площадок, динамическое ценообразование, прогноз рыночной конъюнктуры, динамики научно – технических достижений, динамики рынков топлива и т.д.

При помощи сети технических агентов, сформулировать условия обеспечения требований к схемной и режимной надежности энергосистемы, исходя из представления о модели надежности энергосистемы в общем случае, при отсутствии знания об глобальных законах надежности.

Поведение технических агентов определяется набором требований, сформулированных в виде критериев (правил) для управления балансами активной и реактивной мощности, уровнями напряжений, диапазоном изменения частоты, всех видов статической и динамической устойчивости системы, величинам токов короткого замыкания, индексов надежности электроснабжения потребителей (SAIDI). Данная модель должна учитывать возможности последовательного насыщения сети и других технических систем (генерации и потребителей) активно – адаптивными элементами, адаптивными системами релейной защиты, режимной и противоаварийной автоматики.

Планирование развития энергосистемы (энергосегментов) с использованием мультиагентной технологии должно обеспечить решение следующих задач:

§ Разработка научно обоснованных сценариев развития с разными вариантами моделей надежности и моделей рынка на значительную перспективу (до 20-50 лет);

§ Построение и оценка моделей надежности энергосистемы, в том числе и по схемной и режимной надежности энергосистемы, позволяющих сравнивать решения на базе существующих и мультиагентных технологий управления, а также ожидаемые характеристики эффективности и управляемости системы с активно-адаптивными силовыми элементами;

§ Построение научно обоснованных вариантов адаптации и модернизации существующих технологий управления энергосистемами для расширения их функциональных возможностей в рамках мультиагентного подхода на основе существующего уровня развития технологий;

§ Создание научно обоснованных вариантов реализации МАСУ энергосистем;

§ Построение и оценка моделей динамического взаимодействия и баланса долгосрочных экономических интересов продавцов и покупателей электроэнергии, мощности, системных услуг, а также инфраструктурных организаций для повышения эффективности изменений хозяйственной структуры и системы электроэнергетических рынков, обеспечивающих устойчивый инвестиционный процесс при минимизации ценовой и инвестиционной нагрузки на экономику и конкретные группы потребителей;

§ Построение научно-обоснованных вариантов и рыночных механизмов обеспечения балансовой надежности энергосистемы на долгосрочный период за счет равноправного и максимально эффективного участия генерирующих и сетевых компаний, а также потребителей электроэнергии.