Application of intelligent technologies for the implementation of the digital traction substation project

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Aim: analysis of various design solutions for the use of digital substations and promising directions in the use of intelligent technologies in a modern traction power supply system.

Methods: to achieve this goal, the results of research, well-known and innovative technical solutions for increasing the intellectual level of substations were considered, the potential of using digital technologies in the traction power supply system was analyzed.

Results: the basic principles of operation of digital substations, their advantages and disadvantages, the use of digital measuring instruments and equipment at substations are considered. A review of foreign and domestic experience in the development and application of digital technologies in general and traction power supply systems is carried out. The main stages and technical solutions for the transfer of electrical substations to a new stage of their development are shown.

Conclusion: Further step-by-step development of substations makes their transition to an intelligent platform, which will reduce the cost of repair and maintenance of electrical equipment, labor costs for operational personnel, significantly increase the reliability of the power supply system due to early detection of malfunctions, reduce the number of accidents and injuries at work. Thanks to the development of energy in this direction, it will be possible to create its own network of digital substations using the concept of retrofitting existing substations and transferring them to new digital power equipment, as well as creating Russian unique software that does not depend on other countries.

About the authors

Elena L. Ryzhova

Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University

Author for correspondence.
Email: elena-astanovskaja@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0001-7984-2558
SPIN-code: 1880-3372

