1

Mr. sc. Ivan Goran Kuliš Mr.sc. Ante Martinić Domagoj Peharda Končar KET Končar KET Končar KET ivan.kulis@koncar-ket.hr ante.martinić@koncar-ket.hr domagoj.peharda@koncar-ket.hr Tomislav Stupić Antun Andrić Krešimir Mesić Končar KET HEP-OPS HEP-OPS tomislav.stupic@koncar-ket.hr antun.andric@hep.hr kresimir.mesic@hep.hr

PRIKAZ NOVOG EMS-a u NDC-u HEP-OPS-a

SAŽETAK U članku se prikazuju arhitektura i funkcije novog sustava Energy Management System (EMS;

Sustav za nadzor, upravljanje i optimiranje rada elektroenergetskog sustava), koji će se implementirati u Nacionalnom dispečerskom centru (NDC) HEP-OPS-a.

EMS je u svom radu usko vezan na SCADA sustav i stoga se instalira na zajedničke poslužitelje u redundantnoj konfiguraciji u NDC-u. U segmentu stvarnog vremena EMS obrađuje SCADA sustavom prikupljene podatke iz baze podataka u stvarnom vremenu. EMS se u stvarnom vremenu izvršava ciklički prema odabranoj postavci vremena od strane operatera, na promjenu uklopnog stanja u mreži te na zahtjev operatera. Pregled rezultata EMS aplikacija spremljenih u povijesnoj bazi podataka (UDW, Utility Data Warehouse) i pokretanje EMS funkcija s povijesnim podacima (studijski način rada) radi analiza, ispitivanja i održavanja moguć je, kako iz NDC-a tako i iz sva četiri mrežna centra korištenjem WS500 Thin Client-a preko web sučelja.

EMS sustav sastoji se od slijedno izvršivih modula, koji se mogu podijeliti u tri osnovne cjeline. Prva cjelina se sastoji od modula za upravljanje radom EMS aplikacija, dohvat mjernih podataka i indikacija iz SCADA baze podataka, ažuriranje dinamičkih ulaznih podataka, izradu gransko orijentiranog topološkog modela mreže te izračun pojedinačnih opterećenja mreže. Druga cjelina se sastoji od modula za procjenu stanja (estimaciju stanja) i modula za izračun tokova snaga. Treća cjelina se sastoji od modula za: naponski plan odnosno optimizaciju tokova jalove snage s obzirom na gubitke i sigurnost sustava, analizu sigurnosti sustava (N-1 analizu), izračun mjera za poboljšanje sigurnosti pogona sustava, proračun naponske stabilnosti sustava, izračun struja kratkih spojeva, izračun optimalnih tokova snaga te prognozu zagušenja u sustavu odnosno provjeru izvodljivosti planova.

Ključne riječi: EMS, procjena stanja, izvodljivost, MMS DESCRIPTION OF NEW EMS IN HEP-TSO’s DISPATCHING CENTERE SUMMARY System architecture and functionalities of the new Energy Management System which will be

implemented in the HEP-TSO’s dispatching centre are described in this article. EMS is strictly bounded with the SCADA system, so they are installed at the same servers in the

redundant configuration. In the real time, EMS processes data telemetered by SCADA and runs periodically (according to the specified time by the operator), upon system topology change and on demand. EMS application results are stored in the UDW. EMS analysis using archived data (study mode) can be conducted from national dispatching centre and also, from four regional dispatching centres trough web using WS500 Thin Client.

EMS is composed of modules conducted in the sequence. These modules can be divided in three groups. First group is composed of modules for EMS application control, telemetered data retrieval form SCADA real time database, dynamic input data update, network model builder and load scheduling.

9. simpozij o sustavu vođenja EES-a Zadar, 8. – 10. studenoga 2010.

HRVATSKI OGRANAK MEĐUNARODNOG VIJEĆA ZA VELIKE ELEKTROENERGETSKE SUSTAVE – CIGRÉ

2

Second group is composed of modules for state estimation and dispatcher power flow analysis. Third group is composed of modules for voltage scheduling, security analysis, secure dispatching control, voltage stability analysis, short circuit analysis, optimal power flow analysis and congestion forecast.

Key words: EMS, state estimation, congestion forecast, MMS 1. UVOD Kroz projekt „Funkcije vođenja EES-a“ implementiraju se informacijski sustavi za potporu

poslovnim procesima Operatora prijenosnog sustava HEP-a [1]. Ti informacijski sustavi trebaju osigurati stabilno, sigurno i ekonomski optimalno vođenje EES-a, od planiranja, vođenja sustava u stvarnom vremenu do obračuna i naplate. Kroz projekt se integriraju različiti sustavi s ciljevima omogućavanja automatizacije poslovnih procesa i nesmetanog učinkovitog odvijanja aktivnosti, integracije inženjerskih i tržišnih odnosno financijskih podataka, osiguranja pouzdanosti i konzistencije podatka te stvaranja osnova za analize i poslovno odlučivanje.

U okviru projekta, između ostalog, potrebno je napraviti zamjenu postojećeg EMS sustava; koji ima primijenjene funkcije: procjene stanja, proračuna struja kratkog spoja, N-1 analiza, N-1 izvješća, provjere izvodljivosti plana rada sustava, izrade DACF datoteka u 24 satnoj rezoluciji (UCTE format V02), izvoza podataka u PTI raw format (v31); u Nacionalnom dispečerskom centru uz primjenu dodatnih funkcija. Implementacija funkcija novog EMS-a se najvećim dijelom zasniva na platformi Network Manager. Funkcije koje je potrebno primijeniti su slijedeće:

• Izgradnja modela mreže (eng. Network Model Builder) • Planiranje opterećenja sabirnica, proizvodnje i regulacije (eng. Bus, Load, Generation and

Regulation Scheduler Function) • Ažuriranje mrežnih parametara (eng. Network Parameter Update) • Procjena stanja (eng. State Estimation) • Analiza sigurnosti (eng. Security Analysis) • Optimalni tokovi snaga (eng. Optimal Power Flow) • Proračun struja kratkog spoja (eng. Short Circuit Analysis) • Sigurnosno ograničeni dispečing (eng. Security Constrained Dispatch) • Osjetljivost mreže (eng. Network Sensitivity) • Analiza naponske stabilnosti (eng. Voltage Stability Analysis) • Regulacija i optimiranje napona i tokova jalove snage (eng. Voltage VAR Control and

Optimization/Voltage Scheduler) • Dispečerski tokovi snaga (eng. Dispatcher Power Flow) • Analiza prijelazne stabilnosti (eng. Transient Stability Analysis) • Provjera izvodljivosti plana rada sustava, planiranje gubitaka u prijenosnoj mreži, N-1

izvješća, • Izvoz podataka u PTI raw format (v31) – PSS/E raw format 2. PRIKAZ RAČUNALNOG I MREŽNOG SMJEŠTAJA NOVOG EMS SUSTAVA U NDC-u 2.1. Konfiguracija sustava u NDC-u Konfiguracija upravljačkih centara HEP-OPS-a temelji se na konceptu 4+1+1 i sastoji se od:

• Nacionalnog Dispečerskog Centar - NDC • 4 Mrežna Centra (Zagreb, Rijeka, Split i Osijek) – MC-ovi • Rezervnog NDC-a

Upravljački centri su međusobno spojeni preko mreže WAN (eng. Wide Area Network - WAN). Komunikacija sustava unutar svakog od centara temeljiti će se na udvojenoj lokalnoj mreži (eng. Local Area Network - LAN) [1].

