DMS Estimacija Stanja - data.fesb.hr · 0.05 MW 0.012 MVAR 0.04 MW 0.01 MVAR 0.25 MW 0.06 MVAR . ES...
Transcript of DMS Estimacija Stanja - data.fesb.hr · 0.05 MW 0.012 MVAR 0.04 MW 0.01 MVAR 0.25 MW 0.06 MVAR . ES...
![Page 1: DMS Estimacija Stanja - data.fesb.hr · 0.05 MW 0.012 MVAR 0.04 MW 0.01 MVAR 0.25 MW 0.06 MVAR . ES u distribucijskoj mreži Izazovi •Oskudnost monitoringa −manjak mjernih mjesta](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040113/5e07cdbba2035e18f9743b2b/html5/thumbnails/1.jpg)
Estimacija stanja distribucijskih elektroenergetskih mreža
Jakov Krstulovid Opara
Zavod za Elektroenergetiku, FESB [email protected]
06/2014
Seminar doktoranada/postdoktoranada FESB-a 2014.
![Page 2: DMS Estimacija Stanja - data.fesb.hr · 0.05 MW 0.012 MVAR 0.04 MW 0.01 MVAR 0.25 MW 0.06 MVAR . ES u distribucijskoj mreži Izazovi •Oskudnost monitoringa −manjak mjernih mjesta](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040113/5e07cdbba2035e18f9743b2b/html5/thumbnails/2.jpg)
EES danas ⇒ sutra
2
![Page 3: DMS Estimacija Stanja - data.fesb.hr · 0.05 MW 0.012 MVAR 0.04 MW 0.01 MVAR 0.25 MW 0.06 MVAR . ES u distribucijskoj mreži Izazovi •Oskudnost monitoringa −manjak mjernih mjesta](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040113/5e07cdbba2035e18f9743b2b/html5/thumbnails/3.jpg)
EES danas ⇒ sutra
3
![Page 4: DMS Estimacija Stanja - data.fesb.hr · 0.05 MW 0.012 MVAR 0.04 MW 0.01 MVAR 0.25 MW 0.06 MVAR . ES u distribucijskoj mreži Izazovi •Oskudnost monitoringa −manjak mjernih mjesta](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040113/5e07cdbba2035e18f9743b2b/html5/thumbnails/4.jpg)
EES danas ⇒ sutra
4
![Page 5: DMS Estimacija Stanja - data.fesb.hr · 0.05 MW 0.012 MVAR 0.04 MW 0.01 MVAR 0.25 MW 0.06 MVAR . ES u distribucijskoj mreži Izazovi •Oskudnost monitoringa −manjak mjernih mjesta](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040113/5e07cdbba2035e18f9743b2b/html5/thumbnails/5.jpg)
EES danas ⇒ sutra
5
![Page 6: DMS Estimacija Stanja - data.fesb.hr · 0.05 MW 0.012 MVAR 0.04 MW 0.01 MVAR 0.25 MW 0.06 MVAR . ES u distribucijskoj mreži Izazovi •Oskudnost monitoringa −manjak mjernih mjesta](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040113/5e07cdbba2035e18f9743b2b/html5/thumbnails/6.jpg)
EES danas ⇒ sutra
6
VJETAR
SUNCE
![Page 7: DMS Estimacija Stanja - data.fesb.hr · 0.05 MW 0.012 MVAR 0.04 MW 0.01 MVAR 0.25 MW 0.06 MVAR . ES u distribucijskoj mreži Izazovi •Oskudnost monitoringa −manjak mjernih mjesta](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040113/5e07cdbba2035e18f9743b2b/html5/thumbnails/7.jpg)
EES danas ⇒ sutra Svojstva EES-a bududnosti:
• Dinamički monitoring – ugradnja senzora na svim razinama
• Upravljanje tokovima snaga
• Fleksibilna potrošnja
• Adaptivna zaštita, automatsko obnavljanje, samo-zacjeljenje
• Visoka penetracije distribuiranih izvora
• Dinamička tarifa el. en.
