Studien und Simulationen zur Netzzuverlässigkeit bei Tenaga Nasional Berhad

Das Unternehmen

Tenaga Nasional Berhad (TNB) ist ein multinationales malaysisches Stromversorgungsunternehmen und der einzige Stromversorger auf der malaysischen Halbinsel. TNB Research (TNBR) fungiert als interner Lösungsanbieter – ein zentralisiertes One-Stop-Center für technische Lösungen und Innovationen. Gestützt auf langjährige Erfahrung hat sich TNBR durch fortgeschrittene Studien und Simulationen auf die Zuverlässigkeit und Effizienz von Stromnetzen spezialisiert und liefert Ergebnisse, die unterstützen TNB dabei unterstützen, ein widerstandsfähiges, zuverlässiges und hochwertiges Stromnetz aufrechtzuerhalten.

Die Herausforderungen

• Groß angelegte Netzsimulation: TNB benötigte einen Echtzeit-Simulator, der in der Lage war, das tatsächliche dynamische Verhalten seines großflächigen Stromnetzes im Zusammenspiel mit Schutzsystemen nachzubilden.
• Komplexe SPS-Entwicklung: Die zunehmende Komplexität der Anforderungen des Special Protection Scheme führte dazu, dass herkömmliche Ansätze auf Systemebene ( Tests ) unzureichend und kostspielig wurden.
• Validierung vor der Inbetriebnahme: Komplexe Schutzsysteme, die zur Minderung systemweiter Störungen konzipiert sind, erforderten vor der Inbetriebnahme im tatsächlichen Netz eine umfassende Validierung im geschlossenen Regelkreis Tests in einer kontrollierten Umgebung.
• Kosteneffiziente Datenverarbeitung: Die Simulation von Tausenden von Bussen und Generatoren in Echtzeit erforderte eine Plattform, die eine schnelle Ausführung ermöglichte, ohne übermäßige Rechenressourcen zu beanspruchen.

Die OPAL-RT-Lösung

TNB hat eine umfassende HIL- Tests splattform für die SPS-Validierung unter Verwendung der Phasor-Domain-Simulation von OPAL-RT implementiert:

• ePHASORSIM Solver: Wurde gegenüber anderen HIL-Simulatoren aufgrund seiner Fähigkeit ausgewählt, die Dauer der Simulationszeitschritte zu variieren – dies ermöglicht groß angelegte Netzsimulationen mit geringerem Rechenaufwand bei gleichbleibender Genauigkeit. Mit einem Zeitschritt von 10 ms liefert er Phasor-Spannungs- und -Stromdaten für die Echtzeit-Netzemulation.
• RT-LAB & OP5600: Die Echtzeit-Simulations software - und hardware -Plattform ermöglicht modellbasiertes Design, das mit realen Umgebungen interagiert und MATLAB/Simulink-Modelle in Echtzeit ausführt.
• Vollständige HIL-Infrastruktur: Die Plattform umfasst analoge Signalverstärker, SPS- hardware -Steuerungen (RTAP-Controller), einen PI-Server zur Datenarchivierung, GPS-Zeitsynchronisation, WAMS-Anwendungen sowie über Ethernet angeschlossene physische IEDs – und bildet damit die betriebliche SPS-Architektur von TNB mit 190 IEDs und 25 RTAPs nach.

Die Ergebnisse

Die HIL-Plattform wurde anhand eines vollständigen TNB-Netzmodells mit 1.100 Bussen als Fallstudie validiert:

• Netzsimulation im Vollmaßstab: Das gesamte TNB-Stromnetz mit 1.100 Knoten wurde erfolgreich in Echtzeit simuliert, wodurch die Wirksamkeit der Plattform für SPS auf Systemebene bestätigt wurde Tests.
• Umfassendes Notfall- Tests: Ingenieur:innen kann nun SPS-Systeme unter verschiedenen Netzbedingungen und in verschiedenen Notfallszenarien in einer kontrollierten, reproduzierbaren Umgebung testen.
• Schnellere Fehlererkennung: Die Zeit, die zur Erkennung von Konstruktionsfehlern benötigt wird, wurde erheblich verkürzt, wodurch das Risiko von Konstruktionsfehlern oder versteckten Fehlern gesenkt wurde.
• Gesteigertes Vertrauen: Höhere statistische Sicherheit hinsichtlich der Zuverlässigkeit des Schutzsystems vor dem Einsatz im Feld.
• Kostensenkung: Der Phasor-Domain-Ansatz von ePHASORSIM senkte die Kosten für Echtzeit-Simulatoren im Vergleich zu vollständigen EMT-Kategorie -Simulationen, wobei dennoch alle für SPS-Anwendungen relevanten transienten Phänomene erfasst wurden.

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