По мере развития прогресса в сторону увеличения производства электроэнергии из альтернативных источников, одновременно растет и количество потребителей, которые децентрализовано поставляют в энергосистему электричество, полученное из энергии ветра и солнца. Они замещают все большую долю генерирующей мощности, однако выполняют лишь ограниченные сервисные задачи в сети по стабилизации напряжения и обеспечению контроля энергии. Устройства Smart Grids должны в будущем взять на себя эти задачи. Основой для их проектирования и управления являются точные модели системы и данные измерений, полученные с высоким разрешением в онлайн-режиме из сети. Для этой задачи инженеры-электрики из KIT (технологический институт Карлсруэ) разработали EDR - электрический регистратор данных. Этот прибор входит в комплект KIT и с высокой точностью, высоким разрешением и полным охватом регистрирует сетевое напряжение и токи нагрузки. При увеличивающихся поставках электроэнергии от альтернативных производителей EDR может помочь получить более глубокое представление о реальных процессах, происходящих в системе. С использованием данных модерирования сегментов сети и оборудования, повышается качество таких симуляций, что в свою очередь дает возможность повысить надежность управления будущих интеллектуальных сетей.

Требования децентрализованного производства энергии

Задачи снабжение электроэнергией меняются: чем дальше продвигается процесс перехода на альтернативные возобновляемые источники энергии, тем больше электроэнергии поставляется в сеть из таких источников как солнце и ветер. Зачастую такая электроэнергия поставляется децентрализованными производителями. Таким образом, чтобы поддерживать постоянную надежную подачу электроэнергии,  энергосистема должна компенсировать локально изменяющиеся ситуации со стороны генерации и нагрузки. Для этого интеллектуальные сети, так называемые Smart Grids, с помощью информационных и коммуникационных технологий в будущем будут связывать производителей, хранилища и потребителей электроэнергии и координировать их. При этом особые требования формирует растущий сегмент потребителей, которые одновременно являются и производителями, и децентрализовано поставляют солнечную и ветровую электроэнергию.

 Они берут на себя все большую долю по генерации, однако их вклад ограничен по стабилизации напряжения и обеспечению контроля электроэнергии. «Вот почему нам нужны концепции оперативного управления, которые не только обеспечивают оптимальное использование транспортных мощностей энергосистемы, но и обеспечивают высокое качество энергоснабжения», - говорит руководитель проекта доктор Хейко Маас из Института автоматизации и прикладной информатики (IAI) KIT. «Основой для этого являются детальное моделирование и данные измерений, полученные с высоким разрешением в онлайн-режиме из сети».

Непрерывная  запись данных

Под его руководством исследователи IAI был разработан  электрический регистратор данных, как инструмент для мониторинга и анализа электрических сетей. Устройство может быть установлено рядом с потребителем или на промышленных предприятиях и точно регистрирует сетевое напряжение и токи нагрузки. Благодаря буферизированному источнику питания запись продолжается даже при отключении питания. EDR может продолжительное время непрерывно записывать три канала напряжения (три фазы) и четыре токовых канала (три фазы плюс нейтраль) синхронно с разрешением 16 бит и частотой дискретизации до 25 кГц. Обычно 4 ТБ памяти данных достаточно для записи в течении восьми недель при полном разрешении. Посредством GPS-синхронизации все полученные  данные из распределенных точек измерения могут быть упорядочены по времени. Функционально это можно представить как запоминающий осциллограф с временным распределением. Если в наличии имеется мощное сетевое соединение, то все данные измерений, полученные с высоким разрешением, могут постоянно храниться в базе данных для последующей обработки. Также альтернативой для записи данных в течении восьми недель является локальное кэширование.

EDR предоставляет собой графический пользовательский интерфейс с поддержкой сенсорного ввода, который позволяет пользователю контролировать запись, а также отображать сэмплы и рассчитанные значения (среднеквадратичное значение, частота, минимальные и максимальные значения  гармоник и т. д.). Устройства могут использоваться по отдельности как, например, для диагностики проблем качества электроэнергии, а также в комбинации; в последнем случае центральное приложение мониторит и контролирует все устройства. Также возможно отображение в реальном времени рассчитанных значений характеристик отдельных измерительных устройств. Совместное функционирование вместе с непрерывной записью позволяет детально изучить распространение сбоев и их историю. «В будущем EDR будет также использоваться для моделирования на основе измерений сегментов сети и оборудования», - заявляет руководитель проекта доктор Хейко Маас. «Это может помочь значительно улучшить качество моделей систем и, следовательно, контроль интеллектуальных сетей».

Источник www.etz.de