На II Всероссийской научно-технической конференции «Новые технологии в релейной защите и автоматизации энергетических систем» представители ПАО «Россети» озвучили инициативу по пересмотру подходов к размещению устройств РЗА и АСУ ТП на ВАПС. Суть — переход от классического общеподстанционного пункта управления (ОПУ) к набору модульных зданий или контейнеров высокой заводской готовности, либо к шкафам наружной установки, вынесенным ближе к первичному оборудованию.

Примечательно, что параллельным курсом несколько лет назад пошла американская электросетевая компания Dominion Energy Virginia, чей проект DICE (Drop-in-Place Control Enclosure) был детально описан в декабрьском номере PAC World 2023 года. Сопоставление двух инициатив показывает, насколько близки отраслевые ответы на общие вызовы и насколько по-разному выглядит путь к их реализации.

Что предлагают «Россети»

Архитектура размещения

Вместо единого ОПУ — несколько зданий или контейнеров, сгруппированных по функциональному признаку и приближенных к первичному оборудованию. Цели классические: сокращение кабельных связей, снижение вероятности повреждений, уменьшение CAPEX и эксплуатационных затрат. Альтернатива — шкафы наружной установки, ещё ближе к измерительным трансформаторам тока и напряжения.

Заводская готовность

Здания ОПУ изготавливаются на заводе: монтируются шкафы вторичной коммутации, инженерные системы — кондиционирование, отопление, освещение, пожарно-охранная сигнализация, — конфигурируются и проверяются заранее. Кабели от первичного оборудования приходят не напрямую к каждому шкафу, а на промежуточный клеммник внутри модуля — это заметно сокращает сроки ПНР.

Габариты и логистика

Ориентир — контейнеры длиной около 12 м (40-футовый стандарт) или близкие по размеру здания. Критерий — возможность перевозки по дорогам общего пользования без специального сопровождения. В обсуждении поднимался вариант увеличенных до «полутора корпусов» сборных контейнеров, где плотность размещения шкафов увеличивается почти в два раза, — но ценой усложнения транспортировки.

IV архитектура реализации ВАПС

При переходе на передачу измерений тока и напряжения с использованием Sampled Values габариты и номенклатура оборудования сокращаются ещё значительнее. Первые проектные проработки показали существенное снижение площади и количества шкафов на функциональный узел.

Плотность размещения

Типовые шкафы, утверждённые действующими стандартами, потребуют пересмотра: внутри модульных зданий логично размещать по 3–4 и более терминалов РЗА в одном шкафу — с учётом ЭМС, тепловых режимов и других конструктивных ограничений.

Эксплуатация

Расчёт на то, что развитие систем самодиагностики и мониторинга сократит объём выездного ТО и переведёт часть процедур в удалённый режим. Останутся только послеаварийные проверки.

Нормативная рамка

Инициатива будет вынесена на технический совет Россети, далее — предложения в нормы проектирования. Планируется разработка альбома типовых решений (с охватом систем оперативного тока, связи, АСУ ТП), а также ревизия стандартов на типовые шкафы. Ориентировочный горизонт регуляторных изменений — 2026–2027 гг., но точные сроки зависят от решений технического совета.

Зарубежный контекст: DICE от Dominion Energy

Dominion Energy Virginia обслуживает около 2,7 млн потребителей в Вирджинии и Северной Каролине и эксплуатирует более 900 подстанций. Два драйвера заставили компанию пересобрать подход к строительству новых объектов: прогноз роста нагрузки, резко ушедший вверх в 2023 году, и Virginia Clean Economy Act, обязывающий достичь 100% чистой генерации к 2045 году. По оценкам Dominion, темп ввода подстанций придётся увеличить в 2–4 раза относительно исторических 15–20 объектов в год.

Ответом стал проект DICE — полностью цифровая контейнерная ПС на базе стандарта МЭК 61850 для серийного производства. Партнёры проекта: Schweitzer Engineering Laboratories (SEL), Quanta Technology и POWER Engineers. Ключевые технические решения:

