HARMONIKA PQ

System zur Stromqualitätsüberwachung und Regelung

Ziele

Eine Schätzung der landesweiten wirtschaftlichen Auswirkungen von Störungen der Stromqualität ergibt Verluste im zwei- bis dreistelligen Milliardenbereich. Dies stellt die hauptsächliche Triebkraft hinter Stromqualitäts-Managementsystemen dar, die weltweit im Bereich Energieversorgung eingesetzt werden.

Das Stromqualitätsüberwachungs- und Regelsystem Harmonika (PQ Harmonika) bietet:

  • Überwachung von Stromqualität-Leistungsindizes;
  • Evaluierung von Störungsgraden und Stromqualitäts-Abweichungen an individuellen Stromversorgungspunkten im überwachten Netz;
  • Analyse der Auswirkungen der Stromqualität auf den Betrieb von Übertragungs- und Verteilnetzen sowie Industrie- und Verbrauchernetzen;
  • Unterstützung der Bestimmung von Methoden zur Steigerung der Stromqualität und der Entwicklungsphase von technischen Ressourcen zur Implementierung dieser Methoden.

«PQ Harmonika» ermöglicht es, die Ursachen abnormaler Stromqualitätsstörungen aus den Rohdaten zu bestimmen, eine Zuverlässigkeitsanalyse der Stromversorgung durchzuführen, die Auswirkungen auf leitende Betriebsmittel zu diagnostizieren und wirksame Maßnahmen zur Verbesserung der Stromqualität zu bestimmen.

Anwendungsbereich

Das «PQ Harmonika»-System ist hochgradig skalierbar und kann für folgende Anwendungen genutzt werden:

  • Übertragungs- und Verteilnetze;
  • Netze von Infrastrukturunternehmen (Schienentransport, Öl und Gas) und Industrie;
  • Kommunale/städtische und unabhängige Versorgungsunternehmen.

Grundfunktionen

«PQ Harmonika» bietet:

  • Fortlaufende Messungen (einschließlich Stromqualität-Indizes) in einem breiten Spannungsbereich von 0,4 bis 1150 kV sowohl über stationäre als auch mobile GPS/GLONASS-Messgeräte;
  • Erfassung, Kontrolle sowie Archivierung der Messdaten und Übertragung von der Umspannwerk-Ebene auf Schaltzentralenebene;
  • Erstellung statistischer Merkmale der Stromqualität-Indizes und Erstellung standardisierter Berichte;
  • Automatische Analyse der Rohdaten, um mögliche Ursachen einer abnormalen Stromqualität im Stromnetz zu erkennen;
  • Modellierung und Stromsystem-Analyse auf Grundlage von Stromqualitätsstörungs-Messungen zur Evaluierung der Auswirkungen des Systems auf die Übertragungseffizienz und Stromausfälle und zur Entwicklung von Methoden, um die Stromqualität-Indizes innerhalb festgelegter Grenzen zu halten;
  • Darstellung aktueller und archivierter Stromqualitätsmessungen, deren Merkmale und der Ergebnisse statistischer Rohdatenanalysen;
  • Berechnung und Entwurf von Filtergeräten, Systemkonfigurationen und Betriebspläne zur Verbesserung der Stromqualität.

Erweiterte Analysefunktionen

«PQ Harmonika» umfasst Softwarepakete für erweiterte Analysen. Diese werden zur Simulation der Stromnetzmodi verwendet, wobei die Auswirkungen von Störungen berücksichtigt werden. Durch die Netzanalyse gemäß der Stromqualitäts-Überwachung kann ein Energieversorger eine Schätzung der Auswirkungen von Stromqualitätsstörungen im Netz erstellen und deren Auswirkungen auf die Geschäftsprozesse von Stromnetz- und Industrieunternehmen bewerten.

Architektur

Bei «PQ Harmonika» handelt es sich um ein verteiltes Mess- und Regelsystem auf mehreren Ebenen, das in Umspannwerken und Verteilerpunkten installiert wird. Umspannwerke mit einer großen Anzahl von Stromqualität-Messgeräten können auf spezialisierte Controller zur Erhebung, Verarbeitung und Speicherung der Primärdaten umgerüstet werden. Die Erfassung und Übertragung von Daten der Messgeräte des Umspannwerks an das Kontrollzentrum wird über ein Steuersystem geregelt, wobei zudem eine analytische Datenverarbeitung und eine Langzeit-Archivierung vorgenommen wird. Der DC übernimmt die Berechnung der allgemeinen Stromqualitätseigenschaften des Umspannwerks oder des gesamten Netzbereiches, erkennt und analysiert Ereignisse wie Stromausfälle, Überlastungen, Spannungsunterbrechungen und führt zudem statistische Datenanalysen über längere Zeiträume hinweg (bis zu einem Monat, einem Jahr oder mehr) durch.

Zudem wird auf oberster Systemebene eine Modellierung der elektrischen Betriebsmodi ausgeführt und die kombinierten Effekte der Stromqualität auf die Geschäftsprozesse von Netzbetreibern und Stromkunden bewertet.

