RT20 | Methode zur Leistungsbewertung von Phasormessgeräten mittels Echtzeitsimulation
Video
2020-06-18
Die Synchrophasor-Messtechnik basiert auf der Berechnung von Phasoren, die aus den elektrischen Grundgrößen (Spannung und Strom) abgeleitet werden, sowie auf der Verwendung einer einheitlichen Zeitreferenz, die in der Regel von den globalen Satellitennavigationssystemen bereitgestellt wird und die es ermöglicht, die Modul- und Winkelwerte in großen Stromnetzen präzise miteinander zu korrelieren. Das grundlegende Gerät für diese Mess Kategorie t die Phasor Measurement Unit (PMU). Dabei handelt es sich um ein Gerät, das diese grundlegenden elektrischen Größen messen kann und Werte für Betrag, Winkel, Frequenz und Frequenzschwankung in einem Datenstrom gemäß dem Standard IEEE C77.118 liefert. Diese Daten werden für Berechnungsanwendungen bereitgestellt, um einen besseren Überblick über die im Strom Energiesysteme auftretenden Phänomene zu ermöglichen und damit Betriebsentscheidungen mit größerer Sicherheit und Flexibilität zu ermöglichen. Die ersten Ideen entstanden in den 1980er Jahren durch die Arbeit von Phadke an der Virginia Tech.
Mehrere Länder setzen Synchrophasor-Messungen in Prozessen ein, die mit der Überwachung, dem Betrieb und der Steuerung ihrer Strom Energiesysteme s zusammenhängen. Der nationale Netzbetreiber (ONS) in Brasilien führt derzeit das Synchronized Phasor Measurement System (SMSF) ein, wobei in der Anfangsphase fast zweihundert PMUs im nationalen Verbundnetz (SIN) installiert werden. Für die Zukunft ist die Bereitstellung von mehr als tausend PMUs geplant. Das Labor für synchrone Phasenmessung (LabPMU) des CEPEL in der Cidade Universitária, Rio de Janeiro, RJ, ist eine Laborinfrastruktur, die für die Durchführung von Leistungstests an PMUs und für die Forschung zu Anwendungsmöglichkeiten dieser Technologie konzipiert wurde. Seit etwa fünf Jahren hat das LabPMU im brasilianischen Strom Branche an Bedeutung gewonnen, insbesondere durch Forschungsarbeiten zur Analyse der Leistungsfähigkeit von PMUs mit dem Ziel, die Leistungsfähigkeit von Synchrophasor-Anwendungen in Brasilien zu verbessern. In diesem Technologiebereich wurden Referenzprüfungen an PMUs verschiedener Hersteller durchgeführt, um das ONS und die Energieversorger im brasilianischen Stromnetz Branche hinsichtlich der Qualität der in ihren Projekten einzusetzenden Geräte zu unterstützen. Insbesondere verfügt LabPMU über zwei sich ergänzende Werkzeuge: einen PMU-Kalibrator, der so programmiert ist, dass er alle Prüfungen gemäß der Norm C37.118.1 durchführt, sowie einen digitalen Echtzeit-Simulator, OPAL5600, der Simulationen im geschlossenen Regelkreis („hardware -in-the-Loop“ – HIL) ermöglicht. Diese spezifische Konfiguration des Synchrophasor-Messlabors ist unseres Wissens weltweit einzigartig. In diesem Vortrag werden die Synergieeffekte zwischen diesen beiden weltweit innovativen Werkzeugen aufgezeigt. Er basiert auf der Überprüfung der Leistungsfähigkeit von PMUs mithilfe des Kalibrators und der anschließenden Simulation elektrischer Ereignisse im OPAL5600-Simulator unter Einbeziehung der PMUs. Anhand dieser Methodik wird aufgezeigt, dass das in den Tests mit dem PMU-Kalibrator nachgewiesene Verhalten der PMUs Konsequenzen haben kann, wenn diese Geräte im Strom Energiesysteme installiert werden. Dabei wird die Notwendigkeit betont, die korrekte Konfiguration zu überprüfen, die in die PMUs geladen werden soll. Diese innovative Methodik belegt, dass es möglich ist, das Verhalten von PMUs in einem Strom anhand der Ergebnisse früherer Labortests vorherzusagen.