Transcript R C2-07
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!