114
Systemy kontroli i sterowania w sieciach elektroenergetycznych
Przykłady możliwych do wykorzystania kompensatorów statycznych
włączanych równolegle:
• statyczny kompensator synchroniczny STATCOM (z ang.
Static
Synchronous Compensator
),
• statyczny kompensator mocy biernej SVC (z ang.
Static Var
Compensator
).
W kompensatorach włączanych równolegle do sieci, w których tyry-
story służą jedynie do załączania kondensatorów o określonej pojem-
ności, w szereg z kondensatorami włącza się cewkę. W przypadku
kompensatorów, w których następuje tyrystorowe wiązanie określo-
nej liczby (impedancji) cewek lub kondensatorów zebranych w banku
takich elementów, tyrystorami jedynie uruchamia się potrzebną liczbę
elementów, bez sterowania kątem ich załączenia. Kompensatory są
urządzeniami trójfazowymi – przy urządzeniach włączanych równole-
gle układy dla poszczególnych faz połączone są ze sobą w trójkąt lub
w gwiazdę.
x x x
Statyczne kompensatory mocy biernej SVC
Statyczne kompensatory mocy biernej SVC (z ang.
Static Var Com-
pensator
) to zestawy szybko działających urządzeń, służących do
dostarczania mocy biernej do sieci przesyłowych wysokich i najwyż-
szych napięć. W przeciwieństwie do tradycyjnych sposobów kompen-
sacji, SVC nie są wyposażone w ruchome części ani elementy mecha-
niczne, za wyjątkiem rozdzielni wewnętrznej.
Kompensator SVC automatycznie dopasowuje impedancję, aby
w danym obwodzie spowodować zmianę współczynnika mocy
cos
j
i zbliżyć go do jedności. Najczęściej stosuję się go w dwóch
przypadkach:
• zostaje podłączony do sieci przesyłowych (z ang.
Transmission SVC),
aby regulował wartość napięcia. Jeżeli w sieci dominują obciążenia
o charakterze pojemnościowym, wtedy kompensator użyje cewek uru-
chamianych tyrystorowo, które pobierają moc bierną i przyczyniają się
do obniżenia wartości napięcia.
W przypadku gdy obciążenia mają charakter indukcyjny, urzą-
dzenie automatycznie załączy określony bank kondensatorów, aby
zwiększyć napięcie sieci. Można zatem powiedzieć, że reaktancja
kompensatora jest zmienna i dopasowuje się do aktualnego obcią-
żenia sieci.
• zostaje zainstalowany w pobliżu dużych obciążeń przemysłowych
(z ang.
Industrial SVC
) w celu poprawy jakości dostarczanej energii
elektrycznej. W takich zastosowaniach kompensatory zazwyczaj
przyłączane są do szybkozmiennych obciążeń, takich jak piece
łukowe, których działanie może powodować szybkie zmiany wartości
napięcia w sieci, co dalej negatywnie objawiałoby się u innych
odbiorców.
x x x
WAMS
Rozległy lub wielkoobszarowy system pomiarowy (z ang.
Wide
Area Measurement System
), umożliwiający pozyskanie szczegóło-
wej informacji o pracy systemu elektroenergetycznego. Składa
się on z urządzeń PMU (z ang.
Phasor Measurement Unit
), które
dokonują wielu pomiarów (ok. 20–60 próbek na sekundę), tzw.
fazorów, czyli napięć i prądów jako liczb zespolonych i za pośredni-
ctwem koncentratorów danych PDC (z ang.
Phasor Data Concen-
trator
) przesyłają zebrane informacje do odpowiednich dyspozytorni
i centrów.
x x x
Inteligentne sieci elektroenergetyczne
Inteligentne sieci elektroenergetyczne (z ang.
smart grids
) to sieci,
w których zainstalowano zaawansowane urządzenia elektroniczne
i technologie telekomunikacyjne, służące do poprawy sterowania
pracą sieci oraz zarządzania energią. Umożliwiają przyłączanie do
mikrogeneratorów (na poziomie niskiego napięcia), zasobników ener-
gii oraz pozwalają zarządzać urządzeniami domowymi znajdującymi
się „za licznikiem” w poszczególnych gospodarstwach domowych.
Technologie wdrażane jako elementy inteligentnej sieci ułatwiają ste-
rowanie jej pracą, skracają czas trwania awarii, automatyzują pracę
sieci, umożliwiają łatwiejszą regulację wartości napięć, ułatwiają kom-
pensację mocy biernej, dostarczają narzędzi potrzebnych do zarządza-
nia zapotrzebowaniem na energię w sytuacjach awaryjnych lub w przy-
padku zagrożenia wystąpienia deficytu mocy w systemie. Dodatkowo
dzięki zastosowaniu wielu czujników, mierników i liczników dostarczają
informacji o bieżącym stanie sieci, a odpowiednie algorytmy pomagają
przewidywać, jak mogą rozwinąć się sytuacje nietypowe, co pozwala
z wyprzedzeniem planować pewne działania operatorskie. Ze względu
na dostępność wielu danych możliwe jest uzyskanie informacji o stop-
niu obciążenia poszczególnych elementów systemu oraz o ewentual-
nych efektach i zmianach, jeżeli doszłoby do wyłączenia bądź uszko-
dzenia transformatora lub linii. Dodatkowo umożliwiają pozyskanie
informacji o stanie i kondycji poszczególnych urządzeń sieciowych oraz
przewidywanie ich awarii, co pozwala na oszacowanie czasu bezawa-
ryjnej pracy i wyznaczenie terminu przeprowadzenia konserwacji.
x x x
Smart Metering
Inteligentne systemy pomiarowe to elektroniczne liczniki energii elek-
trycznej, wyposażone w moduły komunikacyjne, umożliwiające dwu-
kierunkową łączność, a także niezbędna infrastruktura telekomu-
nikacyjna, serwery bazy danych oraz aplikacje do przetwarzania
i wykorzystania zebranych informacji. Zazwyczaj inteligentne liczniki
energii pozwalają na realizację następujących funkcji (również zdalnie):
• zmianę taryfy rozliczeniowej,
• zmianę sposobu rozliczania (kredytowego lub przedpłatowego),
wraz z możliwością dodania dokupionego przez odbiorcę pakietu
energii,
• włączanie i wyłączanie zasilania u odbiorcy,
• konfigurację i diagnostykę,
• rejestrowanie danych pomiarowych i zdarzeń,
• automatyczne wysyłanie alarmów informujących o wystąpieniu bar-
dzo istotnych zdarzeń,
• kontrolę mocy umownej,
• możliwość czasowego znacznego obniżenia mocy umownej w sytu-
acjach zagrożenia pracy systemu elektroenergetycznego,
• współpracę z urządzeniami domowymi w zakresie sterowania
ich pracą.
x x x
Podsumowanie
Postępująca informatyzacja instytucji i całego społeczeństwa przyczyni
się w najbliższym czasie również do zinformatyzowania systemu elek-
troenergetycznego. Odpowiednie systemy i urządzenia ułatwią jego
niezawodną pracę oraz pozwolą na osiągnięcie oszczędności finan-
sowych w tych obszarach, gdzie jest to możliwe. Podniesienie stopnia
cyfryzacji elektroenergetyki jednak zwiększy jej podatność na cybe-
rataki, co nie przesłania korzyści płynących z informatyzacji.