Architektur und Basisoptionen des PQ Harmonika-Systems:

  • Beispiel 1 für größere Versorger auf Grundlage von Hochspannungs-Umspannwerken, die von Netzleitstellen gesteuert werden (siehe Abbildung);
  • Beispiel 2 für lokale Netze, bei denen kleine Stromanlagen mit mehreren Stromqualitäts-Kontrollzentren kombiniert werden, einschließlich Stromqualität, Messgeräten und Datenerhebungsservern zur Verarbeitung, Analyse und Berichterstattung.

Integrationsfähigkeiten

Für weiteren Datenaustausch verfügt PQ Harmonika über ausgefeilte Integrationsmöglichkeiten für SCADA, Kundeninformationssysteme, Marktmanagement, Stromsystemplanungs- und Betriebstools und Asset-Managementsysteme. Die Integration basiert auf der Verwendung von IEC CIM (Common Information Model).

Vorteile

  • Zentralisierte Erfassung, Kontrolle und Archivierung der Stromqualitätsdaten mittels Remote-Zugriff über Internettechnik;
  • Zeitsynchronisierung aller Messgeräte zur Qualitätsbewertung;
  • Berechnung und Visualisierung der Stromqualitäts-Indizes bezüglich Energieausnutzung für aktuelle und gespeicherte Stromqualitäts-Parameterdaten auf der Umspannwerk-Ebene und für Bereiche des Netzes;
  • Gewährleistung des Datenaustauschs mit verwandten Informationssystemen in Kontrollzentren und Umspannwerken;
  • Verwendung einer CIM-basierten Integrationsplattform zur Systemdatenverwaltung und Konfiguration;
  • Remote-Diagnose und Konfiguration der Messgeräte vom Kontrollzentrum aus;
  • Gewährleistung der Informationssicherheit gemäß einschlägiger Anforderungen;
  • Grundlegende Funktionen zur Verarbeitung der Messdaten:
    • Automatische Berichterstellung für systemumfassende Stromqualitäts-Indizes auf Kontrollzentrum-Ebene;
    • Berechnung der Korrelation zwischen den an verschiedenen Punkten im Netz gemessenen Parameter;
    • Erkennung der integrierten Stromqualitäts-Bewertungen des Umspannwerks oder Netzbereichs
    • Nutzung von Umspannwerk-Ereignisprotokollen und Schaltvorgängen, um Korrelationen mit Stromqualitätsstörungen im Netz zu erkennen.
  • Erweiterte Funktionen zur Netzanalyse der Auswirkungen von Stromqualitätsstörungen:
    • Berechnung und Simulation des Stromnetzes mit der Fähigkeit, SCADA-Systeme zur Betriebstelemetrie zu nutzen;
    • Festlegung der Netzanschlussregeln für Neukunden gemäß der Stromqualitäts-Anforderungen am Stromversorgungspunkt;
    • Evaluierung von Stromqualitäts-Verschlechterung durch Symmetrieverzerrung und Oberwellen;
    • Berechnung von Stromversorgungs-Zuverlässigkeitsindizes;
    • Entwurf und Parameter-Verifizierung für Oberwellenfilter;
    • Evaluierung der maximal zulässigen Spannungseinbrüche bei kritischen Kunden;
    • Bestimmung einer Spannungs-Regelstrategie an der Entnahmestelle, um Spannungsabweichungen bei Endkunden innerhalb der Grenzwerte zu halten;
    • Dynamische Erkennung von Knoten mit potenziellen Spannungsresonanzproblemen;
    • Analyse der Auswirkung der Stromqualität auf die Geräteleistung;
  • Implementierung eines Datenaustauschs zur Stromqualität mit benachbarten Teilnehmern auf dem Strommarkt;
  • Flexible Architektur zur Lösung von Stromqualitäts-Managementproblemen innerhalb diverser unternehmerischer und technischer Rahmen und Grenzen.
  • Umfassende, komplexe Lösung für das Stromqualitäts-Management, von Geräteüberwachung auf der Umspannwerk-Ebene, um Stromqualitäts-Rohdaten zu bewerten und Stromqualitäts-Überwachungspunkte im Netz optimal platzieren zu können, bis hin zur Aufstellung des Systems und der Mitarbeiterschulung.
  • Integration von Stromqualitäts-Messgeräten von Drittanbietern über Standardprotokolle.
  • "Schlüsselfertige" Aufstellung von PQ Harmonika-Komponenten auf den Ebenen Umspannwerk und Kontrollzentrum.
  • Analyse von stromführenden Systemen auf Stromqualitätsstörungen im Hinblick auf die wirtschaftlichen Auswirkungen auf die Geschäftsprozesse des Kunden.

Dienstleistungen von RTSoft

  • Umfassende, komplexe Lösung für das Stromqualitäts-Management, von Geräteüberwachung auf der Umspannwerk-Ebene, um Stromqualitäts-Rohdaten zu bewerten und Stromqualitäts-Überwachungspunkte im Netz optimal platzieren zu können, bis hin zur Aufstellung des Systems und der Mitarbeiterschulung.
  • Integration von Stromqualitäts-Messgeräten von Drittanbietern über Standardprotokolle.
  • "Schlüsselfertige" Aufstellung von «PQ Harmonika» -Komponenten auf den Ebenen Umspannwerk und Kontrollzentrum. 
  • Analyse von stromführenden Systemen auf Stromqualitätsstörungen im Hinblick auf die wirtschaftlichen Auswirkungen auf die Geschäftsprozesse des Kunden.

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