Sve daljinske stanice, stanična računala te procesne stanice distribuiranih sustava upravljanja (eng. Distributed Control System – DCS) u HE (za potrebe sekundarne regulacije snage razmjene i frekvencije) spojene su na isti WAN. Za razmjenu podataka između upravljačkih centra i objekata koristi se standardni protokol IEC 60870-5-104.

Informatički sustav u NDC-u podijeljen je u tri logička segmenta: a) Segment aplikacija stvarnog vremena

3

i) SCADA (dio sustava ABB Network Manager; sadrži funkcije: razmjena podataka s MC-ovima, dinamičko bojanje, alat za naprednu vizualizaciju EES-a (eng. Dynamic Contour Colouring - DCC)

ii) Povijesna baza podataka – HIS (dio sustava ABB Network Manager, eng. Utility Data Warehouse - UDW)

iii) Energy Management System1 (dio sustava ABB Network Manager; sadrži funkcije: procjena stanja, analiza sigurnosti, proračun kratkog spoja, regulacija i optimiranje napona i tokova jalove snage, optimalni tokovi snaga, analiza naponske stabilnosti, analiza tranzijentne stabilnosti)

iv) Automatska regulacija proizvodnje (dio sustava ABB Network Manager; eng. Automatic Generation Control – AGC)

v) Sustav za provjeru izvodljivosti planova (dio sustava ABB Network Manager; eng. Congestion Forecast - CF)

vi) Web poslužitelj za pristup SCADA i EMS aplikacijama (dio sustava ABB Network Manager; Web Access – WS500 Thin Client)

vii) Alati za administraciju i inženjering SCADA/EMS/AGC podataka (dio sustava ABB Network Manager; DE400, PED500)

viii) TASE.2 Gateway EH (postojeći) ix) TASE.2 Gateway Non EH (postojeći) x) Sustav mjerenja izvan SDV-a (postojeći s nadogradnjama) xi) Sustav nadzora EES-a u realnom vremenu (eng. Wide Area Monitoring System – WAMS;

postojeći s nadogradnjama) xii) Sustav za analizu prijelazne stabilnosti (eng. Transient Security Assessment Tool - TSAT) xiii) Sustav za upravljanje energijom vjetra xiv) Sustav za praćenje atmosferskih pražnjenja

b) Segment aplikacija za potporu poslovnom procesu i) Aplikacije za planiranje ii) Aplikacije za nabavu/prodaju energije iii) Aplikacije za obračun iv) Sustav obračunskih mjerenja v) Skladište podataka (eng. Data Warehouse - DW) vi) Baza podataka za zajednički model podataka (eng. Common Data Model - CDM); temeljena

na CIM modelu) vii) Web portal

c) Segment za podršku vanjskim korisnicima i) Ovaj segment omogućava podršku B2B komunikaciji s vanjskim korisnicima. Vanjskim

korisnicima je omogućen pristup sustavima za potporu poslovnom procesu i to preko HEP-ove poslovne mreže LAN/WAN i preko interneta.

Na slici 1 prikazana ja globalna shema sustava vođenja u HEP-OPS-u, a na slici 2 je prikazana blok shema sustava u NDC-u.

2.2. Konfiguracija Network Manager sustava u NDC-u Svi poslužitelji Network Manager sustava su u redundantnoj konfiguraciji. Poslužiteljske

komponente su: • SCADA, EMS, AGC – su zbog optimalnih performansi sustava smješteni na istom

poslužitelju; na ovom poslužitelju nalaziti će se programski modul namijenjen prikupljanju podataka s objekata bilo preko pripadajućih MC-a ili izravno (moguće dinamički određivati uz poštivanje autorizacijskih koncepata)

• CF – sustav za provjeru izvodljivosti smješten je na zasebnom poslužitelju, a povezan je s EMS-om, UDW-om i MMS-om

• UDW – sadržava arhivske podatke sustava • WS500 Thin Client Server - namijenjen udaljenom pristupu funkcijama Network Manager

sustava; koristi se za udaljeni pristup vanjskih korisnika EMS funkcijama i za potrebe MMS-a

• DE400 – namijenjen je inženjeringu podataka za sustave SCADA, EMS, AGC; koristi se za centralni inženjering podataka u NDC-u i u MC-ovima (primjenom udaljenih DE klijenata)

1 Instalira se samo u NDC-u.

4

Slika 1: Globalna shema sustava vođenja u HEP-OPS-u

Slika 2: Blok shema sustava u NDC-u Radne stanice:

• WS500 operaterske radne stanice • DE400 i PED500 radne stanice za cjelokupan inženjering podataka i za napredne

grafičke modifikacije slika generiranih kroz DE400

NDC

MC Split

Mrežni uređaji

MMS

Planiranje

Praćenje prekograničnih

prijenosnih moći

Planiranje rada sustava

Planiranje gubitaka u prijenosnoj mreži

Planiranje radova

Planiranje nabave

Prognoziranje opterećenja

Sustav za upravljanje

energijom vjetra

Nabava / Prodaja

Dodjela prekograničnih

prijenosnih moći

Nabava rezervi

Nabava energije

uravnoteženja

Nabava energije za pokrivanje gubitaka

Obračun

Obračun prijenosnih gubitaka na međunarodnim vodovima

Obračun za nabavu energije za pokrivanje gubitaka

Obračun i naplata za alocirani prijenosni kapacitet

Obračun neželjenih odstupanja kontrolnih područja / blokova

izrada i usuglašavanje kompenzacijskih programa

Obračun energije uravnoteženja za SOZO

Obračun za otklanjanje zagušenja

Usuglašavanje prijenosnih gubitaka na međunarodnim

vodovima

Obračun troškova (energija uravnoteženja, pomoćne usluge

sustava)

