Netzüberwachung mit Synchrophasoren

Netzüberwachung (Grid Monitoring) mit Synchrophasoren SIGUARD® PDP (Phasor Data Processor)

Wide Area Monitoring Protection and Control – WAMPAC

Dekarbonisierung, Dezentralisierung und fehlende Ausbaumöglichkeiten des Energiesystems führen zu einer immer stärkeren Auslastung der Betriebsmittel und damit zu einer immer höheren Empfindlichkeit gegenüber dynamischen Vorgängen im Netz. Die Betreiber von Stromnetzen müssen jederzeit auf plötzliche Vorgänge im Netz gefasst sein und reagieren können. Die Software überwacht das Stromnetz auf kritische Zustände, um das Leitstellenpersonal und die Schutzexperten in ihrem Aufgaben zu unterstützen. SIGUARD PDP (Phasor Data Processor) überwacht in Echtzeit die dynamischen Vorgänge und Zustände in weitverzweigten Energienetzen (Wide Area Monitoring). SIGUARD PDP erkennt und signalisiert frühzeitig eine Annäherung an kritische Zustände (Frequenz-, Spannungs-, Übertragungsstabilität, Pendelung). Die kritische Schwelle kann individuell definiert und jederzeit angepasst werden. Neben der Echtzeitüberwachung unterstützt Sie SIGUARD PDP auch bei der Analyse des Energienetzes nach besonderen Vorfällen. SIGUARD PDP verwendet zur Erfassung der Daten so genannte PMUs (Phasor Measurement Units). Diese Messgeräte sind in den Schaltanlagen installiert und an die Stromund Spannungswandler angeschlossen. Die PMU-Funktionalität kann in vorhandenen SIPROTEC 5-Geräten einfach nachgerüstet werden. Die PMUs sind mit SIGUARD PDP über ein IP-basiertes Kommunikationsnetz verbunden. 

Eigenschaften & Funktionen

Netzüberwachung (Grid Monitoring) mit Synchrophasoren SIGUARD PDP (Phasor Data Processor)

Details

Die PMUs liefern nicht nur die Beträge, sondern auch die Winkel von Spannung und Strom in einer hohen zeitlichen Auflösung. Dadurch können gefährliche Netzsituationen, wie bespielsweise eine Überschreitung einer kritischen Spannungswinkeldifferenz zwischen 2 Netzknoten, mit nur geringer Latenz, erfasst und entsprechende Gegenmaßnahmen automatisch ausgeführt werden. Diese so genannten Wide Area Protection Schemes können mit Hilfe der schnellen Berechnungsfunktionen in SIGUARD PDP implementiert werden.

Wählen Sie aus, ob Sie SIGUARD® PDP in der kompakten Version „Substation PDC“ als Kommunikationsmaschine einsetzen wollen oder ob Sie den vollen Umfang der Bedienoberfläche und der Applikationen nutzen wollen („Enhanced PDC“). Innerhalb dieser Produktfamilien können Sie sich eine maßgeschneiderte Lösung zusammenstellen. Grundsätzlich sind drei verschiedene Varianten von SIGUARD PDP bestellbar:

Version
MLFB-Stamm
Beschreibung
SIGUARD PDP – Substation PDC
7KE6041
Preiswerte PDC-Variante, kein Bedienplatz und keine Applikation wie z. B. Inselnetzerkennung möglich. Einsatz in der Substation als Datenknoten für Synchrophasor-Messwerte.
SIGUARD PDP – Enhanced PDC
7KE6042
Voll-Version mit allen Möglichkeiten beim Anschluss von Bedienplätzen und bei Applikationen
SIGUARD PDP – Funktions Upgrade
7KE6040
Mittels Upgrades können Sie einer Basis-Lizenz oder einer vordefinierten Kombination exakt die gewünschten Optionen hinzufügen.
SIGUARD PDP – Version Update
7KE6043
Update auf die neueste Software-Version, für bestehende Installationen (enthält keine Lizenzen)
SIGUARD PDP

Eigenschaften

  • Phasor Data Processor nach IEEE C37.118 Standard
  • 2 auswählbare Überwachungsarten:
        - Online-Modus: Analyse des aktuellen Netzzustands
        - Offline-Modus: Analyse von vergangenen Ereignissen
  • Zeigeransicht oder Time-Chart-Ansicht für alle Phasoren wählbar
  • Berechnung und Anzeige der Power-System-Status-Kurve
  • Intelligente Funktionen zur Problemanzeige und -analyse (z.B.Pendelerkennung, Inselerkennung, Kurzschlusserkennung)
  • Systemüberwachung inkl. Kommunikationsverbindungen und PMU-Status
  • Implementierung von Wide Area Protection Schemes basierend auf PMU-Daten
  • Geografische Übersicht
  • Basis für die schnelle Berichterstellung nach Störungen
  • Flexible Analyse durch, in das UI integrierte, Formeleditor zur spontanen Verknüpfung von Messwerten
  • Online änderbare Grenzwerte
  • Verteilte Architektur mit Windows Server 2019 für 1 oder 2 Server und mit Windows 10 Pro für Workstationen
  • Möglichkeit der zentralen Datenpflege für Haupt- und Notleitstelle (Multisite)

