Implementierung von Algorithmen zum Schutz von Stromnetzen in einer digitalen „ Hardware-in-the-Loop“-Umspannstation

Echtzeit-Algorithmen für Stromversorgungssysteme sind für die Weiterentwicklung des Stromnetzes unerlässlich, doch wurden bislang nur wenige praktische Anwendungen im Kontext der Forschungsanwendbarkeit demonstriert. Die in diesem Beitrag vorgestellte Arbeit umfasst die Implementierung eines Datenkorrekturalgorithmus, dessen Einsatz in realistischen Umspannwerksanlagen sowie den Entwurf eines Testumfelds zur Demonstration des Gesamtkonzepts und seiner Anwendbarkeit. Zur Erzeugung von PMU-Daten (Phasor Measurement Unit) für den Algorithmus wird ein digitaler Simulator verwendet. Der Algorithmus korrigiert Daten, die durch GPS-Spoofing-Angriffe verfälscht wurden. Schließlich wird das gesamte System auf der Energieversorger- software, SEL Synchrowave Operations, visualisiert. Es werden Überlegungen und potenzielle Probleme erörtert, die sowohl für digitale „ Hardware-in-the-Loop“-Systeme (HIL) als auch für im Feld eingesetzte Systeme gelten. Das System wird anhand von 11 PMUs demonstriert, die in einem System mit 21 PMUs gleichzeitig einem GPS-Spoofing-Angriff ausgesetzt sind. Der in dieser Arbeit entwickelte HIL-Teststand bietet ein wertvolles Werkzeug zur einfachen „ Tests “ einer Vielzahl von Echtzeit-Stromnetzalgorithmen sowie der für deren erfolgreichen Betrieb erforderlichen Kommunikations- und Steuerungsfunktionen.