Network Manager

SCADA

Povijesna baza podataka

AGC

EMS

Estimator stanja Analiza sigurnosti

Proračun kratkog spoja

Regulacija i optimiranje

napona i tokova jalove snage

Optimalni tokovi snaga

Analiza naponske stabilnosti

Web Access

Centralna administracija SCADA/EMS/AGC

Sustav za praćenje

atmosferskih pražnjenja

Skladište podataka

Network Manager

SCADA

Povijesna baza podataka

Web Access

Daljinski pristup za centralnu

administraciju SCADA/EMS/AGC

Inteligentna obrada alarma

Daljinski pristup EMS funkcijama

Sustav mjerenja

izvan SDV-a

Data Mart

Web Portal

TASE.2 Gateway NonEH

Sustav mjerenja

izvan SDV-a

TASE.2 Gateway EH

WAMS

Zajednički model podataka

Analiza trenzijentne stabilnosti

Rezervni NDC Network Manager

SCADA

AGCSustav mjerenja

izvan SDV-a Povijesna baza podataka

TASE.2 Gateway EH

Catalist 6500

ASA 5520

IPS 4260

MC Zagreb

Mrežni uređaji

Network Manager

SCADA

Povijesna baza podataka

Web Access

Daljinski pristup za centralnu

administraciju SCADA/EMS/AGC

Inteligentna obrada alarma

Daljinski pristup EMS funkcijama

Sustav mjerenja

izvan SDV-a

Data Mart

ObjektiPrP Zagreb

Web Portal

Catalist 6500

ASA 5520

IPS 4260

MC Osijek

Mrežni uređaji

Network Manager

SCADA

Povijesna baza podataka

Web Access

Daljinski pristup za centralnu

administraciju SCADA/EMS/AGC

Inteligentna obrada alarma

Daljinski pristup EMS funkcijama

Sustav mjerenja

izvan SDV-a

Data Mart

Web Portal

Catalist 6500

ASA 5520

IPS 4260

MC Rijeka

Mrežni uređaji

Network Manager

SCADA

Povijesna baza podataka

Web Access

Daljinski pristup za centralnu

administraciju SCADA/EMS/AGC

Inteligentna obrada alarma

Daljinski pristup EMS funkcijama

Sustav mjerenja

izvan SDV-a

Data Mart

ObjektiPrP Rijeka

Web Portal

Catalist 6500

ASA 5520

IPS 4260

Poslužitelj za sinkronizaciju

vremena

Poslužitelj za sinkronizaciju vremena

Web Portal

Mrežni uređaji

Catalist 6500

ASA 5520

IPS 4260

MARS 20

PROGRAMI ZA UPRAVLJANJE MREŽOM I SIGURNOŠĆU

CiscoWorks

Cisco Security Manager

Cisco Security Agent Manager

Nagios

Microsoft SMS

ActiveDirectoryPKI

TrendMicro antivirus

Sustav obračunskih

mjerenja

Upravljanje i nadzor mreže i ostalih sustava

Razmjena podataka prema Multisite konceptu

Skladištenje podataka

Objekti u sustavu AGC

ReplikacijaVideo zid

Network Manager

Simulator za obuku operatera

Razmjena podataka za OTS

ObjektiPrP Split

ObjektiPrP Osijek

CF

Data Warehouse

AGCEMS

SCADA

UDW

Web Access (WS500

ThinClient)

ABB Network Manager

Web Portal (IBM Web Sphere)

IBM Message Broker

Web Services/XML

CDM

Web Services/XML

Planiranje

OTS

Web Services/XML

Obračun

Prodaja i nabava energije i

prijenosnih kapaciteta

Web Services/XML

Web Services/XML

MMS

Web Services/XML

Adapter

Sustav mjerenja izvan

SDV-a

Praćenje atmosferskih pražnjenja

Web Services/XML

Upravljanje energijom

vjetra

Web Services/XML

TASE.2 EH

TASE.2 NonEH

LAN: OPC

Obračunska mjerenja

(Advance)

Web Services/XML

Adapter AdapterAdapter

PMU

Sustav za vrijeme i frekvenciju

(MTC)

GPS

Web Services/XML

Data Engineering

(DE400, PED500)

Video zid

MC Zagreb

ABB Network ManagerWAN

Analiza tranzijente stabilnosti

Web Services/XML

Adapter

Sustav nadzora EES-a u realnom

vremenu

Web Services/XML

Adapter

LAN: IEEE C37.118

LAN: IEC 60870-5-104

5

• WS500 radne stanice za ispitivanja Na slici 3 prikazan je raspored poslužitelja i radnih stanica sustava Network Manager u NDC-u, a

na slici 4 prikazan je raspored mrežnih segmenata u NDC-u.

Slika 3: Raspored poslužitelja i radnih stanica sustava Network Manager u NDC-u

Slika 4: Struktura računalne mreže (raspored mrežnih segmenata) u NDC-u

6

3. FUNKCIJSKI OPIS EMS I CF SUSTAVA 3.1. Pregled EMS aplikacija EMS se u stvarnom vremenu izvršava ciklički prema odabranoj postavci vremena od strane

operatera, na promjenu uklopnog stanja u mreži te na zahtjev operatera. Pregled rezultata EMS aplikacija spremljenih u povijesnoj bazi podataka (UDW) i pokretanje EMS funkcija s povijesnim podacima (studijski način rada) radi analiza, ispitivanja i održavanja moguć je, kako iz NDC-a tako i iz sva četiri mrežna centra korištenjem WS500 Thin Client-a preko web sučelja.

EMS sustav sastoji se od slijedno izvršivih modula, koji se mogu podijeliti u tri osnovne cjeline. Prva cjelina se sastoji od modula za upravljanje radom EMS aplikacija (NAC), dohvat mjernih podataka i indikacija iz SCADA baze podataka (SNP i SAR), ažuriranje dinamičkih ulaznih podataka (NPU), izradu električnog topološkog modela mreže (NMB) te izračun pojedinačnih opterećenja mreže (BSK). Druga cjelina se sastoji od modula za procjenu stanja (estimaciju stanja; SE) i modula za izračun tokova snaga (DPF). Treća cjelina se sastoji od modula za: osjetljivost mreže (NS), naponski plan odnosno optimizaciju tokova jalove snage s obzirom na gubitke i sigurnost sustava (VS), analizu sigurnosti sustava (N-1 analizu; SA), izračun mjera za poboljšanje sigurnosti pogona sustava (SCD), proračun naponske stabilnosti sustava (VSA), izračun struja kratkih spojeva (SCA) i izračun optimalnih tokova snaga (OPF) [2].

Na slici 5 prikazana je povezanost modula EMS aplikacija.

Slika 5: Shema veza EMS aplikacija 3.2. Funkcijski opis EMS modula 3.2.1. Funkcije modela mreže i nadzora rada aplikacija

1) Funkcije izgradnje modela mreže a) Snimka telemetrije (Telemetry Snapshot; SNP)

Ova funkcija prikuplja snimke stanja statusa prekidača i rastavljača te mjerenja koje koristi funkcija dohvata statusa i analognih vrijednosti (SAR) i ostale EMS funkcije [2]. SNP također obnavlja i prosljeđuje promjene iznosa ograničenja u aplikacijsku bazu podataka i prosljeđuje ručno unesene statuse mjernih i procesnih vrijednosti u mjernu datoteku. SNP obnavlja oznake otkrivenih loših mjerenja dobivene iz procjene stanja (SE).

Estimator stanja/Proračun tokova snaga

(SE/DPF)

SNP

SAR/SSKD

NMB/BTD

BSK

Podaci o mreži

Položaji prekidača i regulacijskih preklopki

Model mreže

Pseudo-mjerenja opterećenja, proizvodnje, regulacije i razmjene

SCADA

SA

SCA

NS Riješeno stanje mreže

Ažuriranje mrežnih

parametara

Izmjereni mrežni parametri

Ažurirani mrežni parametri

SE servisi

IEEE format PSS/E format

NAC Ready

Run

Run

Alarmi

Nova preopterećenja i nepravilnosti

Spremanje stanja

NPU održavanjeReset

SCD

VSA

VS

OPF

Funkcije modela mreže

7

Funkcija se izvršava u tri moda rada: procjena stanja u stvarnom vremenu (RTSE), procjena stanja u studijskom načinu rada (rad s povijesnim podacima, STSE) i proračun tokova snaga u stvarnom vremenu (RTPF).

b) Dohvat statusnih i analognih vrijednosti (Status and Analog Retrieval; SAR) Ova funkcija prikuplja i upravlja podacima potrebnim za slijedne EMS aplikacije. U osnovi, ona

objedinjava mjerne podatke, rasporede i podatke unesene od strane operatera, koji predstavljaju ulazne vrijednosti za naredne funkcije EMS-a.