• Dvosmjerna komunikacija
• Automatizacija na svim razinama
7
![Page 8: DMS Estimacija Stanja - data.fesb.hr · 0.05 MW 0.012 MVAR 0.04 MW 0.01 MVAR 0.25 MW 0.06 MVAR . ES u distribucijskoj mreži Izazovi •Oskudnost monitoringa −manjak mjernih mjesta](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040113/5e07cdbba2035e18f9743b2b/html5/thumbnails/8.jpg)
DMS
8
![Page 9: DMS Estimacija Stanja - data.fesb.hr · 0.05 MW 0.012 MVAR 0.04 MW 0.01 MVAR 0.25 MW 0.06 MVAR . ES u distribucijskoj mreži Izazovi •Oskudnost monitoringa −manjak mjernih mjesta](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040113/5e07cdbba2035e18f9743b2b/html5/thumbnails/9.jpg)
DMS
9
DMS
CAMC
RTU
MGCC
~
~
MGCC
MGCC
CAMCRTU
HV
MV
HV
MV
LV
LV
LV
DG
DG
DMS – Distribution management System CAMC – Central Autonomous
Management Controller MGCC – MicroGrid Central Controller RTU – Remote Terminal Unit
![Page 10: DMS Estimacija Stanja - data.fesb.hr · 0.05 MW 0.012 MVAR 0.04 MW 0.01 MVAR 0.25 MW 0.06 MVAR . ES u distribucijskoj mreži Izazovi •Oskudnost monitoringa −manjak mjernih mjesta](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040113/5e07cdbba2035e18f9743b2b/html5/thumbnails/10.jpg)
DMS
10
Funkcije DMS-a Ciljevi
Detekcija i izolacija kvara te ponovna uspostava napajanja
Povedanja pouzdanosti, minimiziranje nedostavljene el. Energije
Integrirana U-Q regulacija
Smanjivanje gubitaka kompenzacijom jalove snage
Osiguravanje optimalnog naponskog profila
Povedanje napona na kraju izvoda pri vršnom opteredenju promjenom preklopke transformatora
Procesiranje topologije mreže Pouzdani podaci o mreži za ostale DMS
funkcije
Modeliranje/prognoza opteredenja Ulazni podatak za estimator stanja. O
pouzdanosti ove funkcije ovisit de efikasnost čitavog DMS-a
![Page 11: DMS Estimacija Stanja - data.fesb.hr · 0.05 MW 0.012 MVAR 0.04 MW 0.01 MVAR 0.25 MW 0.06 MVAR . ES u distribucijskoj mreži Izazovi •Oskudnost monitoringa −manjak mjernih mjesta](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040113/5e07cdbba2035e18f9743b2b/html5/thumbnails/11.jpg)
DMS
11
Funkcije DMS-a Ciljevi
Estimacija stanja Dostupnost pouzdanog stanja sustava
ostalim DMS funkcijama
Optimalna konfiguracija mreže
Minimiziranje gubitaka energije Optimiranje naponskog profila Balansiranje opteredenja trafostanica,
izvoda i pojedinih faza
Analiza ispada (sigurnosti) Minimiziranje broja ispada Maksimiziranje pouzdanosti mreže
Organizacija plana preklapanja Filtriranje i organizacija planova
preklapanja dobivenih od ostalih DMS funkcija
![Page 12: DMS Estimacija Stanja - data.fesb.hr · 0.05 MW 0.012 MVAR 0.04 MW 0.01 MVAR 0.25 MW 0.06 MVAR . ES u distribucijskoj mreži Izazovi •Oskudnost monitoringa −manjak mjernih mjesta](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040113/5e07cdbba2035e18f9743b2b/html5/thumbnails/12.jpg)
DMS
12
Funkcije DMS-a Ciljevi
Analiza kratkog spoja Sprječavanje nepovoljnih scenarija
kratkog spoja
Koordinacija i podešenja releja Ažuriranje sustava zaštite prema stanju
