Opracowanie koncepcji i założeń funkcjonalnych nowego pakietu narzędzi obliczeniowych z zakresu optymalizacji pracy sieci elektroenergetycznej

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Opracowanie koncepcji i założeń funkcjonalnych nowego pakietu narzędzi obliczeniowych z zakresu optymalizacji pracy sieci elektroenergetycznej"

Jakub Wysocki
5 lat temu
Przeglądów:

1 Opracowanie koncepcji i założeń funkcjonalnych nowego pakietu narzędzi obliczeniowych z zakresu optymalizacji pracy sieci elektroenergetycznej mgr inż. Ksawery Opala mgr inż. Jacek Jemielity mgr inż. Tomasz Ogryczak Instytut Energetyki Oddział Gdańsk Gdańsk

2 Etap 1 Analiza uwarunkowań technicznych Etap 2 Sformułowanie założeń ien@ien.gda.pl 2

3 Założenia ogólne pakietu narzędzi obliczeniowych - PNO 1. Uniwersalny pakiet oprogramowania, o szerokim spektrum zastosowania. 2. Struktura modułowa PNO pozwalająca zachować uniwersalność bez ograniczenia funkcjonalności. ien@ien.gda.pl 3

4 Uwarunkowania techniczne pakietu narzędzi obliczeniowych - PNO BD Baza danych (zgodna ze standardem CIM) ES Moduł Estymacji Stanu MOAS Moduł Obliczeń i Analiz Sieciowych ien@ien.gda.pl 4

5 Uwarunkowania techniczne pakietu narzędzi obliczeniowych - PNO MOAS Moduł Obliczeń i Analiz Sieciowych ien@ien.gda.pl 5

6 Uwarunkowania techniczne pakietu narzędzi obliczeniowych - PNO Interfejs komunikacyjny: Sieciowy protocol driver IEC , AX-S4 ICCP, WebServices (usługa internetowa zdefiniowana za pomocą języka WSDL) Protokoły szeregowe - protocol driver IEC , DNP ien@ien.gda.pl 6

7 Uwarunkowania techniczne pakietu narzędzi obliczeniowych - PNO Dane wejściowe modułu ES: pomiary analogowe - moce P i Q gałęziowe i węzłowe, napięcia U, numery zaczepów Z transformatorów NN/110kV, pomiary dwustanowe - odwzorowania łączników w sieci 110 oraz 220 i 400 kv, dane parametryczne poszczególnych elementów sieci takich jak: transformatory, linie, generatory, baterie kondensatorów i dławiki. Dla ES najistotniejsze są parametry: linii sieci NN i 110 kv (typ linii, długość oraz typ słupów, na których linie są zawieszone), transformatorów - napięcie zwarcia, straty w żelazie i miedzi ( Pfe i PCu), moc znamionową, zakres regulacji zaczepowej, generatorów typ oraz wykresy kołowe, ien@ien.gda.pl 7

8 Uwarunkowania techniczne pakietu narzędzi obliczeniowych - PNO a) b) Model wyłącznikowy Model węzłowy ien@ien.gda.pl 8

9 Uwarunkowania techniczne pakietu narzędzi obliczeniowych - PNO Dane wejściowe modułu MOAS: dane wyjściowe ES zbieżny model sieci, aktualne obciążalności linii obliczone na podstawie panujących warunków meteorologicznych (zakłada się wyposażenie centrum operatorskiego w moduł DOL Dynamicznej Obciążalności Linii). sygnały z automatyk regulacyjnych ARNE i ARST ARNE: Generator załączony do regulacji ARNE (1- Aut./0 - Ręczny), Generator blokada regulacji, ARNE Nieczynne. ARST: Tryb pracy transformatora (Automat/Ręczny), Kryterium regulacji (D, G, Q, Z), Wartość zadana (UGzad, UDzad, Qzad, Zzad), Zablokowanie i Awaria ARST. ien@ien.gda.pl 9

10 Uwarunkowania techniczne pakietu narzędzi obliczeniowych - PNO Agregacja generacji wiatrowej z sieci SN Q 315 P G Q 315 P T1 Q T1 P T2 Q T2 P L Q L T1 T2 P L =P T1 +P T2 +P G Q L = Q T1 +Q T2 G1 G2 a) G3 b) Modele obciążeń U a U b P = P 0 U 0 Q = Q 0 U 0 P = P 0 p 1 U U p 2 U U 0 + p 3 Q = Q 0 q 1 U U q 2 U U 0 + q ien@ien.gda.pl 10

