Systemy Wspomagania Dyspozytorów

mgr inż. Tomasz ZdunGM pok. 3Bwww.ee.pw.edu.pl/~tomzdun

Wykład III

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 3Systemy Wspomagania Dyspozytorów

Zadanie operatora

Ciągła obserwacja pracy sieci Ocena stanu Wprowadzanie bieżących zmian

Dostarczenie energii elektrycznej Dotrzymanie parametrów jakościowych Dotrzymanie parametrów ilościowych

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 3Systemy Wspomagania Dyspozytorów

System dyspozytorski

Zespół środków technicznych i programowych przeznaczonych do sterowania procesem technologicznym

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 3Systemy Wspomagania Dyspozytorów

Struktura hierarchiczna systemu dyspozytorskiego

KDM - kierowanie siecią podstawową + nadzór nad siecią regionalną

ODM - kierowanie siecią regionalną + nadzór nad siecią lokalną + łączenia w sieci przesyłowej

ZDR - kierowanie siecią lokalną + nadzór nad siecią rozdzielczą

RDR - kierowanie siecią rozdzielczą

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 3Systemy Wspomagania Dyspozytorów

Nowoczesny system dyspozytorski

SCADAMMI

SCADASE

MMI

SCADASENA

MMI

SCADASENAAI

MMI

SCADA- sterowanie i akwizycja danych SE - estymacja stanu

NA - algorytmy analizy sieci AI - elementy sztucznej inteligencji

MMI - interfejs użytkownika

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 3Systemy Wspomagania Dyspozytorów

Funkcje systemu dyspozytorskiego - poziom nadrzędny Planowanie generacji, wymiany na podstawie

symulacji i z rynku energii elektrycznej (PKD) Monitorowanie stanu pracy sieci Sterowanie pracą sieci Koordynacja działania w sieci podrzędnej Nadzór nad przebiegiem realizacji kontraktów Nadzór nad przebiegiem realizacji programu

ruchu Sporządzenie planów remontów Sprawozdawczość, archiwizacja danych

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 3Systemy Wspomagania Dyspozytorów

Funkcje systemu dyspozytorskiego - poziom spółki dystrybucyjnej

Planowanie ruchu przy uwzględnieniu informacji przekazanych z poziomu nadrzędnego

Optymalizacja pracy sieci 110 kV Monitorowanie przebiegu procesu na

obszarze działania zakładu Sterowanie pracą sieci podrzędnych Sprawozdawczość, archiwizacja danych

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 3Systemy Wspomagania Dyspozytorów

Funkcje systemu dyspozytorskiego - poziom stacji

Monitorowanie pracy stacji Sekwencyjne załączanie i wyłączanie

elementów Kontrola przekroczeń wybranych

parametrów Sprawozdawczość, archiwizacja danych

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 3Systemy Wspomagania Dyspozytorów

SCADA - system telemechaniki

Supervisory Control And Data Acquisition

(System Nadrzędnego Sterowania i Przetwarzania Danych)

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 3Systemy Wspomagania Dyspozytorów

SCADA

Zbieranie niezbędnych informacji o stanie pracy

Zdalne sterowanie Obróbka informacji Dostarczenie dowolnego, przetworzonego

zestawu danych

Brak analizy informacji

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 3Systemy Wspomagania Dyspozytorów

SCADA

telepomiary telesygnalizacja - przesyłanie i akwizycja

informacji o zaistniałych zaburzeniach i zagrożeniach w pracy sieci

telesterowanie - np. zdalna manipulacja łącznikami

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 3Systemy Wspomagania Dyspozytorów

SCADA

Podsystem obiektowy przetworniki pomiarowe przetworniki AC/DC sterowniki procesowe (PLC - Programmed Logic

Controllers) oraz stacje pomiarowe telemechaniki (RTU - Remote Terminal Unit)

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 3Systemy Wspomagania Dyspozytorów

SCADA

Łącza transmisyjne łącza Elektroenergetycznej Telefonii Nośnej

(ETN) linie dzierżawione łącza światłowodowe protokoły transmisyjne

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 3Systemy Wspomagania Dyspozytorów

SCADA

Podsystem centralny akwizycja danych przetwarzanie i ulepszanie pomiarów monitorowanie i wizualizacja stanu sieci analiza, wspomaganie i doradztwo

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 3Systemy Wspomagania Dyspozytorów

Przetworniki pomiarowe - przekładniki

Transformacja pierwotnych wartości prądów i napięć w celu umożliwienia pomiaru

Stałość stosunku wartość pierwotna/wtórna w szerokim zakresie

Przekładniki pomiarowe i zabezpieczeniowe

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 3Systemy Wspomagania Dyspozytorów

Przetworniki pomiarowe - przekładniki do pomiarów

Przydatność do rozliczeniowych pomiarów energii

Duża dokładność w stanie ustalonym (0.2 lub 0.1)

Pomiary w zakresie (0, 1.2 wartości znamionowej)

