R C2-07

Report
Nova IT arhitektura i aplikacije EMS sistema za
potrebe centara upravljanja prenosnom mrežom
G. Jakupović, M. Stojić, N. Čukalevski
Institut "Mihajlo Pupin", Beograd
Srbija
II Savjetovanje Crnogorskog komiteta CIGRE
Hotel Maestral, Pržno, 16. - 19.05.2011.
Mrežne funkcije starog sistema
•
•
•
•
Aplikativna baza podataka (ABP)
Procesor mrežne topologije (NT)
Estimator stanja EES (SE)
Bus load forecast (BLF)
Novi Sistem
Dodaje se ili se značajnije menja:
• Dispečerski proračun tokova snaga DLF
(Dispatcher Load Flow)
• Analiza ispada CA (Contigency Analiza)
• Izvoz/uvoz podataka u nekoj standardnoj formi
(UCTE.DEF ili CIM/XML)
• Procesor topologije (problemi u održavanju i
implementaciji izvoza/uvoza)
• Aplikativna baza podataka
• Korisnički interfejsi
• Vezne aplikacije i drugo
Osnovna organizacija SCADA/EMS sistema
Programske celine 1
• Sistem za akviziciju podataka i nadzorno upravljanje (SCADA)
• Aplikacioni programski interfejs SCADA sistema (SCADA API)
• Aplikacija za preuzimanje merenja i vraćanje estimiranih
vrednosti na SCADA sistem (abp2scada). Neophodna merenja
prosleđuje u „real-time“ instancu ABP-a. Iz ABP-a preuzima
estimirane vrednosti radi prikaza na jednopolnim šemama
• Aplikacija za konverziju formata baze (abp_import)
• Aplikacija koja priprema ulazne podatke za procesor topologije
(abp2nt). (u studijskom režimu)
• Aplikacija za uvoz podataka iz UCTE.DEF i CIM/XML formata
(ucte_import)
• Aplikacija koja ciklično izvršava „real-time“ ciklus estimacije
(abp2nt_rt)
• Editor aplikativne baze se koristi za modelovanje topologije i unos
parametara EE opreme. Podaci se unose u tzv. „master“ instancu
ABP
Programske celine 2
•
•
•
•
•
•
•
Korisnički interfejs mrežnih aplikacija. Osnovni interfejs omogućava
prikaz „real-time“ estimiranih vrednosti na jednopolnim šemama i ručno
pokretanje analize sigurnosti. Poseban deo interfejsa je namenjen
studijskim analizama.
AGC - Održava frekvenciju sistema i snagu razmene.
Sekundarni regulator SMM UCTE bloka. Koordiniše rad sekundarne
regulacije članica bloka.
Programski paket za određivanje mrežne topologije (MT) Generiše
topologiju i vrši alokaciju merenja, generiše parametre ekvivalentnog
modela mreže u obliku čvorovi-grane i druge ulazne podatke neophodne za
rad estimatora.
Programski paket za estimaciju stanja (SE)
Programski paket za procenu opterećenja čvorova (BLF) vrši
kontinualno ažuriranje istorijskih podataka o opterećenjima potrošačkih
čvorova
Programski paket za analizu sigurnosti. Dispečerski proračun tokova
snaga DLF (Dispatcher Load Flow) i analiza ispada CA (Contigency
Analysis).
NOVI PROGRAMSKI MODULI 1
Aplikacija za preuzimanje merenja i vraćanje
estimiranih vrednosti na SCADA sistem
(abp2scada)
Aplikacija ciklično iz „real-time“ instance
aplikativne baze učitava rezultate poslednje
uspešne estimacije i upisuje ih, posredstvom
SCADA C++ API-ja, u VIEW2 segemente
deljene memorije. Zatim iz SCADA segmenata
deljene memorije učitava potrebna merenja i
statuse rasklopnih aparata i upisuje u tabele
„real-time“ ABP sa odgovarajućim vremenskim
tagom. Izvršava se na SCADA serverima.
NOVI PROGRAMSKI MODULI 2
• Aplikacija za uvoz podataka iz UCTE.DEF ili
eventualno CIM/XML formata (ucte_import)
• Podaci se upisuju u UCTE instancu ABP čiji se
kompletan sadržaj automatski kreira na bazi
sadržaja ulaznih fajlova. Kada se uvozi iz
UCTE.DEF formata, a da bi se omogućile
modifikacije radi studijskih analiza sigurnosti,
dodaju se virtuelni prekidači koji omogućavaju
ručno isključivanje opreme i delova mreže. Ovo
je neophodno usled nepostojanja potrebnih
rasklopnih aparata u modelu.