  • Габарит: 12 × 50 футов (3,66 × 15,24 м) — половина от традиционного ОПУ. Проходит по автодорогам США без спецразрешений.
  • Шина процесса Sampled Values. Широкое использование преобразователей аналоговых и дискретных сигналов (ПАДС).
  • Сетевая архитектура. SDN (Software-Defined Networking) от SEL — централизованная конфигурация и мониторинг всех коммутаторов, автоматическая генерация настроек сетевого оборудования на основе SCD-файла. Шина станции выполнена по кольцевой схеме; шина процесса — PRP.
  • Синхронизация. PTP согласно IEEE 1588.
  • Инженерный процесс. Формирование файла цифрового проекта в виде SCD файла на этапе проектирования.
  • Консолидация функций. Для полуторной схемы вместо пяти панелей остаются две: функции управления выключателями, УРОВ и АПВ вынесены в терминалы защиты линий.
  • Заводская сборка. Консорциум предусмотрел создание цеха для сборки 4 контейнеров одновременно.
  • Первый экземпляр. Первый экземпляр реализован на базе учебного центра Dominion.
{
  "title": {
    "text": "Заявленный экономический эффект DICE по первому проходу",
    "subtext": "Сокращение по отношению к традиционному ОПУ",
    "left": "center",
    "top": 8,
    "textStyle": { "fontSize": 14, "fontWeight": "bold" },
    "subtextStyle": { "fontSize": 11, "color": "#888" }
  },
  "tooltip": { "trigger": "axis", "axisPointer": { "type": "shadow" } },
  "grid": { "left": "5%", "right": "10%", "top": "25%", "bottom": "10%", "containLabel": true },
  "xAxis": {
    "type": "value",
    "max": 100,
    "axisLabel": { "formatter": "{value}%" }
  },
  "yAxis": {
    "type": "category",
    "data": ["Панели РЗА", "Межпанельные соединения", "Срок изготовления и монтажа"],
    "axisLabel": { "fontSize": 12 }
  },
  "series": [{
    "name": "Сокращение",
    "type": "bar",
    "data": [
      { "value": 75, "itemStyle": { "color": "#409EFF" } },
      { "value": 60, "itemStyle": { "color": "#409EFF" } },
      { "value": 50, "itemStyle": { "color": "#67C23A" }, "label": { "formatter": "4 нед. на объект" } }
    ],
    "label": {
      "show": true,
      "position": "right",
      "formatter": "−{c}%",
      "fontSize": 13,
      "fontWeight": "bold"
    },
    "barWidth": 32
  }]
}

Заявлено сокращение числа панелей РЗА примерно на 75%, межшкафных соединений — на 60%, срока заводского изготовления и монтажа — на 4 недели на один объект.

Где подходы совпадают

Выделим направления, по которым инициативы реально пересекаются.

Серийность и заводская готовность

И Dominion, и Россети рассматривают модуль как повторяемую товарную единицу, собираемую и предварительно проверяемую на заводе, а не на стройплощадке. Логика одна: уйти от уникального проектирования каждого объекта к тиражируемому решению.

Габарит под стандартную логистику

40-футовый контейнер согласно предварительным решениям Россети и 12 × 50 футов у Dominion подчинены одному критерию: проход по дорогам общего пользования без спецразрешений. Это не техническое, а логистическое ограничение, и оно одинаково диктует геометрию модуля с обеих сторон океана.

Приближение интерфейса к первичной части

Идея вынести измерения и преобразования ближе к трансформаторам тока и напряжения — одинаковая тенденция. У Россети это проявляется как вариант шкафов наружной установки (не всегда речь про шкафы ПАС и ПДС); у Dominion — имеются ввиду шкафы ПАС/ПДС возле измерительных трансформаторов и коммутационных аппаратов, соответственно.

Ставка на самодиагностику и удалённое обслуживание

Обе команды рассчитывают, что применение систем мониторинга и диагностики сократит объём выездного ТО и изменит его формат. В обсуждении на конференции прозвучала даже более радикальная постановка — переход к «ТО только после аварийной работы» и в удаленном режиме.

Пересмотр инженерной модели

В обоих случаях реализация невозможна без переработки стандартов: у Dominion — типовых схем решений, а также решений по цифровому проектированию; у Россети — норм проектирования, стандартов типовых шкафов, альбома типовых решений.

Где подходы принципиально расходятся

Совпадения говорят об общей логике рынка. Различия интереснее — они говорят о зрелости каждой инициативы и о структуре отрасли в двух странах.

