Termeni asociați:

Descărcați în format PDF

Despre această pagină

Noi scheme de protecție în rețelele electrice mai inteligente, cu o penetrare mai mare a sistemelor de energie regenerabilă

Payman Dehghanian,. Mohammad Tasdighi, în Pathways to a Smarter Power System, 2019

11.2.2.3 Schema de protecție coordonată ierarhic (HCP)

Metodele de control ale sistemului de alimentare sunt concentrate în primul rând ca răspuns la clasificarea stărilor de funcționare a sistemului de alimentare pentru atenuarea condițiilor predominante într-o rețea electrică (tensiune, tranzitorie, frecvență și instabilitate cu semnal mic) și menținerea acestora într-o stare de funcționare sigură. Viitoarele sisteme ierarhice de protecție și control se vor aștepta să beneficieze de caracteristici anticipative, care să permită protecția predictivă [26]. Funcțiile de perspectivă pot include:

Programe analitice de computer care pot utiliza multe măsurători noi și mai rapide ale sistemului pentru a recunoaște provocările reale și prezise ale sistemului și pentru a lua măsuri imediate, automat, pentru a preveni sau a atenua problemele. Acolo unde este cazul și când timpul permite, operatorilor de sistem li se oferă opțiuni și soluții de intervenție manuală a operatorului.

Analize de risc probabilist, care pot detecta amenințările sistemului în condiții normale de funcționare proiectate, precum și în timpul eșecurilor dintr-o singură comandă, eșecurilor în ordinea dublă și în intervalele de întreținere în afara serviciului.

Încărcați modele de prognoză care sunt îmbunătățite semnificativ și care încapsulează în general mai multe orizonturi de timp:

pe termen scurt - minute, ore și zile, în sprijinul deciziilor operaționale ale sistemului în timp real, cu o oră înainte și cu o zi înainte;

pe termen mediu - lunar, trimestrial și anual, pentru a sprijini planurile de operațiuni și întreținere (O&M); și

pe termen lung - orizonturi multianuale, în sprijinul investițiilor pe termen lung și al deciziilor de consolidare.

Simulare și modelare rapidă cu funcții și capabilități anticipate care permit predicția exactă a perturbărilor sistemului înainte de timp, asigurând în același timp o performanță optimizată a rețelei.

O abordare HCP, propusă în [27], se bazează pe trei straturi de protecție: (i) protecție predictivă, (ii) protecție adaptivă/fără setare și (iii) protecție corectivă în caz de declanșare neintenționată și alte condiții. Toate cele trei straturi sunt integrate și corelate analitic pentru a atinge întregul potențial al ideologiei prevăzute [27]. În timp ce este caracterizat și echipat cu module de înaltă precizie, instrumentul poate suferi o povară de calcul scumpă care poate impune o latență operațională inacceptabilă, în special pentru aplicații în timp real și luarea deciziilor. Prin urmare, acest modul ar trebui să fie declanșat în coordonare cu o schemă de protecție veche pentru a monitoriza și, dacă este necesar, a corecta performanța inițială a releului. La nivelul stației de stație, sunt folosiți algoritmi rapidi și exacți de localizare a defecțiunilor și arborele evenimentelor bazat pe eșantionare sincronizată pentru a detecta declanșarea falsă a liniei și, respectiv, funcționarea greșită a releului. În special, algoritmul de localizare a defecțiunii va fi declanșat imediat la un incident de declanșare a liniei, pentru a valida funcționarea releului. Dacă starea de defecțiune rămâne neconfirmată, linia declanșată va fi restabilită rapid.

Pe baza evoluțiilor menționate mai sus, ar trebui concepute și utilizate mai multe criterii eficiente pentru a evalua schemele de protecție ale viitorului. Proiectarea viitoarelor scheme de protecție ar trebui să urmeze pașii ilustrați în Fig. 11.4. Protecția predictivă ar trebui să detecteze stările de funcționare potențiale ale sistemului de alimentare și să lase timp suficient unui sistem de protecție pentru a regla setările releului și algoritmului, dacă este necesar. Acest lucru ar putea fi realizat prin coordonarea cu sistemele de gestionare a energiei și permiterea analizei de date mari și a exploatării datelor achiziționate de la sistemele de comunicații de suprafață largă. Algoritmul de protecție adaptivă ar trebui să ia decizia corectă de a declanșa releul și de a reacționa într-un timp scurt. Ar trebui adoptați algoritmi regionalizați și distribuiți pentru a obține un răspuns rapid și precis, dar cu mai puține cerințe de comunicare. Protecția corectivă la al treilea strat ar trebui să ia în considerare declanșarea incorectă a releului, erorile de măsurare și defecțiunile/întârzierile sistemului de comunicații cauzate fie de degradarea echipamentului, fie de atacuri cibernetice. Un astfel de design înainte ar permite fiecărui strat să ia în considerare și să conducă secvențial impactul straturilor înainte.

alimentare

FIG. 11.4. Procedura de proiectare a unui nou sistem de protecție în sistemul de transmisie.

