RT22 | „ Software-in-the-Loop“ zur dynamischen Online-Sicherheitsbewertung des Stromnetzes

Das Betriebsumfeld heutiger Stromnetze wird immer komplexer. Die Einführung neuer Technologien und der hohe Anteil nichtkonventioneller erneuerbarer Energien machen die Analyse der dynamischen Netzsicherheit immer wichtiger. In den letzten Jahren haben die Forschung und die Weiterentwicklung technologischer Werkzeuge es ermöglicht, das Konzept der digitalen Zwillinge für die Anwendung von Echtzeit-Analysetechniken umzusetzen, die erforderlich sind, um die dynamischen Sicherheitsgrenzen des Systems zu quantifizieren und dem Netzbetreiber Frühwarnungen zu liefern, damit dieser Entscheidungen zur Verbesserung der Sicherheit und Zuverlässigkeit treffen kann. Die dynamische Sicherheitsbewertung (DSA) in Echtzeit ist eine Beurteilung der Fähigkeit des Stromnetzes, einer Reihe definierter Störfälle standzuhalten und einen neuen akzeptablen stationären Zustand zu erreichen. Diese rechnergestützte Analyse kann in Echtzeit mithilfe einer Hochleistungs-Recheninfrastruktur durchgeführt werden, die auf verteilter oder paralleler Verarbeitung basiert. Bei dieser Analyse wurden Aspekte der Spannungsstabilität (VSA) und der Transientenstabilität (TSA) für den aktuellen Betriebspunkt des Netzes berücksichtigt. Die vorliegende Arbeit konzentriert sich auf die Implementierung eines Online-DSA-Analysewerkzeugs, das auf das nationale Verbundnetz Ecuadors (S.N.I.) angewendet wird, wobei ein digitaler Echtzeit-Simulator OPAL-RT als Hochleistungs-Rechenwerkzeug zum Einsatz kommt. Um dieses Ziel zu erreichen, wurde eine Methodik implementiert, mit der Echtzeitdaten aus dem SCADA/EMS des CENACE in ein im digitalen Simulator von Energiesysteme HYPERSIM entwickeltes reduziertes Modell des S.N.I. übertragen werden, wobei das Kommunikationsmodul über das DNP-3.0-Protokoll genutzt wird. Anhand der Simulationsergebnisse im Zeitbereich wurden Leistungsindikatoren unter Verwendung mathematischer Verfahren entwickelt, die eine Bewertung der Spannungsstabilität und der transienten Stabilität für eine Reihe definierter Störfälle ermöglichen. Die Berechnung dieser Indizes ermöglicht es, den Grad der dynamischen Sicherheit des S.N.I. unter den aktuellen Betriebsbedingungen zu bestimmen. Dies erfolgte durch die Übertragung der Ergebnisse von „ HYPERSIM “ über das C37.118-Protokoll an ein in MATLAB entwickeltes Kommunikationsmodul, das die Stabilitätskennzahlen ebenfalls in Echtzeit berechnet, wodurch diese Implementierung einen geschlossenen Regelkreis zwischen dem digitalen Simulator „ OPAL RT “, dem SCADA/EMS und MATLAB bildet.