Osnovna funkcija SAR-a je dohvat i obnavljanje podataka u stvarnom vremenu koje koriste funkcije izgradnje mrežnog modela (NMB), procjene stanja (SE) i proračuna tokova snaga (DPF). SAR radi slijedeće:

- Dohvaća indikacije statusa u stvarnom vremenu, mjerenja i oznake kvalitete koje koristi NMB uključujući i položaje preklopki transformatorskih regulatora napona (u fazi) i kuta (van faze).

- Za sve raspoređivane jedinice SAR dohvaća vrijednosti iz datoteke rasporeda koristeći vrijeme dobiveno iz SNP-a.

- Dohvaća snagu proizvodnje iz generatora (MW), tokove snaga prekograničnih vodova (MW) te terete (opterećenja) tvrtki i zona (ako su dostupni). Također dohvaća statuse i karakteristike proizvodnih jedinica.

Funkcija se izvršava u tri moda rada: procjena stanja u stvarnom vremenu (RTSE), procjena stanja u studijskom načinu rada (rad s povijesnim podacima, STSE) i proračun tokova snaga u stvarnom vremenu (RTPF).

c) Dohvat rasporeda i ograničenja (Schedule and Limit Retrieval, SSKD) Ova funkcija spaja ručno unesene podatke (potrebne za pripremu proračuna tokova snaga) s

vremenski ovisnim podacima dobivenim od drugih modula za traženi datum i vrijeme od strane operatera. SSKD dohvaća vremenski ovisne rasporede različitih DPF parametara kako što su ukupno

opterećenje (teret) tvrtke, faktori distribucije opterećenja, statusi prekidača i rastavljača, naponi reguliranih sabirnica i planirani ispadi. Vrijeme rasporeda koje koristi SSKD je studijsko vrijeme ili vrijeme dohvaćeno iz spremljenih slučajeva. Postoje opće oznake za gore navedene stavke kojima operater može onemogućiti postavljanje rasporeda na bilo koju od tih stavki. Dostupne su i lokalne oznake za svaki od zasebnih rasporednih parametara, koje se također mogu de/aktivirati preko zaslona. Ove oznake omogućavaju operateru upravljanje dohvatom različitih parametara i time mu omogućavaju zadržavanje postojećih vrijednosti ili postavljanje novih preko zaslona. Oznake ostaju u postavljenom stanju dok ih operater ne promijeni.

Funkcija se izvršava u modu proračun tokova snaga u studijskom načinu rada (STPF). d) Izgradnja modela mreže (Network Model Builder, NMB)

Ova funkcija radi električnu topologiju mreže. NMB određuje trenutnu topologiju (sabirnički model) mreže na osnovu snimke uklopnih stanja prekidača i rastavljača. NMB također prepoznaje električne mreže u elektroenergetskom sustavu. Učinkoviti algoritmi omogućavaju pretvaranje osnovnog prikaza mreže u obliku čvorište-prekidač-grana (grana može biti transformator ili vod, u NM terminologiji Node oriented model) u prikaz mreže u obliku sabirnica-grana (u NM terminologiji Bus oriented model). Topologiju mreže potom koriste slijedne funkcije. Osnovi podaci potrebni za NMB su: opis elemenata sustava iz baze podataka, stanja prekidača i rastavljača te parametri mreže, kao što su uzdužne i poprečne admitancije grana i poprečne admitancije uređaja te položaji preklopki regulatora napona i kuta.

Funkcija se izvršava u četiri moda rada: procjena stanja u stvarnom vremenu (RTSE), procjena stanja u studijskom načinu rada (rad s povijesnim podacima, STSE), proračun tokova snaga u stvarnom vremenu (RTPF) i proračun tokova snaga u studijskom načinu rada (STPF).

e) Otkrivanje loših topoloških mjerenja (Bad Topology Detection, BTD) Ova funkcija otkriva loša topološka mjerenja (nenormalna uklopna stanja mreže i nenormalna

mjerenja tokova snaga u granama) uporabom numeričkih procjena i zaključivanja na osnovu utvrđenih pravila [5], [7]. Loši topološki podaci otkriveni BTD-om uključuju nepouzdana stanja prekidača i rastavljača, nenormalna neslaganja snaga sabirnica i trafostanica, nenormalne gubitke snaga u granama, nulte tokove snaga u granama s otvorenim krajevima. NMB također postavlja oznake zapreke za MW i MVAr mjerenja koja imaju indekse loših topoloških mjerenja veće od onih koje je odredio operater.

BTD se sastoji od tri funkcijske komponente ugrađene u NMB i SE. Prva komponenta se izvršava kao predpostupak za NMB. Ona provjerava nekonzistenciju stanja prekidača i rastavljača te ispravlja nekonzistencije prije izgradnje modela mreže. Druga komponenta se izvršava nakon NMB funkcije. Ona istražuje nenormalna MW i MVAr mjerenja provjeravanjem nepriličnih gubitaka snage i neslaganja snaga na sabirnicama/stanicama, mjerenja snage veća od nule na isključenim granama i mjerenja malih tokova snaga na uklopljenoj opremi kada oni uzrokuju nenormalna odstupanja ili gubitke. Svakom MW i MVAr mjerenju BTD pridjeljuje indeks lošeg topološkog mjerenja radi određivanja njegove točnosti. Treća komponenta se izvršava prije SE-a i koristi se za uklanjanje loših MW i MVAr mjerenja u procjeni stanja.

8

Ova komponenta postavlja oznake zapreke za MW i MVAr mjerenja koja imaju indekse loših topoloških mjerenja veće od postavljenih granica.

Funkcija se izvršava u dva moda rada: procjena stanja u stvarnom vremenu (RTSE) i procjena stanja u studijskom načinu rada (rad s povijesnim podacima, STSE).

f) Raspoređivanje (Bus Scheduler, BSK) Raspoređivanje se sastoji od tri podfunkcije:

• Raspoređivanje opterećenja (tereta, Load Scheduler, LSKD) izračunava vrijednosti zasebnih tereta na osnovu trenutnog uzorka opterećenja tvrtke, MW distribucijskih faktora i MW/MVAr faktora. LSKD distribuira opterećenje sustava, koji može biti izmjeren ili unesen od strane operatera, na pojedinačne vrijednosti na osnovu prilagođenih distribucijskih parametara tereta dobivenih iz NPU-a.

• Raspoređivanje regulacije (Regulation Scheduler, RSKD) održava konzistenciju traženih napona reguliranih sabirnica. On također uravnotežuje neto raspored razmjene tvrtke, tako da je ukupna suma jednaka nuli.