Параметр Россети Dominion Energy — DICE
Зрелость Концептуальная проработка, выход на техсовет Лабораторные испытания пройдены, сборка первого образца с 2023 г.
Драйвер Оптимизация CAPEX и надёжности VCEA (100% чистой генерации к 2045) + кратный рост нагрузки
Технологический стек Различные архитектуры реализации ВАПС, в том числе IV; детали вне доклада Применение МЭК 61850-9-2 SV, GOOSE, MMS, PTP, SDN, PRP
Инженерный процесс Не раскрыт в докладе; фокус на физической компоновке; но ведется большая подготовительная работа в части инжиниринга ВАПС Кастомные ICD, SCT, Signal Flow Diagram, автогенерация сетевых настроек из SCD
Партнёрство с вендорами Приглашение к совместной работе; модель не зафиксирована Документированный альянс с SEL, Quanta Technology, POWER Engineers
Методология испытаний Не затронута в докладе Независимые инструменты МЭК 61850, сетевые анализаторы
Вариативность Модульное здание / контейнер / шкафы наружной установки Одна концепция, одна геометрия 12 × 50 футов
Производство Через действующих поставщиков (тендерная модель) Собственный цех на 4 контейнера одновременно

Табл. 1. Ключевые различия подходов «Россетей» и Dominion Energy.

Зрелость проекта

DICE — это испытанная в лаборатории конструкция, сборка первого экземпляра завершена в конце 2023 года, проект стартовал в 2021-м. Инициатива «Россетей» находится на стадии концептуальных проработок и выхода на технический совет. Это не критика — это разные точки одного пути.

Технологический контур

DICE строится как целостный комплекс МЭК 61850 с явной спецификацией: SV, GOOSE, MMS, PTP, OT SDN, PRP. Доклад Россети оперирует понятием различных архитектур реализации ВАПС - в том числе, IV. Но вопросы сетевой топологии, синхронизации времени, используемых протоколов стандарта МЭК 61850 и конфигурационного процесса остаются за кадром. Для конференционного формата это естественно, но для последующего выхода на нормы — принципиально.

Драйверы

У Dominion — конкретная внешняя принудительная сила: мандат VCEA и кратный рост прогнозной нагрузки. Это переводит проект из «улучшения» в «необходимость». У Россети мотив более классический — оптимизация CAPEX, сокращение кабельной инфраструктуры, повышение надёжности. Отсутствие форсирующего фактора может и ускорять, и замедлять темп — в зависимости от приоритетов.

Модель партнёрства с производителями

У Dominion — документированный альянс с тремя поставщиками (SEL, Quanta Technology, POWER Engineers), где вендоры и инжиниринговые компании участвовали в формировании философии проекта, техническими параметрами проекта (сетевой архитектурой, тестированием, обратной связью в R&D и др.). У Россети позиция остаётся приглашающей: на конференции прямо прозвучал тезис, что это не задача одного департамента РЗА, а совместная работа производителей первичного и вторичного оборудования и проектных организаций. Как эта кооперация будет институционализирована — открытый вопрос.

Инженерный процесс

Здесь различие максимально. DICE — это SCT-ориентированный процесс: создание цифровых проектов SCD, автогенерация сетевых конфигураций из SCD для различного вида оборудования. Доклад Россети об инженерной модели не говорит — фокус на физической компоновке и нормах. Но достоверно известно, что этому вопросу в Россети уделяется большое внимание.

Вариативность решения

Россети рассматривают сразу несколько форматов: модульное здание заводской готовности, контейнер, шкафы наружной установки без контейнера. DICE — одна концепция, одна геометрия. Множественность опций у российской инициативы — плюс с точки зрения адаптации под разные классы напряжения и типы РУ, минус — в отсутствии единого образца, на который можно сослаться.

Что из этого следует

Сопоставление — не про то, кто впереди, и не про то, чей подход правильнее. Оно про последовательность, в которой каждый из игроков движется.

Dominion идёт «снизу»: от конкретной конструкции, лабораторного стенда, инженерного процесса и инструментов. Стандартизация у них — побочный результат работающего образца: вендоры вносят обратную связь, внутренние стандарты обновляются на проверенных решениях.

Россети выбрали путь «сверху»: сначала техсовет, далее — нормы проектирования, альбом типовых решений, ревизия стандартов на типовые шкафы. Это соответствует отраслевой практике, но переносит критическую массу работы по отработке инженерного процесса на этап после утверждения норм. В этом одновременно и сильная, и уязвимая сторона инициативы: сильная — потому что норма даёт отрасли общую платформу; уязвимая — потому что без параллельной отработки конкретных технических решений норма рискует зафиксировать физическую компоновку без технологической начинки.

Итог — подходы совпадают в целях, расходятся в технологической и организационной реализации.