u sustavu
Optimalno lociranje mjerenja i Q-U regulatora
Optimiranje mjernog sustava Optimiranje sustava za Q-U regulaciju
Simulator sustava Treniranje dispečera Povedanje sigurnosti
![Page 13: DMS Estimacija Stanja - data.fesb.hr · 0.05 MW 0.012 MVAR 0.04 MW 0.01 MVAR 0.25 MW 0.06 MVAR . ES u distribucijskoj mreži Izazovi •Oskudnost monitoringa −manjak mjernih mjesta](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040113/5e07cdbba2035e18f9743b2b/html5/thumbnails/13.jpg)
ES Prijenosna ⇒ Distribucijska mreža
Prijenosna mreža
Mjerenja injekcije snage, toka snage i napona
Frekvencija mjerenja 15min
Simetričnost
Pouzdani podaci o mreži – parametri, topologija, prijenosni omjeri transformatora
𝑋 >> 𝑅
Distribucijska mreža
Mjerenja struje na početku izvoda
Frekvencija mjerenja 1h
Nesimetričnost
Djelomični i nepotpuni podaci o mreži
𝑋~𝑅
13
![Page 14: DMS Estimacija Stanja - data.fesb.hr · 0.05 MW 0.012 MVAR 0.04 MW 0.01 MVAR 0.25 MW 0.06 MVAR . ES u distribucijskoj mreži Izazovi •Oskudnost monitoringa −manjak mjernih mjesta](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040113/5e07cdbba2035e18f9743b2b/html5/thumbnails/14.jpg)
ES Prijenosna ⇒ Distribucijska mreža
14
TS Komolac
HE Dubrovnik
2x108 MW
Trebinje
TS Ston
TS Visoka
TS Dugi rat
TS Nerežišća
TS Sućidar
CS Buško Blato
3x2.4MW
Livno
HE Kraljevac
2x21+5MW
TS Kraljevac
TS Makarska
TS Stari Grad
TS Blato
TS ImotskiGrude
Mostar
(Čule)
TS Opuzen
Čapljina
TS Pag
TS NovaljaTS Karlobag
Rab
TS Kaštela
TS Trogir
TS Ražine
HE Peruča
30+20MW
HE Đale
2x21MW
HE Orlovac
3x79MW
TS Knin
EVP StrmicaB. Grahovo
RHE Velebit
2x138MW
TS Nin
TS Zadar
centarTS Zadar
TS Benkovac
Brinje
TS Obrovac
TS Bilice
TS Sinj
Melina
TS Konjsko
400/220/110 kV
K. Vakuf
TS VrboranTS Dobri
TS Meterize
TS Gračac
EVP Knin
HE Zakučac
2x108+2x135MW
TS Neum
TS Biograd
![Page 15: DMS Estimacija Stanja - data.fesb.hr · 0.05 MW 0.012 MVAR 0.04 MW 0.01 MVAR 0.25 MW 0.06 MVAR . ES u distribucijskoj mreži Izazovi •Oskudnost monitoringa −manjak mjernih mjesta](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040113/5e07cdbba2035e18f9743b2b/html5/thumbnails/15.jpg)
ES Prijenosna ⇒Distribucijska mreža
15
![Page 16: DMS Estimacija Stanja - data.fesb.hr · 0.05 MW 0.012 MVAR 0.04 MW 0.01 MVAR 0.25 MW 0.06 MVAR . ES u distribucijskoj mreži Izazovi •Oskudnost monitoringa −manjak mjernih mjesta](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040113/5e07cdbba2035e18f9743b2b/html5/thumbnails/16.jpg)
ES Prijenosna ⇒Distribucijska mreža
16
![Page 17: DMS Estimacija Stanja - data.fesb.hr · 0.05 MW 0.012 MVAR 0.04 MW 0.01 MVAR 0.25 MW 0.06 MVAR . ES u distribucijskoj mreži Izazovi •Oskudnost monitoringa −manjak mjernih mjesta](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040113/5e07cdbba2035e18f9743b2b/html5/thumbnails/17.jpg)
10 kV
0,4kV
Izvod N
10kV 10kV 10kV
35 kV
110kV
Izvod 3
Izvod 2
Izvo
d 1
10kV 0,4kV
10 kV
Prijenosna mreža
35 kV 35 kV35 kV
0,4kV
. . .
ES Prijenosna ⇒Distribucijska mreža
?