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor

Russian Federation, St. Petersburg

References

  1. Российский транспорт объединит единая цифровая платформа. [Russian transport will be united by a single digital platform. [Internet]. (In Russ.)]. Доступно по: http://www.cnews.ru/reviews/transport2018/articles/rossijskij_transport_obedinit_edinaya_tsifrovaya_platforma Ссылка активна на: 15.07.2023.
  2. Цифровая подстанция – цифровое будущее. [Digital substation is the digital future. [Internet]. (In Russ.)]. Ссылка активна на: 15.07.2023. Доступно по: https://1-engineer.ru/cifrovye-podstancii-cifrovoe-budushhee
  3. Бовыкин В.Н., Мокеев А.В. Пример использования МЭК 61850 при создании ССПИ подстанций // Технические и программные средства систем автоматизации. Телекоммуникационные системы для энергетики. – 2015. – № 7. – С. 49–55. [Bovykin VN, Mokeev AV. An example of the use of IEC 61850 in the creation of SSPI substations. Technical and software tools of automation systems. Telecommunication systems for energy. 2015;(7):49–55. (In Russ.)]. Доступно по: https:// ami-system.ru/president?yclid=11789450703238070271/ Ссылка активна на: 15.07.2023.
  4. СТО 56947007-29.240.10.248-2017 Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ (НТП ПС), п.3. [STO 56947007-29.240.10.248-2017 Norms of technological design of AC substations with a higher voltage of 35-750 kV (NTP PS), item 3. [Internet]. (In Russ.)]. Доступно по: https://docs.cntd.ru/document/1200097086?ysclid=lk5qo48tti24098650 Ссылка активна на: 15.07.2023.
  5. Король Ю.Н. Концепция цифровой тяговой подстанции. – М., 2020. – 62 с. [King YuN. Koncepciya cifrovoj tyagovoj podstancii. Moscow; 2020. 62 p. (In Russ.)]. Ссылка активна на: 15.07.2023. Доступно по: https://eepir.ru/article/koncepciya-cifrovoj podstancii/?ysclid=ll88m4r7mn431355662
  6. Казакова Е.А., Зуев И.Н., Щекочихин А.В. Актуальность применения цифровых подстанций // Актуальные исследования. – 2021. – №22. – С. 10–13. [Kazakova EA, Zuev IN, Shchekochikhin AV. The relevance of the use of digital substations. Actual research. 2021;(22):10-13. (In Russ.)]. Доступно по: https://apni.ru/article/2521-aktualnost-primeneniya-tsifrovikh-podstantsij/ Ссылка активна на: 15.07.2023.
  7. Корпоративный профиль МЭК 61850 ПАО «ФСК ЕЭС». [Corporate Profile IEC 61850 PJSC FGC UES. [Internet]. (In Russ.)]. Ссылка активна на: 15.07.2023. Доступно по: https://www.fsk-ees.ru/upload/docs/STO_56947007-25.040.30.309-2020.pdf
  8. Глинкин Е.И., Глинкин М.Е. Технология аналого-цифровых преобразователей. – Тамбов: ТГТУ, 2008. – 140 с. [Glinkin EI, Glinkin ME. Technologyofanalog-to-digitalconverters. Tambov: TSTU; 2008. 140 p. (In Russ.)]. Доступно по: https://tstu.ru/book/elib/pdf/2008/glinkin-a.pdf?ysclid=ll89sj97g6284291989 Ссылка активна на: 15.07.2023.
  9. Лундалин А.А., Пузина Е.Ю., Худоногов И.А., Кашковский В.В. Анализ надежности электроснабжения транспортных систем в зависимости от состояния устройств релейной защиты и автоматики // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. – 2019. – № 3. – С. 127–135. [Lundalin AA, Puzina EYu, Khudonogov IA, Kashkovsky VV. Analysis of reliability of power supply of transport systems depending on the state of relay protection and automation devices. Modern technologies. System analysis. Modeling. 2019;(3):127-135. (In Russ.)]. Доступно по: https://www.elibrary.ru/lgqrkx?ysclid=ll8d3j3o1k918422469 Ссылка активна на: 15.07.2023.
  10. Горелик Т.Г., Кириенко О.В. Цифровая подстанция. Состояние и перспективы развития // Практика. – 2022 – №4 – С.59–65. [Gorelik TG, Kirienko OV. Digital substation. State and prospects of development. Praktika. 2022;(4):59–65. (In Russ.)]. Ссылка активна на: 15.07.2023. Доступно по: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=17652858&ysclid=lk5q8foxrs656259909
  11. Возможна ли цифровая подстанция? – стандарт МЭК 61850 вселяет надежду. [Vozmozhna li cifrovaya podstanciya? – standart MEK 61850 vselyaet nadezhdu. [Internet]. (In Russ.)]. Ссылка активна на: 15.07.2023. Доступно по: https://www.terraelectronica.ru/news/5684
  12. Казаков Д.О., Пузина Е.Ю. Технические решения по цифровизации тяговых подстанций России // Молодая наука Сибири: электрон. науч. журн. – 2021 – № 1. – С. 227–237. [Kazakov DO, Puzina EYu. Technical solutions for digitalization of traction substations in Russia. Young Science of Siberia: electron. Scientific Journal. 2021;(1):227-237. (In Russ.)]. Ссылка активна на: 15.07.2023. Доступно по: https://www.elibrary.ru/ zxaqfh?ysclid=ll8eri9u47538927658
  13. Горбунова В.С., Пузина Е.Ю. Эффективность внедрения системы энергетического менеджмента в промышленных компаниях России // Транспортные системы и технологии. – 2018. – Т. 4. – № 1. – С. 119–137. [Gorbunova VS, Puzina EYu. Efficiency of energy management system implementation in Russian industrial companies. Transport systems and technologies. 2018;4(1):119-137. (Russ., Engl.)]. doi: 10.17816/transsyst2018041119-137