Właściwości dynamiczne - bez znaczenia

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 3Systemy Wspomagania Dyspozytorów

Przetworniki pomiarowe - przekładniki do zabezpieczeń

Wierne przenoszenie przebiegów przejściowych

Wystarczająca dokładność przy dużych przetężeniach (np. 15 * In)

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 3Systemy Wspomagania Dyspozytorów

Przetworniki pomiarowe - przekładniki prądowe

Układy wielordzeniowe (zestaw niezależnych przekładników umieszczonych w jednej obudowie)

Jeden rdzeń - przekładnik pomiarowyDwa rdzenie - przekładnik zabezpieczeniowyBudowa: transformator pracujący w stanie

zwarcia (obciążenie Sn = 15 - 90 VA, prąd znamionowy wtórny 1 lub 5 A)

Przerwa w obwodzie wtórnym - duża różnica potencjałów, łuk elektryczny

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 3Systemy Wspomagania Dyspozytorów

Przetworniki pomiarowe - przekładniki napięciowe

Pomiar napięcia fazowego Przekładniki indukcyjne - transformator Przekładniki pojemnościowe -

pojemnościowy dzielnik napięcia + transformaror

Napięcie wtórne: 100/3 V Moc obciążenia: 50 - 120 VA

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 3Systemy Wspomagania Dyspozytorów

Światłowody - podstawy

Zjawisko odbicia

=

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 3Systemy Wspomagania Dyspozytorów

Światłowody - podstawy

Zjawisko załamania

nI, nII - współczynnik załamania ośrodka względem próżni (>1)nII/I -współczynnik załamania ośrodka II względem ośrodka I

nn

I

II

nI < nII

= nII/I

sin sin

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 3Systemy Wspomagania Dyspozytorów

Światłowody - podstawy

Całkowite wewnętrzne odbicie

nII

= nII/I

sin sin 90

nn

I

II

sin nI

nI < nII

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 3Systemy Wspomagania Dyspozytorów

Światłowody - budowa

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 3Systemy Wspomagania Dyspozytorów

Światłowody - rodzaje

•jednomodowy (rdzeń 15-11 m)

•wielomodowy, skokowy (rdzeń 50 m)

•wielomodowy, gradientowy

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 3Systemy Wspomagania Dyspozytorów

Światłowody - dyspersja

Współczynnik załamania jest funkcją częstotliwości Promienie padają pod różnym kątem Prędkość światła w ośrodku jest funkcją długości fali Rożne drogi rożnych modów

Falowody wielomodowe - dyspersja modowa Falowody jednomodowe - dyspersja chromatyczna

(niedoskonałość źródła i falowodu)

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 3Systemy Wspomagania Dyspozytorów

Światłowody - straty

Straty materiałowe Absorbcja Fluktacja gęstości materiału

Starty falowodowe Fluktacja współczynnika załamania, średnicy, zgięcia, Wady produkcyjne - mikropęknięcia, mikrozgięcia

Łączenie światłowodów Absorbcja przy zanieczyszczeniu szkła metalami

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 3Systemy Wspomagania Dyspozytorów

Światłowody - okna transmisyjne

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 3Systemy Wspomagania Dyspozytorów

Światłowody - okna transmisyjne

I okno transmisyjne: = 0,85 m tłumienie = 1 db/km zasięg transmisji do kilku kilometrów tanie źródła światła

II okno transmisyjne: = 1,3 m tłumienie = 0,4 db/km zasięg transmisji 75 do 100 kilometrów

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 3Systemy Wspomagania Dyspozytorów

Światłowody - okna transmisyjne

III okno transmisyjne: = 1,55 m tłumienie < 0,2 db/km, zasięg transmisji 150 do 200 kilometrów

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 3Systemy Wspomagania Dyspozytorów

Światłowody - zalety

odporność na zakłócenia elektromagnetyczne

brak generacji zakłóceń elektromagnetycznych

brak prądów błądzących brak różnic potencjałów mała tłumienność duża trwałość, rzędu 25 lat

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 3Systemy Wspomagania Dyspozytorów

Światłowody - zalety

duża prędkość transmisji (rzędu dziesiątek Gb/s)

niski stopień awaryjności duże odległości między kolejnymi

wzmacniaczami sygnału wysoka niezawodność transmisji mała waga małe wymiary

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 3Systemy Wspomagania Dyspozytorów

Światłowody - przetworniki

Efekt Faraday’a - pole magnetyczne przyspiesza/zwalnia falę o polaryzacji kołowej przekładnik prądowy

Efekt Pockels’a - pole elektryczne zmienia polaryzację kołową w eliptyczną w komórkach Pockels’a przekładnik napięciowy

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 3Systemy Wspomagania Dyspozytorów

Prezentacja flash do pobrania ze strony producenta:http://www.nxtphase.com/Flash/optical-current-voltage-sensor-demo.swf

Światłowody - przetworniki