NOVI PROGRAMSKI MODULI 3
• Aplikacija za konverziju formata baze
(abp_import)
• Aplikacija obezbeđuje konverziju aplikativne
baze prethodne verzije sistema u novi format.
Najvažnije razlika između starog i novog formata
je u tome što u ranijem modelu topologije nije
postojao entitet „toploškog čvora“ već je
povezanost opreme i elemenata modelovana
preko liste međusobnih veza polova elemenata.
NOVI PROGRAMSKI MODULI 4
Editor aplikativne baze
NOVI PROGRAMSKI MODULI 5
Korisnički interfejs EMS aplikacija
Novi procesor mrežne topologije (MT) 1
• U starom procesoru nije postojao entitet „toploškog
čvora“. Novi MT u potpunosti orijentisan na čvorove i
grane, a ne više na višepolne elemente mreže i njihovu
povezanost.
• U prvoj fazi se "topološki" čvorovi, tj svi mogući krajevi
rasklopnih aparata, spajaju u odgovarajuće "električne"
ili agregirane čvorove kroz procesiranje povezanosti
uključenih rasklopnih aparata.
• U drugoj fazi procesiranja topologije grane predstavljaju
dalekovode i transformatore, a čvorovi su električni
čvorovi. Procesiranjem povezanosti grana se formiraju
električna ostrva.
Novi procesor mrežne topologije (MT) 2
• Elementi mreže se modeluju preko Y
četvoropola kao generalnijeg modela od Pi
ekvivalenente sheme. Ovim je omogućeno i
modelovanje transformatora sa pomerajem
faze.
• Dodeljivanje agregiranih merenja po završetku
procesiranja. Ukoliko neko od merenja napona
previše odstupa od ostalih merenja napona u
istom električnom čvoru, takvo merenje se
opciono odbacuje.
• Odredjivanje energizovanosti
Analiza Sigurnosti: Dispečerski proračun
tokova snaga (1)
• Primenjuje se standardni puni Newton-Raphson
algoritam.
• Na osnovu zadatog baznog slučaja (Base Case)
dobijenog od estimatora stanja iz realnog
vremena ili istorijskih arhiva.
• Operator ima mogućnost da vrši editovanje
baznog slučaja u smislu uključivanja ili
isključivanja opreme kako bi proverio da li dolazi
do narušavanja nekog od strujnih ili naponskih
ograničenja pre nego što se izvrši neka stvarna
upravljačka akcija.
Analiza Sigurnosti: Dispečerski proračun
tokova snaga (2)
• Uslov za sprovođenje funkcija analize sigurnosti
(DLF i CA) je opservabilnost celog sistema.
Dozvoljeno je više električnih ostrva.
• Upravljačke akcije se definišu preko grafičkog
korisničkog interfejsa povezanog sa ABP-om.
Podatke o baznom slučaju koje je estimator
proračunao neophodno je vratiti u ABP da bi
posle izvršenih upravljačkih akcija bili ponovo
servirani procesoru topologije pre poziva neke
od funkcija analize sigurnosti.
• Procesor topologije u režimu analize sigurnosti
određuje tipove električnih čvorova u smislu
Load Flow proračuna (balansni, PV, PQ, Q-teta).
Analiza Sigurnosti: Analiza ispada
(Contigency Analysis)
• Pruža mogućnost analize tokova snaga za unapred
definisanu listu ispada elemenata prenosne mreže
primenjenih nad baznim stanjem mreže preuzetog ili iz
realnog vremena ili iz istorijskih arhiva.
• Za svaku kombinaciju liste ispada se vrši proračun
tokova snaga i proverava da li dolazi do narušavanja
ograničenja koji mogu uticati na sigurnost sistema.
• Liste ispada se definišu kroz grafički korisnički interfejs
pri čemu svaki ispad može predstavljati bilo koju
kombinaciju elemenata prenosnog sistema.
• Prilikom ispada neke grane može doći do cepanja mreže
tako da je nophodno pre proračuna tokova snaga izvršiti
i topološke provere na pojavu novih ostrva.
Generisanje izveštaja korišćenjem XML Style
Sheet-ova
Zaključak
Sistem je unapređen iz dva osnovna razloga:
• Prvi, da bi se omogućila nova funkcionalnost
kroz nove aplikacije za potrebe analize
sigurnosti (u real-time-u i studijskom modu) i
mogućnost izvoza i uvoza podataka u
zahtevanoj standardnoj formi (kakve su
UCTE.DEF i CIM/XML) koja se zahteva u
zajedničkom radu EES na Evropskom prostoru.
• Drugi razlog za unapređenje je ležao u potrebi
da se pojednostavi i unapredi proces održavanja
softvera i podataka sistema, u kom smislu su
realizovane u radu opisane tehnološke izmene.
HVALA NA PAŽNJI!

similar documents