Funktionen

Applikationen zur automatischen und konfigurierbaren Echtzeit-Datenanalyse der PMU Datenströme:

  • Erkennung des Zerfalls des Systems in mehrere isolierte Inseln, basierend auf Frequenzwerten (Island State Detection)
  • Echtzeitnahe Erkennung von Wirkleistungs-Pendelungen, Auswertung hinsichtlich Frequenz, Amplitude, Dämpfungsverhältnis, Gefährdungsgrad und Kohärenz der Schwingung, für mehrere Moden gleichzeitig, basierend auf Fast-Fourier-Analyse (Power Swing Recognition)
  • Phasengenaue Kurzschlusserkennung, basierend auf dem charakteristischen Verlauf von Strom und Spannung (Short Circuit Detection)
  • Erkennung des Ausfalls größerer Erzeuger- oder Verbrauchereinheiten, basierend auf der Netzfrequenz (Generation or Demand Loss)
  • Intuitive und anpassbare Bedienoberfläche mit patentierter Darstellung des Gesamtzustands als einfache Trendkurve
  • Berechnung abgeleiteter Größen wie Spannungswinkeldifferenz, Wirk-, Blind- und Scheinleistung, Mit-, Gegen- und Nullsystemspannungen und -ströme, Änderungsgradienten und viele weitere
  • Grenzwertüberwachung aller gemessenen und berechneten Größen
  • Archivierung aller gemessenen und berechneten Größen sowie aller Applikationsergebnisse für eine konfigurierbare Dauer in einem Ringspeicher.
  • Speicherung besonderer Ereignisse in einem Permanentspeicher nach Anwenderwunsch oder automatisch über konfigurierbare Kriterien.
  • Kompression der Archivdaten für eine schnelle Darstellung von archivierten Daten über einen langen Zeitbereich in der Bedienoberfläche
  • Kommunikationsschnittstellen für den Export von PMU-Daten zu anderen IT-Systemen
    – IEEE C37.118 zur Anbindung von PDCs auf einer höheren Ebene oder zum Datenaustausch
       mit Phasor Datenkonzentratoren (PDCs) von benachbarten Netz betreibern
    – IEC 60870-5-104 slave und/oder ICCP Tase.2 zur Anbindung von SCADA/EMS/DMS-Systemen
    – OPC DA zur Anbindung von Automatisierungssystemen
  • Alarmierung des Personals durch E-Mail
  • Export von Archivdaten in CSV und COMTRADE
  • Bereitstellung einer Programmierschnittstelle (API) für die kundeneigene Entwicklung von Applikationen basierend auf PMU-Daten

Anwendungsbereiche

  • Phasor-Datenkonzentrator (PDC) zur zeitlichen Synchronisierung aller Datenpakete der PMUs
  • Echtzeit-Datenanalyse der PMU-Datenströme auf kritische Zustände zur Unterstützung des Leitstellenpersonals und der Schutzexperten als integrierte Applikationen in SIGUARD PDP
  • Analyse besonderer Vorkommnisse durch Netzschutz-Experten und Netzplaner
  • Verifikation von dynamischen Netzmodellen
  • Systemschutz basierend auf PMU-Daten (Wide Area Protection)

Vorteile

  • Schnelle Erfassung von Ereignissen und Trends in Netzen mit fluktuierenden Lastflüssen oder stark belasteten Leitungen, die mit herkömmlichen Systemen nicht oder zu spät erkannt werden.
  • Umfangreiche Unterstützung bei der Analyse von besonderen Ereignissen
  • Investitionsentscheidungen für neue Betriebsmittel basierend auf fundierten dynamischen Messungen
  • Überprüfung und Optimierung von Schutzeinstellungen anhand der gemessenen dynamischen Vorgänge
  • Sicheres Investment durch einfache Funktionserweiterung der skalierbaren Software und kontinuierliche Aktualisierung (Evergreen-Konzept)
  • Vermeidung von teurem und langwierigem Netzausbau durch höhere Auslastung vorhandener Netzkapazitäten nach Implementierung eines Wide Area Protection Schemes
Downloads

Downloads