• Raspoređivanje proizvodnje (generatora, Unit Scheduler, USKD) radi ekonomski dispečing radi određivanja realnog uzorka proizvodnje uzimajući u obzir opterećenje sustava, trenutnu izmjerenu proizvodnju generatora, statuse generatora, zahtjeve razmjene i gubitke dobivene iz procjene stanja. Raspoređeni uzorak proizvodnje operater može promijeniti preko tabličnih ekranskih prikaza.

Funkcija se izvršava u četiri moda rada: procjena stanja u stvarnom vremenu (RTSE), procjena stanja u studijskom načinu rada (rad s povijesnim podacima, STSE), proračun tokova snaga u stvarnom vremenu (RTPF) i proračun tokova snaga u studijskom načinu rada (STPF).

2) Nadzor i upravljane aplikacijama (Network Applications Monitor, NAC)

Ova funkcija nadzire i upravlja radom aplikacija u stvarnom vremenu i u studijskom načinu rada.

Slika 6: Prikaz osnovnog upravljačkog zaslona NM EMS-a u RTSE modu rada 3.2.2. Funkcije procjene stanja i izračuna tokova snaga

1) Funkcija procjene stanja (State Estimation, SE) Ova funkcija je odgovorna za određivanje stvarnog stanja mreže na osnovu trenutnog modela

mreže, dostupne telemetrije (analognih mjerenja i digitalnih stanja) i pseudomjerenja (uzorci rasporeda i ručno uneseni podaci) [2], [4], [6], [7].

SE ima četiri funkcijske komponente:

9

a) Procjena stanja Ova funkcija procjenjuje u stvarnom vremenu statičko stanje cjelokupnog EES-a. Rješenje se

koristi u nadzoru EES-a i moguće ga je prikazati na jednopolnim shemama kao i u tabličnom obliku. Rješenje procjene stanja se koristi kao osnovni slučaj za funkcije slijednih aplikacija.

Dodatne koristi procjene stanja su: i) Filtriranje analognih mjerenja kroz robusnu WLS minimizaciju pogreške ii) Otkrivanje i uklanjanje nekonzistentnih analognih mjerenja iii) Procjena položaja transformatorskih regulatora iv) Procjena doprinosa statičkih VAr kompenzatora v) Korištenje neuparenih mjerenja radi poboljšanje redundancije vi) Procjena standardnih devijacija analognih mjerenja vii) Procjena sistemskih pogreški analognih mjerenja viii) Otkrivanje nekonzistentnih indikacija stanja ix) Otkrivanje (i alarmiranje) preopterećenja grana, ugrožavanja ograničenja kod generatora i

sinkronih kompenzatora te narušavanja ograničenja napona b) Dodatne funkcije procjene stanja

Ove funkcije omogućuju ručno izvršavanje slijedećih usluga: i) Pretvaranje rješenja procjene stanja mreže u IEEE ili PSS/E format ii) Izradu tabličnog izvješća procjene stanja za cijelu mrežu ili samo za njen promotrivi dio iii) Ponovni proračun statistike sistemske pogreške mjerenja

c) Obnova parametara mreže (Network Parameter Update, NPU) Ova funkcija koristi procijenjene vrijednosti promotrivih (dinamičkih) parametara mreže za izračun

novih vremenski ovisnih vrijednosti. Ovi prilagođeni mrežni parametri sadrže stanja sklopnih uređaja, položaje preklopki regulatora napona i kutova, distribucijske faktore opterećenja, distribucijske faktore proizvodnje, i rasporede reguliranih napona. Prilagodba se radi na osnovu tipa sezone i dana. Četiri godišnje sezone su podržane i svaka ima sedam tjednih tipova dana i pet tipova praznika.

d) Dodatna funkcija obnove parametara mreže Ova funkcija vraća u početno stanje obnovljene parametre mreže.

2) Funkcija izračuna tokova snaga (Dispatcher Power Flow, DPF) Ova funkcija izvršava analize tokova snaga, koje uključuju i ispade vodova, promjene

proizvodnje, promjene opterećenja na sabirnicama i promjene opterećenja sustava ili područja radi zasebnih analiza ili radi stvaranja ulaznih osnovnih slučajeva (eng. base case) za slijedne aplikacije [2], [6], [8]. Ova funkcija se može aktivirati upotrebom spremljenih stanja DPF-a, SE-a odnosno N-1 analize (Security Analysis, SA), upotrebom podataka iz funkcija modela mreže ili upotrebom posljednjeg rješenja procjene stanja. Algoritmi koji se koriste u DPF-u omogućuju obradu slučajeva s mrežnim otocima. Funkcija omogućava provedbu dviju metoda za analizu tokova snaga: metoda brzih razdvojenih tokova snaga (Fast Decoupled Load Flow, FDLF) i puna Newton-Raphsonova (NR) metoda. FDLF metoda zahtijeva manju upotrebu računalne memorije i dosta se brže izvršava od NR metode u većini slučajeva. Problem s konvergencijom ove metoda se povremeno javlja u slučajevima visokog omjera R/X kod vodova. U tim slučajevima je pogodnija NR metoda. U obje metode ugrađena je ista logika postupanja sa zajedničkim prilagodbama tokova snaga. Dostupne su slijedeće prilagodbe:

- Distribucija snage - Kontrola razmjene područja - Kontrola tokova radne snage transformatora - Kontrola ograničenja jalove snage generatora - Kontrola napona na udaljenim sabirnicama - Kontrola položaja preklopki transformatorskih regulatora - Kontrola napona na kondenzatorima/prigušnicama - Kontrola SVC-a 3.2.3. Funkcije analize mreže

1) Funkcija analize mrežne osjetljivosti (Network Sensitivity, NS) Ova funkcija računa kaznene faktore koje potom koristi funkcija ekonomskog dispečinga

(Economic Dispatch, EC, ova funkcija pripada AGC sustavu) [2]. Za svaki/u generator/elektranu unutar glavne tvrtke, zajednički posjedovanu elektranu u vanjskoj tvrtci u kojoj glavna tvrtka ima udio, neusklađeni (eng. non-conforming) teret u glavnoj tvrtci, tvrtku s kojom glavna tvrtka ima razmjenu i prekogranični vod koji se koristi za razmjenu između glavne tvrtke i drugih tvrtki računa se zaseban kazneni faktor [9].

10

NS također održava model gubitaka (matricu kaznenih faktora) koji opisuje gubitke sustava i kaznene faktora u odnosu na opterećenje sustava i razinu tokova snage razmjene. Ovaj model koriste funkcije koje promatraju sustav u uvjetima drugačijim od trenutnog.

NS se izvršava u stvarnom vremenu i studijskom modu rada.

