RT23 | Geografisch verteilte Echtzeit-Co-Simulation zur Unterstützung des Betriebs des brasilianischen Verbundnetzes

In den letzten Jahren hat die Zahl der Alternativen zum Betrieb und zur Integration mehrerer Standorte von Stromnetzsimulatoren in Echtzeit rasant zugenommen. Dies ist auf verschiedene Faktoren zurückzuführen, darunter (1) die Darstellung großer Strom Energiesysteme en in verschiedenen Bereichen; (2) die Darstellung von Erzeugungs-, Übertragungs- und Verteilungsnetzen in einem gemeinsamen Simulationsrahmen; (3) die zunehmende Verbreitung von Geräten auf Basis der Leistungselektronik und von Erneuerbare Energien n Energiequellen. In diesem Sinne hat die kooperative Echtzeitsimulation, die auf Anwendungen in der Strom Energiesysteme abzielt, in Studien zu dezentraler Erzeugung, erneuerbaren Ressourcen und Leistungsbewertungen in „Smart Grids“ oder „microgrid “ an Bedeutung gewonnen. Diese Technik hat, zusammen mit der Integration geografisch verteilter Simulatoren, den gemeinsamen Einsatz von Modellierungsressourcen und die differenzierte mathematische Darstellung der beteiligten Systeme sowie die Simulation komplexer und großer Systeme im Fokus. Angesichts der erfolgreichen Ergebnisse, die das Team des Simulators für Gleichstromübertragungssysteme (SSCC) bei der ONS bei der Verbesserung der Schnittstelle für die Co-Simulation zwischen den im selben Labor befindlichen Plattformen RTDS und Opal-RT erzielt hat, sowie der Weiterentwicklung zur Integration entfernter Infrastrukturen, hat die ONS nach Alternativen für die Zusammenarbeit mit Simulationszentren in Brasilien gesucht, insbesondere solchen, die sich in größerer geografischer Nähe zur ONS-Einrichtung im Großraum Rio de Janeiro befinden. Daher befasst sich die vorliegende Arbeit mit Infrastrukturlösungen, die derzeit angewendet werden, um die Opal-RT-Simulatoren am SSCC-ONS und am Labor für alternative Energiequellen (LAFAE) der Bundesuniversität von Rio de Janeiro (UFRJ) in einer Anordnung geografisch verteilter Echtzeit-Co-Simulation zu integrieren. Die zwischen ONS und LAFAE geschlossene Vereinbarung über technische Zusammenarbeit zielt darauf ab, die für die Fern-Co-Simulation zwischen ihren Einrichtungen erforderliche Infrastruktur zu implementieren, wozu unter anderem die Analyse der Schnittstellen Kategorie e der elektrischen Komponenten gehört, die unter Berücksichtigung der Eigenschaften der verfügbaren Kommunikationskanäle gewählt werden soll. So wurden in der ersten Phase zwei Alternativen bewertet: Die erste sah die Nutzung eines dedizierten Netzwerks mit deterministischer Latenzzeit vor, die zweite die Nutzung eines gemeinsam genutzten Netzwerks (Ethernet). Die aktuelle Phase der Arbeit besteht darin, die für den Einsatz in Frage kommenden Lösungen für die Datenkommunikationsinfrastruktur zu erfassen sowie die mögliche Einführung einer elektrischen Schnittstelle zwischen Simulatoren zu untersuchen, die auf einer topologischen Entkopplung durch Netzwerkkomponenten mit Latenz basiert – in diesem Fall durch Übertragungsleitungen von ausreichender Länge, um die mit dem Datenverkehr auf einem dedizierten Kanal und/oder einem gemeinsam genutzten Netzwerk verbundenen Latenzen auszugleichen. Die Nutzung eines dedizierten Kommunikationskanals stellt zwar aufgrund der deterministischen Eigenschaft der Latenzzeiten im Datenverkehr die robusteste Lösung dar, stößt jedoch unter anderem auf Schwierigkeiten hinsichtlich der Verfügbarkeit des Dienstes seitens lokaler Anbieter und der mit dessen Beauftragung verbundenen Kosten. Es wurde jedoch gezeigt, dass sich diese Lösung sehr gut auf den Fall verschiedener Simulatoren an derselben Standort anwenden lässt und sogar die traditionelle EMT-Modellierung auf der Grundlage von Momentanwerten der Größen verwendet werden kann. Andererseits erfordert die Nutzung eines gemeinsam genutzten Ethernet-Kategorie -Netzwerks die Berücksichtigung stochastischer Eigenschaften der Latenzzeiten und folglich den wahrscheinlichen Einsatz einer elektrischen Schnittstelle mit Frequenzbandauswahl sowie die Einbindung eines Algorithmus zur Bewältigung von Netzwerkstörungen. In diesem Sinne präsentiert die Arbeit Ergebnisse mit Messungen dieser Zeiten, die durch alternative Werkzeuge zu Feldtests gestützt werden, um das zu implementierende elektrische Schnittstellenmodell im Anschluss an die Integrationsarbeiten zwischen den Einrichtungen SSCC-ONS und LAFAE-UFRJ zu ermitteln.