Комплексный мониторинг для электроэнергетики: метеомониторинг

Метеомониторинг - важная составляющая эффективной работы энергетики.
Комплексный мониторинг для электроэнергетики: метеомониторинг

С. Г. Евтеев, первый заместитель генерального директора ЗАО «НАМОС»

Важность метеомониторинга в России

В отличие от многих стран мира на Россию приходится до восьми климатических зон: зоны арктического и субарктического климата, умеренно-континентального, континентального и резко-континентального, высокогорного и даже субтропического. Большие площади и малая заселённость (2/3 территории страны имеют плотность 5 и менее человек на кв. км.) усложняют процессы развёртывания сетей наблюдения и организации связи для них. Относительно недавно операторы сотовой связи обратили внимание на свои возможности по развёртыванию сетей метеостанций: простоту установки, отсутствие проблем с охраной, электропитанием и связью, высокую плотность вышек. Всё это создаёт предпосылки к созданию метеосети высокой плотности, а вернее к принципиальному улучшению национальной сети метеонаблюдения, и вселяет надежду на решение этого принципиального вопроса – неравномерности покрытия территории страны постами метеонаблюдения.

Другая, непроработанная пока в России задача – грозобезопасность. Отсутствие единой национальной сети грозомониторинга, разобщённость или низкое качество существующих сетей, отсутствие единой политики использования  информации из сетей грозомониторинга в отраслях промышленности, включая электроэнергетику, и тем более в решении социальных вопросов и вопросов гражданской безопасности – всё это указывает на то, что данной теме до сих пор не уделялось должного внимания. Многие страны, имеющие большие территории, такие как США, Бразилия, Канада, Китай, а так же Евросоюз имеют сети грозомониторинга национального масштаба и значения: NLDN (National Lightning Detection Network) в США, CLDN (Canada Lightning Detection Network) в Канаде (эти две системы объединены в NALDN – North American Lightning Detection Network – сеть наблюдения за грозами, покрывающую всю Северную Америку), EUCLID (EUropean Cooperation for LIghtning Detection) в Евросоюзе, GDLSS (Guang Dong Lightning Location System) в Китае, RINDAT (Rede Integrada Nacional de Detecção de Descargas Atmosféricas) в Бразилии. На базе государственных институтов и агентств развиваются программы по повышению безопасности жизнедеятельности граждан с использованием информации, собираемой такими или аналогичными системами. Например, Lightning Safety Program - учреждённая федеральным агентством NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) инициатива, направленная на повышение общей осведомлённости граждан в вопросах грозобезопасности, а также на совершенствование государственного регулирования в этой области.

Такое положение вещей заставляет электроэнергетические компании строить собственные сети метеонаблюдения. Такие сети строятся или уже построены в предприятиях холдинга МРСК, филиалах ФСК ЕЭС. Однако строительство таких сетей метеонаблюдения носит бессистемный характер, а качество информации, получаемое из них, вызывает сомнение. И все же общая тенденция к пониманию важности общего и специализированного метеорологического мониторинга в электроэнергетике говорит о том, что ситуация меняется к лучшему.

Метеомониторинг в электроэнергетике

Для каких целей можно и нужно использовать собираемые сейчас и в будущем метеорологические данные и данные о грозовой активности?

1. Оперативное управление (реагирование).

Оперативный метеомониторинг и грозомониторинг позволяют в режиме реального времени получать информацию о текущем состоянии гидрометеорологических параметров и грозовой активности. Проводя их анализ и сопоставляя эти данные можно  формировать актуальную карту погоды в интересующем регионе, формировать предупреждения и рассылать оповещения линейному и диспетчерскому персоналу, снижая, таким образом, риски поражения молнией людей, а так же повышая эффективность использования энергосистем через сокращение времени их неработоспособности за счёт повышения готовности эксплуатирующих организаций.

2. Решение задач проектирования.

Накопление погодных данных позволяет формировать архивы, пригодные для последующего анализа и поиска закономерностей, цикличности, аномалий и тому подобных важных характеристик временного среза данных. Формирование климатических карт регионов и страны в целом, составление карт грозовой активности (фактически визуализация пространственного распределения молниевых разрядов по нескольким характеристикам), составление карт опасных погодных и природных явлений – всё это является одной из основ проектирования территориально распределённых и протяжённых объектов. Правильный выбор материалов и средств защиты линий электропередач является важнейшей составляющей в обеспечении стабильной работы каждой конкретной линии, а в некоторых случаях и энергосистемы страны в целом.

3. Непрерывное улучшение качества прогнозов.

Массивы накапливаемых данных позволяют проводить ретроспективный анализ данных, полученных в результате расчётов по тем или иным математическим моделям. Ретроспективный анализ позволит находить и исключать системные ошибки и улучшать эти модели, таким образом, повышая качество (достоверность и оправдываемость) прогнозов. Качество прогнозов напрямую влияет на процессы планирования потребления электроэнергии, повышая, таким образом, энергоэффективность отдельных регионов и страны в целом.

Инструментарий

Для решения таких важных задач, как повышение энергоэффективности необходимы точные и эффективные инструменты. Ими могут являться:

  • технические средства, такие как «умные» счётчики электроэнергии, использование которых подразумевается в рамках концепции построения умных сетей электропередач SmartGrid; специализированные устройства связи и управления, повышающие «отзывчивость» сети передачи электроэнергии; новейшее оборудование подстанций, разрабатываемых в рамках концепции «цифровая подстанция» и повышающих надёжность подстанций как важнейших элементов магистральных и субмагистральных энергосистем, и т.п.;
  • программные средства, такие как специальное программное обеспечение, позволяющее моделировать процессы, происходящие в сетях передачи и распределения электроэнергии, программное обеспечение для решения задач проектирования отдельных объектов и энергосистем;
  • информационное обеспечение процессов планирования потребления электроэнергии, проектирования и обслуживания объектов электроэнергетики - от источников электроэнергии – электростанций разных типов, до потребителей электроэнергии, в том числе обеспечение гидрометеорологической информацией.

Выводы:

Гидрометеорологические явления существенным образом влияют на процессы, происходящие при генерации, передаче электроэнергии, а так же при планировании энергопотребления. Таким образом, метеомониторинг является неотъемлемой частью задач эксплуатации объектов электроэнергетики и планирования потребления электроэнергии.

Метеомониторингу в электроэнергетике до недавнего времени уделялось недостаточно внимания, однако последние тенденции говорят о том, что при проснувшемся интересе подход к решению задач энергетики выбрали несистемный. Очевидна роль государственных и негосударственных учреждений и агентств в обеспечении отрасли необходимыми услугами по информационному обеспечению различных процессов, а так же по внедрению инновационных и эффективных технологий и решений, содействующих устойчивому развитию электроэнергетической отрасли России.

Все статьи