2) Funkcija analize sigurnosti mreže (N-1 analiza, Security Analysis, SA) Ova funkcija se sastoji iz tri glavne komponente [2], [3], [6], [9]: i) Određivanje ispada Ova podfunkcija omogućava operateru da održava, obnavlja i proširuje listu analiziranih ispada. ii) Odabir ispada Ova podfunkcija iz liste ispada odabire reduciranu listu koja će se analizirati. iii) Analiza ispada Ova podfunkcija analizira listu ispada određenu podfunkcijom odabira ispada. SA se izvršava u stvarnom vremenu i studijskom modu rada.

a) Ulazni podaci SA funkcije Parametri modela mreže (parametri vodova, transformatora, generatora, te smještaj i veze

prekidača, sabirnica i ostalih elemenata) se učitavaju prilikom pokretanja programa i nepromjenjivi su. Parametri potrebni za proračun koje određuje operater su:

• radne liste ispada (sabirnice, proizvodnja, potrošnja, vodovi, višestruki ispadi) • radna lista preraspodjela proizvodnje po generatorima (ako postoje, podaci se mogu

dohvatiti iz AGC-a) • prag (postotak limita) za dodatno uključenje vodova u listu ispada • radna lista ograničenja koja se provjeravaju

Proračun se izvršava na osnovnom slučaju, koji može biti iz stvarnog vremena ili priređen u studijskom modu rada.

b) Vrste ispada Podržane su sljedeće vrste ispada:

• ispad jedne grane voda • ispad više grana vodova (važno prilikom ispada dalekovoda s više trojki) • ispad sabirnice • ispad generatora • ispad prigušnice ili kondenzatora • ispad potrošnje • višestruki ispad

c) Topološki procesor ispada Topološki procesor ispada priprema osnovno stanje za proračun analize sigurnosti, te stvara

stvarnu listu ispada. Provjerava se postoje li preopterećenja u osnovnom slučaju, i ako postoje, postojeća ograničenja se mijenjaju tako da se preopterećenja u osnovnom slučaju ne pojavljuju osim ako preopterećenje ne postane veće. Provjerava se lista preraspodjela proizvodnje po generatorima i stvara stvarna lista preraspodjele proizvodnje po generatorima. Prema toj listi se preraspodjeljuje nedostatak ili višak proizvodnje. Za svaki se ispad s radne liste provjerava je li uključen u osnovnom stanju, te uzrokuje li taj ispad dodatne ispade ili razdvajanje mreža. Dodaju se ispadi koji su iznad korisnički određenog praga, te ako nije premašen maksimalni broj promatranih ispada, automatski se dodaju ispadi do maksimalnog broja. Topološki procesor ispada daje i razne informativne poruke: ispadi koji uzrokuju dodatne ispade ili razdvajanje mreže, nemogućnost simuliranja ispada, te mijenjanje ograničenja zbog preopterećenja u osnovnom stanju.

d) Odabir ispada Pomoću modificiranog algoritma brzih razdvojenih tokova snaga određuje se opasnost (eng.

severity) ispada za sustav. Također se određuju relativni doprinosi generatora u listi preraspodjele proizvodnje po generatorima (ti podaci mogu biti ručno upisani ili dohvaćeni iz AGC-a). Na osnovu indeksa opasnosti ispada za sustav, popisa ispada koji se moraju simulirati, te na osnovu maksimalnog broja ispada koji se mogu simulirati određuje se konačna lista ispada za punu simulaciju.

e) Proračun analize sigurnosti Za konačnu listu ispada rade se puni izmjenični tokovi snaga. Sljedeći parametri za tokove snaga

se mogu odabrati (ako su ujedno odabrane i u osnovnom slučaju): • raspodjela snage referentnog čvora • automatska regulacija položaja regulacijskih sklopki transformatora • poštivanje pogonske karte

11

• uključivanje i isključivanje prigušnica i kondenzatora f) Izlazni podaci

Sljedeće vrste posljedica ispada su obuhvaćene: • preopterećenja vodova i transformatora • prekoračenje ograničenja jalove snage • prekoračenja naponskih ograničenja • propadi napona (velika promjena napona) • preopterećenje radne snage za grupu vodova (prekogranična razmjena) • preopterećenje jalove snage za grupu vodova (prekogranična razmjena) • prekoračenje maksimalne razlike kuta

Posljedice ispada je moguće poredati po ozbiljnosti za sustav ili grupirati prema uzroku ispada.

3) Funkcija analize sigurnosno ograničenog dispečinga (Security Constrained Dispatching, SCD) Ova funkcija analizira upravljačke akcije koje bi mogle povećati razinu sigurnosti i/ili optimirati

troškove pogona sustava [2], [9]. SCD se izvršava u sva četiri moda rada. Razina sigurnosti se može povećati u odnosu na osnovni slučaj ili u odnosu na najutjecajnije ispate određena analizom sigurnosti (SA funkcijom).

Funkcijske komponente SCD-a su: a) Nadzor ograničenja osnovnog slučaja

Ova podfunkcija nadzire pogonska ograničenja osnovnog slučaja i na osnovu nadziranih rezultata odabire upravljački cilj. Ako su u osnovnom slučaju narušena ograničenja (eng. limit violations), upravljački cilj se postavlja na korektivni preraspored. U suprotnom, aktiviraju se ciljevi optimizacije osnovnog slučaja ili preventivnog prerasporeda. Odabir jednog od ova dva upravljačka cilja ovisi o odabiru operatera kao i o dostupnosti slučajeva analize sigurnosti (SA analize).

b) Korektivni preraspored Ova podfunkcija određuje nužni upravljački preraspored radi umanjivanja narušavanje

ograničenja iz osnovnog slučaja. c) Minimizacija neprovedivosti

Ova se podfunkcija automatski aktivira kada korektivni preraspored pokaže neprovedivim. Ona automatski proračunava upravljačke akcije radi minimizacije iznosa prekoračenja ograničenja koja se ne mogu ukloniti korektivnim prerasporedom.

d) Optimizacija osnovnog slučaja Ova podfunkcija za osnovni slučaj proračunava upravljačke akcije radi optimizacije

predodabranih funkcija cilja. Ona se izvršava samo onda kada nema narušavanja ograničenja u osnovnom slučaju, i kada operater isključi funkciju umanjivanja narušavanja ograničenja po ispadu ili kada slučajevi analize sigurnosti (ispada) nisu dostupni.

e) Preventivni preraspored Ova se podfunkcija izvršava onda kada nema narušavanja ograničenja u osnovnom slučaju i

kada je operater uključio funkciju umanjivanja narušavanja ograničenja po ispadu. Ona određuje upravljačke prerasporede u osnovnom slučaju tako da sustav u stacionarnom stanju ostane siguran u odnosu na kritične slučajeve određene analizom sigurnosti odnosno, sustav unatoč određenim ispadima neće imati narušena ograničenja u stacionarnom stanju.

4) Funkcija analize naponske stabilnosti (Voltage Stability Analysis, VSA)

Ova funkcija za trenutno stanje sustava (osnovni slučaj) određuje granicu sa stanovišta naponske stabilnosti i procjenjuje granice stabilnosti napona za odabrane slučajeve iz analize sigurnosti [2], [3], [6], [8]. Procjena se radi kao funkcija prijenosa radne snage na odabranim koridorima (vodovima razmjene). Razlog povezivanja VSA sa SA je činjenica da su razlozi isključenja često izazvani jednim ili s više ispada dok se problemi sa stabilnosti napona događaju tijekom velikih opterećenja.

