Z daljinskim vodenjem transformatorske postaje do kakovostne oskrbe z električno energijo

Distribucijsko omrežje električne energije predstavlja izredno dinamičen sistem, v katerem se pojavljajo različne obremenitve, ki neposredno vplivajo na kakovost napetosti električne energije. Operater distribucijskega omrežja je zadolžen za zanesljivo in varno obratovanje distribucijskega omrežja. To je mogoče doseči le ob kvalitetnem poznavanju energetskih razmer v omrežju. Težave v kakovostni dobavi električne energije dodatno povečujejo vedno večje število razpršenih virov in vedno višje zahteve porabnikov po dodatnih storitvah. Elektrodistribucijska omrežja v določenih odsekih s tem postajajo »prešibka«.

Mojca Progar, vodja marketinga, Kolektor Sinabit, d. o. o.

V izogib zgoraj navedenim problemom so se v Elektru Maribor odločili za investicijo v projekt pametne transformatorske postaje (TP), ki bo omogočila natančno spremljanje teh podatkov tudi v izvornih točkah nizkonapetostnega omrežja (NN-omrežja), katerega ključni gradnik so transformatorske postaje. Gre za enega od korakov k tako imenovanemu pametnemu omrežju preko postopne kontrole nad parametri obratovanja distribucijskega omrežja.

V sodelovanju s podjetjema Kolektor Sinabit in C & G so se v letu 2011 odločili za postavitev pilotnega projekta pametne TP-postaje in na podlagi testiranj in zagonskih preizkusov v marcu 2013 vključili transformatorsko postajo v poskusno obratovanje (v realno okolje).

Slika 1 – Izgled NN stikalnega bloka z odklopniki krmiljeni po SmartWire komunikaciji

Slika 1 – Izgled NN stikalnega bloka z odklopniki krmiljeni po SmartWire komunikaciji

»S projektom želimo analizirati težave v omrežju na konkretnih primerih in analizirati vplive porabnikov ter proizvajalcev,« pojasnjuje Silvo Ropoša, pomočnik predsednika uprave za razvoj pri Elektro Maribor.

Za pilotni projekt je bila izbrana TP Radvanje, v katero je bila nameščena primarna oprema z namenom daljinskega vodenja in nadzora iz distribucijskega centra vodenja (DCV) Elektra Maribor. Ta oprema predstavlja nove tehnološke zahteve za opremo, komunikacijske poti in programsko podporo v službi avtomatizacije distribucijskega omrežja: SN- in NN-odklopniki z motornimi pogoni, postajni računalniki, RTU-naprave, modemi, optične in žične povezave, programska oprema SCADA in druge programske aplikacije.

Izvedba avtomatizacije TP omogoča popoln nadzor nad TP-postajo. Ta omogoča zajemanje parametrov delovanja ter njihovo agregacijo na različnih nivojih opreme. V okviru avtomatizacije se je izvedlo nadzor in krmiljenje SN-stikalnih blokov ter nadzor in krmiljenje NN-stikalnih blokov.

V TP je vključenih tudi pet razpršenih virov oziroma sončnih elektrarn moči od 4 do 30 kW.

Ob klasični SN-opremi (SN-celice in transformator) je vgrajena tudi pametna NN-oprema z vgrajenimi odklopniki, z možnostjo komuniciranja z vsemi odvodi proti porabnikom. NN-del je zasnovan tako, da je razširljiv in omogoča implementacijo različnih funkcionalnosti v prihodnosti. Vsa oprema vgrajena v NN-plošči (odklopniki) je komunikacijsko podprta in omogoča povezljivost z RTU-enoto, ki zagotavlja celovit nabor informacij o delovanju in nastavljenih parametrih opreme za potrebe daljinskega vodenja in nadzora. RTU-enota omogoča povezljivost s standardnimi komunikacijskimi protokoli (IEC 60870-5-104, IEC61850 ...). Nadzor transformatorske postaje je možen tudi na daljavo preko WEB-vizualizacije.

Slika 2 – Vizualna slika panela s prikazom stanj alarmov in stikalnih elementov SN in NN dela transformatorske postaje

Slika 2 – Vizualna slika panela s prikazom stanj alarmov in stikalnih elementov SN in NN dela transformatorske postaje

Poleg tega je tako v SN- kot NN-delu vgrajen zaslon na dotik, preko katerega sta omogočena upravljanje in spremljanje dogajanja. Sistem nadzora in vodenja TP Radvanje je izveden na način, da lahko uporabnik spremlja trenutna stanja na odklopniku ter z odklopniki tudi manipulira. Sistem zajema tudi stanje pomožnih naprav. Razvoj pametne TP predvideva spremljanje večjega nabora podatkov iz posameznega odklopnika na strani odvodov (npr. vklop/izklop odklopnika, diagnostika – napake na aparatu ali komunikaciji, opozorilo preobremenitve, vzrok izpada, tokovi po posameznih fazah, maksimalni tok, vrednost pretokovne zaščite, tip odklopnika ...). Za potrebe daljinskega posluževanja NN-odklopnikov so ti opremljeni z motornimi pogoni.

V TP je vključenih tudi pet razpršenih virov oziroma sončnih elektrarn moči od 4 do 30 kW.

Komunikacijska povezava z DCV je izvedena na osnovi koncepta uporabe poenotenih komunikacij preko različnih komunikacijskih omrežij, primernih za nivo TP (npr. mobilno omrežje, optika, Wimax ali xDSL), odvisno od razpoložljive infrastrukture v TP ali njeni neposredni bližini (v tem primeru je uporabljena optična povezava). Podatki o stanju odklopnikov, pomožnih naprav ter meritev transformatorske postaje se preko komunikacijskega protokola SIST IEC 60870-5-104 prenašajo na strežnik SCADA tudi v DCV. Zaradi različnih načinov komunikacije in zahtev različnih služb znotraj distribucijskega podjetja je bilo zelo pomembno doseči oziroma zagotoviti interoperabilnost podatkov med različnimi oddelki znotraj podjetja. Sam koncept je zastavljen tako, da omogoča uporabo različnih dodatnih funkcij v prihodnosti.

Glede na razvoj distribucijskega omrežja je v tem trenutku največje težišče na razvoju, izgradnji in integraciji pametnih distribucijskih transformatorskih postaj, ki predstavljajo pomembne točke distribucijskega omrežja, kjer je možno in smiselno vgrajevati naštete gradnike.

Distribucijske TP so namreč najbližje uporabniku na eni strani, na drugi strani pa razširjen in pomemben gradnik distribucijskega elektroenergetskega omrežja, ki omogoča vgradnjo pametne stikalne, krmilnoavtomatizacijske in komunikacijske opreme.

Literatura:

  • Avtomatizacija distributivne transformatorske postaje TP Radvanje,
  • 11. Konferenca slovenskih elektroenergetikov, Laško, 2013.

 

Nazaj