![Page 18: DMS Estimacija Stanja - data.fesb.hr · 0.05 MW 0.012 MVAR 0.04 MW 0.01 MVAR 0.25 MW 0.06 MVAR . ES u distribucijskoj mreži Izazovi •Oskudnost monitoringa −manjak mjernih mjesta](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040113/5e07cdbba2035e18f9743b2b/html5/thumbnails/18.jpg)
ES u distribucijskoj mreži
18
0.2 MW 0.03 MVAR
0.35 MW 0.01 MVAR
0.67 MW 0.15 MVAR
0.05 MW 0.012 MVAR
0.04 MW 0.01 MVAR
0.25 MW 0.06 MVAR
![Page 19: DMS Estimacija Stanja - data.fesb.hr · 0.05 MW 0.012 MVAR 0.04 MW 0.01 MVAR 0.25 MW 0.06 MVAR . ES u distribucijskoj mreži Izazovi •Oskudnost monitoringa −manjak mjernih mjesta](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040113/5e07cdbba2035e18f9743b2b/html5/thumbnails/19.jpg)
ES u distribucijskoj mreži
Izazovi
• Oskudnost monitoringa
− manjak mjernih mjesta
− dostupna mjerenja uglavnom nisu u realnom vremenu
− niska frekvencija očitavanja
− mjerenja snage isključivo na distributivnom transformatoru, a mjerenja struje na počecima izvoda
• Nepotpune informacije o stanju prekidača (topologija)
• Nesimetrija ⇒ trofazan estimator stanja
• Brži decoupled proračun nije opravdan (𝑿~𝑹)
19
![Page 20: DMS Estimacija Stanja - data.fesb.hr · 0.05 MW 0.012 MVAR 0.04 MW 0.01 MVAR 0.25 MW 0.06 MVAR . ES u distribucijskoj mreži Izazovi •Oskudnost monitoringa −manjak mjernih mjesta](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040113/5e07cdbba2035e18f9743b2b/html5/thumbnails/20.jpg)
ES u distribucijskoj mreži
Rješenja
• Kreiranje pseudo-mjerenja - Alokacija i prognoza opteredenja temeljem povijesnih podataka o opteredenju trafostanica i izvoda
• Probabilistic Load flow/State estimation
• Fuzija dostupnih mjerenja i pseudo-mjerenja u estimaciji stanja uz prikladno postavljanje težinskih faktora
• Rekonstrukcija topologije temeljem procjene opteredenja
• Optimalno postavljanje novih mjernih mjesta s ciljem: minimiziranja broja mjernih mjesta i maksimiziranja relevantnosti rezultata estimacije stanja
20
![Page 21: DMS Estimacija Stanja - data.fesb.hr · 0.05 MW 0.012 MVAR 0.04 MW 0.01 MVAR 0.25 MW 0.06 MVAR . ES u distribucijskoj mreži Izazovi •Oskudnost monitoringa −manjak mjernih mjesta](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040113/5e07cdbba2035e18f9743b2b/html5/thumbnails/21.jpg)
ES u distribucijskoj mreži
21
Krivulje opterećenjaMjerenja temperature
zraka
Procjena opterećenja
Proračun tokova snaga
Podaci o mreži
1. razina estimacije stanja Mjerenja
Korekcija opterećenja i
proračun tokova snaga
Konačna estimacija stanja
![Page 22: DMS Estimacija Stanja - data.fesb.hr · 0.05 MW 0.012 MVAR 0.04 MW 0.01 MVAR 0.25 MW 0.06 MVAR . ES u distribucijskoj mreži Izazovi •Oskudnost monitoringa −manjak mjernih mjesta](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040113/5e07cdbba2035e18f9743b2b/html5/thumbnails/22.jpg)
Estimacija stanja danas ⇒ sutra
PMU − direktno mjerenje vektora stanja sustava (mjerenje vektora
struje i napona 30-120 puta u sekundi)
− Fuzija mjerenja iz SCADA-e i PMU
− Linearni estimator stanja (nije iterativan)
Estimacija stanja s PMU
Brža
Preciznija (pouzdanija)
Robusnija
Frekventnija
Kompatibilnija
22
PMU PMU
PMU PMU
![Page 23: DMS Estimacija Stanja - data.fesb.hr · 0.05 MW 0.012 MVAR 0.04 MW 0.01 MVAR 0.25 MW 0.06 MVAR . ES u distribucijskoj mreži Izazovi •Oskudnost monitoringa −manjak mjernih mjesta](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040113/5e07cdbba2035e18f9743b2b/html5/thumbnails/23.jpg)
Estimacija stanja danas ⇒ sutra
Pametna brojila (Smart meters)
Real-time mjerenje potrošnje snage/energije
Dvosmjerna komunikacija prema operatoru i među brojilima
Daljinsko upravljanje potrošačima
Mjerenje, komunikacija, upravljanje
Mjerenja s vremenskom oznakom (timestamp)
Proizvodnja/potrošnja/skladištenje
23
![Page 24: DMS Estimacija Stanja - data.fesb.hr · 0.05 MW 0.012 MVAR 0.04 MW 0.01 MVAR 0.25 MW 0.06 MVAR . ES u distribucijskoj mreži Izazovi •Oskudnost monitoringa −manjak mjernih mjesta](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040113/5e07cdbba2035e18f9743b2b/html5/thumbnails/24.jpg)
Hvala na pažnji...
24