Moduł Estymacji Stanu ES Moduł Przetwarzania Danych (MPD) do tworzenia modelu sieci elektroenergetycznej na odstawie parametrów poszczególnych elementów sieci elektroenergetycznej jak i pomiarów

11 Moduł Estymacji Stanu ES Moduł Przetwarzania Danych (MPD) do tworzenia modelu sieci elektroenergetycznej na odstawie parametrów poszczególnych elementów sieci elektroenergetycznej jak i pomiarów analogowych i dwustanowych. Program do Analizy Obserwowalności (AO) sprawdzający utworzony przez MPD model pod katem ograniczeń obserwowalności dla aktualnego zestawu dostępnych pomiarów. Solver Estymacji silnik obliczeniowy estymacji stanu. Program do detekcji i identyfikacja błędnych pomiarów uwiarygadniający estymacje stanu. ien@ien.gda.pl 11

12 Algorytm MPD i Solvera Estymacji ien@ien.gda.pl 12

13 Moduł Obliczeń i Analiz Sieciowych MOAS Funkcjonalność MOAS: wczytanie wyników estymacji (estymatora stanu). wykonywanie standardowych obliczeń rozpływowych. wykonywanie procedur optymalizacyjnych. wykonywanie obliczeń związanych z bezpieczeństwem pracy sieci wykonywanie obliczeń zwarciowych. eksport wyników i modeli w standardowych formatach. rozszerzenie w przyszłości o analizy dynamiczne. ien@ien.gda.pl 13

14 Moduł Obliczeń i Analiz Sieciowych MOAS Zadania MOAS: 1. Nadzór nad rozpływami mocy czynnej i biernej w modelowanej sieci, w tym sygnalizuje: - przekroczenia dopuszczalnych przedziałów regulacji napięcia w węzłach sieci, - przekroczenia dopuszczalnych obciążeń gałęzi sieci, 2. Optymalizacja poziomów napięcia oraz gospodarki mocą bierną w sieci NN i 110 kv, m.in. według kryterium minimum strat przesyłowych, płaskiego profilu napięciowego czy maksymalizacji zakresu regulacji U i Q. 3. Nadzór nad bezpieczeństwem pracy sieci poprzez wczesne ostrzeganie o pogorszeniu się warunków stabilności w sieci. 4. Nadzór nad poziomami mocy zwarcia w węzłach sieci. ien@ien.gda.pl 14

15 Moduł Obliczeń i Analiz Sieciowych MOAS Analiza bezpieczeństwa pracy sieci - algorytm wyznaczania gradientu strat P krzywa mocy czynnej, dosyłanej do węzła, Q krzywa mocy biernej, dosyłanej do węzła, Ф p krzywa zapasu stabilności w funkcji obciążenia czynnego węzła, Ф q krzywa zapasu stabilności w funkcji obciążenia biernego węzła, ien@ien.gda.pl 15

16 Podsumowanie Realizacja koncepcji pakietu obliczeniowego będzie w proponowanej formie mogła być wykorzystana do: wspomagania pracy dyspozytorów na poziomie ODM, CDM czy RDR w zakresie bieżącego prowadzenia ruchu oraz prognozowania pracy sieci, monitorowania on-line stabilności napięciowej, przeprowadzania obliczeń off-line, przeprowadzania symulacji przy testowaniu skuteczności i zakresu regulacji układów ARST i ARNE, budowy symulatora systemu elektroenergetycznego dla KSE. Wdrożenia pakietu obliczeniowego w pełnej wersji bądź poszczególnych jego modułów będą mogły być realizowane przez Instytut Energetyki samodzielnie lub przy współpracy z dostawcami systemów SCADA. ien@ien.gda.pl 16

Podobne dokumenty

OPRACOWANIE ZAŁOŻEŃ I REALIZACJA LABORATORYJNEGO SYMULATORA DO BADANIA MODUŁU PODPOWIEDZI

IEN 2013 wszelkie prawa zastrzeżone www.ien.gda.pl e-mail: ien@ien.gda.pl OPRACOWANIE ZAŁOŻEŃ I REALIZACJA LABORATORYJNEGO SYMULATORA DO BADANIA MODUŁU PODPOWIEDZI (SYSTEMU EKSPERTOWEGO) SYSTEMÓW OBSZAROWEJ