Funkcijske komponente VSA su: a) Određivanje slučaja

Ova podfunkcija određuje slučajeve za koje će se raditi analiza stabilnosti napona. Osnovno stanje, lista ispada analize sigurnosti i nadzirane granice napona sabirnica odabranih trafostanica za svaki koridor su ulazne vrijednosti za VSA. Za svaki se koridor računa maksimalna promjena proizvodnje u MW u odnosu na početne tokove radne snage i zbroj maksimalnih ograničenja radne snage svih vodova u koridoru. Faktori pomaka proizvodnje generatora se računaju na osnovu osjetljivosti tokova snaga koridora na proizvodnju električki bliskih generatora. Generatori čija je apsolutna osjetljivost veća od postavljenog praga uzimaju se u obzir kod promjene proizvodnje tijekom analiza. Faktor pomaka proizvodnje radne snage svakog generatora određuje se iz normirane osjetljivosti. Faktor pomaka

12

proizvodnje radne snage nekog generatora računa se na osnovu faktora pomaka i ograničenja proizvodnje radne snage. Dostupne su tri metode za proračun osjetljivosti i pomaka proizvodnje generatora. U metodi A maksimalna i minimalna ograničenja generatora se koriste za određivanje unutar kojeg opsega se može mijenjati proizvodnja. U metodi B generatori imaju minimalno ograničenje postavljeno na nulu, dok maksimalnog ograničenja nema. U metodi C koristi se faktor osjetljivosti za određivanje koji će se generatori prvenstveno koristiti za promjenu proizvodnje. Prvo se mijenja proizvodnja generatora s najvećim faktorom osjetljivosti.

b) Tokovi snaga Ova podfunkcija proračunava tokove snaga za osnovni slučaj i različite uzorke proizvodnje.

c) N-1 analiza Ova podfunkcija za osnovni slučaj i različite uzorke proizvodnje koristi slijedeće komponente: - Unutarnji pregled ispada - Unutarnja potpuna AC analiza sigurnosti - Unutarnja veza s komponentom za analizu stabilnosti napona

d) Analiza naponske stabilnosti Ova podfunkcija za osnovni slučaj, različite uzorke proizvodnje i odabrane ispade proračunava

stabilnost napona.

5) Funkcija proračuna optimalnih tokova snaga (Optimal Power Flow, OPF) Ova funkcija rješava probleme tokova snaga i raspoređuje upravljačke funkcije sustava radi

optimizacije pojedinih ciljeva uz neugrožavanje ograničenja sustava [2], [6], [9]. OPF se izvršava u sva četiri moda rada.

Funkcijske komponente OPF-a su: i) Tokovi snaga Ova podfunkcija proračunava tokove radne i jalove snage te iznose i kutove napona na

sabirnicama za optimirani model sustava upotrebom brze razdvojene metode (FDLF). ii) Linearna optimizacija radne snage Ova podfunkcija rješava problem optimizacije radne snage. Ona raspoređuje upravljačke funkcije

radne snage radi optimiranja date funkcije cilja uz zadovoljavanje uvjeta ograničenja na radnu snagu. Optimalno rješenje određuje se na iterativan način rješavanjem slijeda linearnih problema upotrebom tehnika linearnog programiranja (LP).

iii) Linearna optimizacija jalove snage Ova podfunkcija je u pristupu slična prethodnoj. Ona rješava problem optimizacije jalove snage

raspoređivanjem proizvodnje jalove snage uz zadovoljenje postavljenih ograničenja. Podržana su razdvojivi i nerazdvojivi tipovi funkcija cilja.

iv) Tablični ispispis rezultata Ova podfunkcija radi detaljna tablična izvješća rezultata OPF-a za svaku tvrtku ili zonu.

Svojstva modeliranja: i) Funkcije cilja OPF podržava slijedeće funkcije cilja:

(1) Optimizaciju na osnovu tržišnih cijena proizvodnje (tzv. ekonomski dispečing) (2) Optimizaciju na osnovu gubitaka radne snage (3) Optimizaciju na zajedničkoj osnovi (1) i (2) (4) Optimizaciju na osnovu minimalnog broja upravljačkih akcija (5) Optimizaciju na osnovu minimalnih promjena (devijacija) upravljačkih akcija (6) Sigurnosnu optimizaciju na osnovu minimalnih promjena upravljačkih varijabli u odnosu

na ciljane postavke (7) Optimizaciju na osnovu gubitaka jalove snage (8) Minimizaciju troškova proizvodnje jalove snage

ii) Upravljačke varijable OPF (u optimiranoj zoni) koristi slijedeće upravljačke varijable:

(1) Optimizacija radne snage • Proizvodnja radne snage označenih generatora • Položaji preklopki transformatorskih regulatora kutova tokova snaga • Razmjena radne snage sa susjednim područjima • Rasterećenja • Tokovi radnih snaga istosmjernih vodova (2) Optimizacija radne snage • Naponi sabirnica kod generatora i sinkronih kompenzatora

13

• Položaji preklopki transformatorskih regulatora napona • Regulirajući kondenzatori i reaktori • Statički kompenzatori jalove snage (SVC)

Optimizacija radne snage se koristi za funkcije cilja (1), (3; cijene), (4), (5) i (6). Optimizacija jalove snage se koristi za funkcije cilja (2), (3; MW gubici), (4), (5), (6), (7) i (8).

i) Ograničenja OPF koristi slijedeća ograničenja:

(1) Za optimizaciju radne snage: • Uravnoteženje radne snage • Ograničenja tokova snaga u granama (u MVA ili u A) • Ograničenja tokova snaga grupiranih grana (u MW) • Ograničenja razmjene kontroliranog područja (u MW) • Ograničenja proizvodnih rezervi kontrolnog područja (u MW) • Ograničenja upravljačkih varijabli radne snage (2) Za optimizaciju jalove snage: • Magnitude napona sabirnica • Ograničenja proizvodnje jalove snage generatora i sinkronih kompenzatora • Ograničenja tokova snaga u granama (u MVA ili u A) • Ograničenja tokova snaga grupiranih grana (u MVAr) • Ograničenja razmjene kontroliranog područja (u MVAr) • Ograničenja proizvodnih rezervi kontrolnog područja (u MVAr) • Ograničenja upravljačkih varijabli jalove snage

6) Funkcija proračuna naponskih raspreda (Voltage Scheduler, VS)

Ova funkcija rješava probleme tokova snaga i raspoređuje upravljačke funkcije sustava radi optimizacije pojedinih ciljeva uz neugrožavanje ograničenja sustava. VS funkcija je slična optimizaciji jalove snaga iz OPF-a i izvršava se u sva četiri moda rada.

7) Funkcija analize struja kratkih spojeva (Short Circuit Analysis, SCA)

Ova funkcija na osnovu simulacija procjenjuje utjecaje različitih tipova kvarova (tropolni kratki spoj (ks), jednopolni ks, dvopolni ks, dvopolni ks sa zemljom, otpojena jedna faza voda, otpojene dvije faze voda) na različitim mjestima u sustavu [2], [6]. Rezultati SCA analiza se prvenstveno koriste za provjeru prikladnosti postojećih prekidača u uvjetima kvarova. Rezultati SCA analiza se također mogu koristiti za odabir prekidača prikladnih nazivnih karakteristika i odabir podešenja zaštite.