  14. Боброва Ю.М., Пузина Е.Ю. Необходимость активизации энергосбережения в России // Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири / Материалы Всеросс. науч.-практ. конф. с междунар. участием. – Иркутск: ИРНИТУ, 2016. – Т.2. – С. 142–147. [Bobrova YuM, Puzina EYu. The need to activate energy saving in Russia. Improving the efficiency of energy production and use in Siberia. In Materials of the All-Russian Scientific and Practical Conference with International participation. Irkutsk: IRNITU; 2016. Vol.2, pp. 142-147. (In Russ.)]. Доступно по: https://elibrary.ru/ item.asp?id=42575221&ysclid=ll8athy0e654956713 Ссылка активна на: 15.07.2023.
  15. Костин А.П., Макашева С.И., Пинчуков П.С. Цифровизация тяговых подстанций как инструмент решения проблемы обнаружения места повреждения в контактной сети // Постулат. – 2018. – №10. – С. 140–146. [Kostin AP, Makasheva SI, Pinchukov PS. Digitalization of traction substations as a tool for solving the problem of fault location detection in the contact network // Postulate. 2018;(10):140-146. (In Russ.)]. Ссылка активна на: 15.07.2023. Доступно по: elibrary.ru/vqshfc?ysclid=ll8bhgryf2116048253
  16. Оборудование и технологии МОХА для энергетических подстанций МЭК 61850. [MOHA Equipment and Technologies for power substations IEC 61850. [Internet]. (In Russ.)]. Ссылка активна на: 15.07.2023. Доступно по: https://moxa.ru /tehnologii/power_systems/iec-61850/
  17. Программно-аппаратный комплекс «СКИТ» [Hardware and software complex “SKIT”. [Internet]. (In Russ.)]. Ссылка активна на: 15.07.2023. Доступно по: https://rtskit.ru/
  18. Савина Н.В., Козырев Е.Р. Выбор инновационных технологий для перевода подстанции на платформу интеллектуальной // Вестник АмГУ. – 2022. – Вып. 97. – С. 118–125. [Savina NV, Kozyrev ER. The choice of innovative technologies for the transfer of a substation to an intelligent platform. Vestnik AmGU. 2022;97:118-125. (In Russ.)]. doi: 10.22250/20730268_2022_97_118
  19. Стратегия научно-технологического развития холдинга «РЖД» на период до 2025 года и на перспективу до 2030 года (Белая книга). – М.: 2018. – 125 с. [Strategiya nauchno-tekhnologicheskogo razvitiya holdinga “RZHD” na period do 2025 goda i na perspektivu do 2030 goda (Belaya kniga). Moscow; 2018. – 125 p. (In Russ.)]. Доступно по: http://www.rzd-expo.ru/innovation/sait_WB.pdf Ссылка активна на: 15.07.2023.
  20. СТО 56947007-25.040.40.227-2016. Типовые технические требования к функциональной структуре автоматизированных систем управления технологическими процессами подстанций Единой национальной электрической сети (АСУ ТП ПС ЕНЭС). [STO 56947007-25.040.40.227-2016. Tipovye tekhnicheskie trebovaniya k funkcional'noj strukture avtomatizirovannyh sistem upravleniya tekhnologicheskimi processami podstancij Edinoj nacional'noj elektricheskoj seti (ASU TP PS ENES). [Internet]. (In Russ.)]. Доступно по: https:// standartgost.ru/g/СТО_56947007-25.040.40.227-2016?ysclid=llnzuj5i47870713650 Ссылка активна на: 15.07.2023.
  21. Пузина Е.Ю., Туйгунова А.Г., Худоногов И.А. Системы мониторинга силовых трансформаторов тяговых подстанций. Иркутск, 2020. – 184 с. [Puzina EYu, Tujgunova AG, Hudonogov IA. Sistemy monitoringa silovyh transformatorov tyagovyh podstancij. Irkutsk, 2020. – 184 p. (In Russ.)]. Ссылка активна на: 15.07.2023. Доступно по: https:// expose.gpntbsib.ru/expose/vnp-a870ca8e/book/Г2020-28523663442953?ysclid=llo0576jwc890546640
  22. Пузина Е.Ю. Сравнительный анализ оборудования уровня процесса для цифровой тяговой подстанции. // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование Иркутский государственный университет путей сообщения, г. Иркутск- 2021. № 2. С. 92–104 [Puzina EYu. Sravnitel'nyj analiz oborudovaniya urovnya processa dlya cifrovoj tyagovoj podstancii. Modern technologies. System analysis. Modeling. 2021;(2):92-104. (In Russ.)]. Доступно по: https://www.elibrary.ru//item.asp?id=46595463&ysclid=llo0ak3hy0343390495 Ссылка активна на: 15.07.2023.
  23. Ковина А.С. Анализ эффективности автоматизированных систем мониторинга и управления подстанций и энергосистем // В сборнике: Образование. Наука. Производство. XIII Международный молодежный форум. Белгород, 2021. – С. 1652-1654. [Kovina AS. Analiz effektivnosti avtomatizirovannyh sistem monitoringa i upravleniya podstancij i energosistem. In Obrazovanie. Nauka. Proizvodstvo. XIII Mezhdunarodnyj molodezhnyj forum. Belgorod; 2021. pp. 142-147. (In Russ.)]. Доступно по: https://elibrary.ru/item.asp?id=47279249&ysclid=llo0j8e48o846158549 Ссылка активна на: 15.07.2023.
  24. Карасев О.И., Железнов М.М., Белошицкий А.В., Шитов Е.А. Приоритеты научно-технологического развития железнодорожной отрасли в контексте цифровизации: зарубежный опыт // Мир транспорта. – 2019. – Т 17. – № 6. – С. 20–36. [Karasev OI, Zheleznov MM, Beloshitsky AV, Shitov EA. Priorities of scientific and technological development of the railway industry in the context of digitalization: foreign experience. The world of transport 2019;17(6):20-36. (In Russ.)]. doi: 10.30932/1992-3252-2019-17-20-36

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Figure

Download (546KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Ryzhova E.L.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

link to the archive of the previous title

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».