Eficacitatea schemelor de protecție ar trebui evaluată înapoi. Menținerea funcționării sistemului în starea normală de funcționare și evitarea eșecului în cascadă a componentelor sistemului care poate duce la întreruperi parțiale sau la nivelul întregului sistem este esențială pentru operatorii de sistem. Astfel, protecția corectivă ar trebui validată mai întâi. Protecția adaptivă și protecția predictivă pot fi evaluate în continuare, pentru a obține rezultate de protecție mai bune și mai precise și pentru a minimiza pierderile economice.

O schemă HCP eficientă poate fi, de asemenea, sugerată pentru a verifica diferite abordări ale strategiilor de protecție corective, adaptive și predictive care vizează îmbunătățirea rezistenței sistemului de alimentare. Se știe că funcționarea greșită a relei este un factor major care contribuie la 75% din tulburările majore din America de Nord. În condiții anormale, este posibil ca releele de rezervă să nu poată diferenția defecțiunile de condițiile fără defecte (echilibrul dintre fiabilitate și securitate este inadecvat), cum ar fi atunci când apar suprasarcină și fluctuații mari de putere. S-a observat că, deși redundanța (asigurarea protecției de rezervă și îmbunătățirea fiabilității) reduce probabilitatea unei defecțiuni a sistemului de protecție bazat pe fiabilitate, poate crește probabilitatea unei defecțiuni a sistemului de protecție bazată pe securitate. Ca rezultat, menținerea echilibrului între fiabilitate și securitatea funcționării releului de protecție rămâne o provocare. O proiectare îmbunătățită a sistemului de protecție trebuie să asigure o funcționare sigură și sigură în mod inerent, în cazul în care un HCP își propune să atingă acest obiectiv [28] .

FIG. 11.5. Protecție tradițională la distanță supravegheată de HCP.

Reconfigurare set-points în sisteme dinamice conectate la rețea

1. INTRODUCERE

Lucrările recente au abordat această problemă din mai multe puncte de vedere. În (Wang și colab., 1993), a fost propus un controler LFC robust care asigură performanțe bune în prezența constrângerilor de rată de generare pentru o singură zonă. Un sistem de alimentare cu două/patru zone a fost luat în considerare în (Yang et al., 2002) și a fost sugerată o soluție printr-o schemă de control descentralizată. Saturația a fost inclusă în modelul turbinei pentru a impune constrângeri de viteză de generare.

Aici o metodă bazată pe idei de control predictiv, utilizată recent pentru a sintetiza Command Governor (CG) (Bemporad și colab., 1997), (Casavola și colab., 2006), (Casavola și colab., 2000), (Gilbert și Tin Tan, 1991) și unitățile Parameter Governor (PG) (Kolmanovsky și Sun, 2006) în contexte mai tradiționale, este propusă care impune constrângeri punct-în-timp asupra evoluțiilor variabilelor de sistem relevante.

Se propune o strategie de control care impune constrângeri punct-în-timp asupra evoluțiilor variabilelor de sistem relevante. Acesta constă în adăugarea la un sistem compensat primar a unui dispozitiv neliniar numit Reference-Offset Governor (ROG) a cărui acțiune se bazează pe referința reală, starea curentă și constrângerile prescrise. Scopul dispozitivului ROG este de a modifica, ori de câte ori este necesar, referința și de a adăuga un decalaj asupra legii controlului nominal, astfel încât constrângerile să fie puse în aplicare și sistemul primar compensat își menține comportamentul liniar. Acțiunea ROG este calculată on-line prin rezolvarea, la fiecare sesiune de timp, a unei probleme de programare pătratică constrânsă care necesită, de obicei, timpi de calcul reduși și pentru sistemele de ordin înalt.

FIG. 1. O rețea spațială de sisteme dinamice

Lucrarea este organizată după cum urmează. În secțiunea 2, se discută schema ROG și se rezumă proprietățile sale relevante. În secțiunea 3, este descris un model de sistem de alimentare cu două zone și se formulează problema. Simulațiile pe computer sunt prezentate în cele din urmă în secțiunea 4 și câteva concluzii încheie lucrarea.