SCA funkcija ima dvije funkcionalne komponente: a) Sabirnički kvarovi

Ova SCA komponenta računa naponske i strujne prilike pri kvarovima na svim sabirnicama u sustavu ili samo na onim odabranim od strane operatera.

b) Kvarovi na vodovima Ova SCA komponenta računa naponske i strujne prilike pri kvarovima na svim vodovima u

sustavu ili samo na onim odabranim od strane operatera. SCA se izvršava u sva četiri moda rada. 3.3. Funkcijski opis CF modula Provjera izvodljivosti plana rada sustava (Congestion Forecast, CF) je skup slijedno izvršivih

funkcija, koje rade 24-satne studije provjere stanja EES-a na osnovu ulaznih podataka iz: • Sustava za upravljanje tržišnim funkcijama (Market Management System,MMS) • Sustava za kratkoročnu prognozu opterećenja (Short Term Load Forecast, STLF) • Sustava za raspoređivanje planiranih ispada i prijenosnih ograničenja elemenata EES-a

(Equipment Outage Scheduler, EOS) • Telemetrijskih podataka mrežnih aplikacija stvarnog vremena

Rezultati studija se zapisuju u DACF (eng. Day Ahead Congestion Forecast) datoteke. Ove datoteke se koriste za izgradnju UCTE mrežnog modela. Neki rezultati CF analize (gubici mreže u MW i maksimalni tokovi snaga na koridorima) se spremaju u skladište povijesnih podataka (UDW) radi daljnjih analiza i izvješća proizvodnje [1], [2], [3].

CF slijedne funkcije se instaliraju na posebnom serveru kako ne bi utjecale na rad SCADA/EMS aplikacija.

14

Isti CF slijed se koristi za periodički rad i rad na zahtjev. Periodički rad (jednom na sat, RTCF) obrađuje odobrene MMS planove. Rad na zahtjev (STCF) obrađuje studijske MMS planove. U bazi je moguće imati do tri alternativna (za isto razdoblje) studijska plana. Svaki plan se dodatno može analizirati na bazi podataka.

CF slijed se sastoji od slijedećih modula: i) Pripreme dispečerskih planova (Dispatch Schedule Initialization, DSI); Ova funkcija priprema

ulazne podatke za CF slijed. ii) Snimka telemetrije (Telemetry Snapshot; SNP); Ova i naredne funkcije su opisane u EMS

poglavljima. iii) Dohvat statusnih i analognih vrijednosti (Status and Analog Retrieval; SAR) iv) Izgradnja modela mreže (Network Model Builder, NMB) v) Raspoređivanje (Bus Scheduler, BSK) vi) Izračun tokova snaga (Dispatcher Power Flow, DPF) vii) Analiza sigurnosti mreže (N-1 analiza, Security Analysis, SA) viii) Analiza naponske stabilnosti (Voltage Stability Analysis, VSA)

Slika 7: Prikaz osnovnog upravljačkog zaslona NM CF-a u RTCF modu rada Na slici 7 prikazan je osnovni upravljački zaslon NM CF-a pomoću kojeg se upravlja funkcijom

nadzora rada CF slijeda (CF Monitor, CFM). CF baza podataka sastoji se od statičkih ulaznih podataka te od dinamičkih ulaznih i izlaznih

podataka: 1. Statički ulazni podaci Statički ulazni podaci sastoje se od: identifikacijskih podataka, definiranja slijeda i davatelja

vremena, konfiguracije izvršnog moda CF-a, definiranja svih funkcija u slijedu i osnovnog modela mreže. 2. Dinamički ulazni podaci Dinamički ulazni podaci sastoje se od: upravljačkih postavki za periodički mod rada i mod rada na

zahtjev, odabira statusa svih funkcija u slijedu, vremena periodičkog izvršavanja, podataka o uzorku modela mreže (telemetrijski podaci), planova zaprimljenih iz MMS-a, prognoze opterećenja i planiranih ispada.

3. Dinamički izlazni podaci Dinamički izlazni podaci sastoje se od: podataka o rješenju tokova snaga u formi DACF-DEF

datoteka, ukupnih radnih (MW) gubitaka, ograničenja grupa grana (NTC vrijednosti) te informativnih i alarmnih poruka.

15

Slika 8 prikazuje preglednu shemu CF sustava. Procesi su predstavljeni kvadratima a prijenosi podataka isprekidanim linijama

Slika 8: Pregledna shema CF sustava Tok podataka u izvršavanju CF-a je slijedeći: 1. Uvoz XML datoteka iz MMS-a 2. Populacija podataka u UDW 3. Učitavanje podataka iz UDW-a pomoću DSI-a. DSI prevodi podatke iz UDW-a i populira

tablice u bazi podataka 4. CF niz: Učitavanje podataka za obrađivani interval 5. Stvaranje DEF datoteke za obrađivani interval 6. Ispis rezultata u UDW 7. Prijenos DEF datoteka u MMS server 8. Prijenos rezultata (DEF datoteke, gubici sustava i NTC vrijednosti koridora) u MMS 4. ZAKLJUČAK U članku je prikazana arhitektura i funkcionalnost novog sustava Network Manager Energy

Management System koji će se implementirati u NDC-u HEP-OPS-a. Prikazani NM EMS sustav je prema svojim funkcionalnostima i karakteristikama moderan sustav, koji omogućava siguran i učinkovit pogon EES-a i koji operaterima sustava predstavlja izvor pouzdanih procesnih informacija. Sve NM EMS funkcije se implementiraju kao zasebne programske aplikacije, koje su s drugim funkcijama kao i s ostatkom sustava povezane preko baze podataka u stvarnom vremenu. NM EMS sustav može raditi u stvarnom vremenu i u studijskom načinu rada. Modularna izvedba omogućava izvedbu i nadogradnju sustava prema zahtjevima i potrebama operatera, zasebno definiranje izvršavanja funkcija i njihove periodičnosti, naknadnu implementaciju dodatnih funkcija neovisno o proizvođaču aplikacija te

16

povezivanje s drugim sustavima. Glavni doprinosi NM EMS sustava su: povećanje pouzdanosti sustava i kvalitete isporuke električne energije, optimizacija pogona EES-a i optimalna alokacija sredstava.

5. LITERATURA

[1] Končar-KET: „Funkcije vođenja EES-a“, projektna dokumentacija [2] ABB: „Network Manager – EMS“, funkcijske specifikacije i projektna dokumentacija [3] ENTSO-E/UCTE: „Operation Handbook“ [4] Brandwajn, Jiang, Liu, Johansson, Fahmy: „State Estimation for Ontario Market System“, IEEE

Power Engineering Society General Meeting, 2006. [5] Nucera, Brandwajn, Gilles: “Observability and Bad Data Analysis Using Augmented Blocked

Matrices”, IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 8, No. 2, May 1993. [6] Gomez-Exposito, Conejo, Canizares: „Electric Energy Systems - Analysis and Operation“, CRC

Press, 2008. [7] Abur, Gomez-Exposito: „Power System State Estimation - Theory and Implementation“, Marcel

Dekker, 2004. [8] Kundur: „Power System Stability and Control“, EPRI Power System Engineering Series, McGraw-

Hill, 1994. [9] Wood, Wollenberg: „Power Generation, Operation and Control“, John Wiley & Sons, 1996.