Hintergrundsystem für den Netzbetrieb - eine Intranet-Lösung 1 DUtrain Independent Training &...
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Hintergrundsystem für den Netzbetrieb - eine Intranet-Lösung 1
DUtrainIndependent Training & Service Centre for Power System Control
Hintergrundsystem für den Netzbetrieb -
eine Intranet-Lösung
Michael Kreutz
www.dutrain.de
6. Arbeitskreis-Symposium Netzleittechnik Hamburg, 13.-14. Juni 2002
Hintergrundsystem für den Netzbetrieb - eine Intranet-Lösung 2
DUtrainIndependent Training & Service Centre for Power System Control
Was versteht man unter einem Hintergrundsystem?
Primäranalyse Sekundäranalyse
Echt-Zeit Offline (prozessfern ) Online (prozessnah )
SCADA EMS/HEO Hintergrundsysteme
Prozessführung Entscheidungshilfen
Überwachen Netz Zuverlässigkeit Abschaltleistung Übergabeleistung
Steuern Fernschalten Fernstufen Schaltanweisen Regeln Sollwertvorgaben
Netzanalyse Topologiebestimmung State Estimation Ausfallrechnung Kurzschlussrechnung Grenzwertbetrachtung Schaltüberprüfung Lastflussrechnung Momentan-Optimierung Spannungsprofil Netzverluste Energieeinsatz
Betriebsrealistische Simulation Analysen Präventivmaßnahmen Korrektivmaßnahmen Freigabeprüfungen Optimierung
Energieeinsatz Energieaustausch Prognosen
Validierung Netzausbau Netzumbau
Führungsfunktionen & Systeme
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DUtrainIndependent Training & Service Centre for Power System Control
Warum benötigt man ein Hintergrundsystem?
Unterstützung für den Operator durch die Sekundäranalyse als Entscheidungshilfe ist heute wichtiger denn je:
• höhere Operatorauslastung
• höhere Betriebsmittelauslastung
• Entscheidungen müssen immer schneller getroffen werden
• sich schnell ändernde Situationen
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Beispiel-Szenarien
Spontane Anfrage um 8:00, ob um 12:00 eine Leitungsfreischaltung erfolgen kann oder ob für morgen günstig eingekaufte 100MW Probleme bereiten:
• Funktioniert das für die morgigen Kraftwerks-/Lastprognosen ohne Grenzwertverletzungen?
• Geht das auch bei Kraftwerksausfall?
• Wie stellt sich die Situation bei geändertem Lastverlauf dar?
• ...?
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Anforderungen des Netzbetriebs an ein HGS
• kontinuierliche Verläufe müssen simulierbar sein (schneller als in Echtzeit)
• eine betriebsrealistische Darstellung ist notwendig
• die Handhabung des Systems muss ebenfalls betriebsrealistisch sein
Diese Anforderungen erfüllt von Hause aus ein Operator-Training-Simulator.
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Ausgangspunkt für ein Hintergrundsystem• Einsatz eines bestehenden Simulators auf veralteten Workstation
für das Operator-Training
• Betriebsführer nutzten den Simulator während des Trainings schon als Hintergrundsystem
• Simulation war an ihre Grenzen gestoßen
• Einsatz als Hintergrundsystem im EVU war undenkbar
Entschluss zur Portierung des Systems unter Beibehaltung der bestehenden Funktionalität plus neuer Funktionen zum PowerSystemHandler (PSH)
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Anforderungen an den Operator-Training-Simulator
• Modelle für Lasten, Kraftwerke, Schutz, PSG, Traforegler, ...
• effektive und flexible Aufdatung des Systems (GDL)
• flexibler Hard- und Softwareaufbau
• eine eindeutige Schnittstelle für Datenein-/ausgabe
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Hard- und Software-Charakteristika
• PC
• LINUX
• TCP/IP über 100Mbit Ethernet
• Client-Server-Aufbau
• eine einheitliche Interprozess-Kommunikation
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Schnittstelle für Datenein-/ausgabe auf ASCII-Basis
Szenarien
Prozess Daten Modell Zeitgesteuerter
Ereigniseintrag
Base Case 1
Zustand Netz
Zustand Lasten
Zustand Einspeisungen
Netz
Situationen
Schaltungen
Schaltbriefe 1, 2 ... , N
Base Case N
Zustand Netz
Zustand Lasten
Zustand Einspeisungen
Einspeisungen
Situationen
Verläufe
Fahrpläne 1, 2 ..., N
Lasten
Situationen
Verläufe
Prognosen 1, 2 ... , N
Snapshot
offline
online
Office-Welt
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Schnittstelle für Datenein-/ausgabe auf ASCII-Basis
Netz
'''ANF ''380 'ENG_W [LS = AUS QIT / 08:00:00]
'''ANF ''TRAF'403 [STUF = 11STL / 08:13:42]
Kraftwerke
'''ZB ''A 'BETRIEB [P.SOLL = 98.400MW / 08:30:00]
'''ZB ''A 'BETRIEB [U.SOLL = 103.500PZ / 08:30:00]
Lasten
'''BZL ''10 'A_PNOM [SLAST*HOEHE = 25.000PZ / 08:35:00]
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Beispiel einer Simulatorkonfiguration
Ethernet
Arbeitsplatz 1
Arbeitsplatz 2
System Operator
Arbeitsplatz 1
Arbeitsplatz 2
Regional Operator
Arbeitsplatz 1
Arbeitsplatz 2
Regional Operator
Arbeitsplatz 1
Arbeitsplatz 2
Regional Operator
Trainerplatz 1
Arbeitsplatz Windows
Arbeitsplatz 1
Arbeitsplatz 2
Trainerplatz 2
Arbeitsplatz 3
Steuerung und Überwachung des Trainings Drucker
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Beispiel eines Trainingskurses in Duisburg
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Idealfall einer Intranet-Lösung
PlanungArbeitsvor-
bereitungNetzbetrieb Handel
Öffentlich-keit
Abteilungsübergreifendes Arbeiten wird gefördert
Systemkosten werden auf mehrere Stellen verteilt
Es existiert nur eine Datenbasis aus der alle ihre spezifischen Info‘s beziehen
Zentrales Informationssystem mit einheitlicher Datenbasis
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Von der Einzelsystem-Lösung zur Intranet-Lösung
PlanungArbeitsvor-
bereitungNetzbetrieb Handel
Öffentlich-keit
PSHDB1
DB2DB3
SCADA PSH-Archive
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Beispielhafte Abteilungskonfiguration
Netzbetrieb
DB1
SCADA Archiv1
DB2 DB3
Archiv2 Archiv3
Abteilungs-Ebene
Benutzer-Ebene
Datenbank-Ebene
Szenario-Ebene
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Stand der Umsetzung
Anforderungen an eine Intranet-Lösung Umsetzung beim PSH
Verwaltung mehrerer Datenbanken im Training angewendet
Verwaltung mehrerer Archive im Training angewendet
flexibler Hardwareaufbau im Training angewendet
Schnittstellen zum Datenaustausch umgesetzt auf einheitlicher ASCII-Basis
Kommunikation im Intranet einheitliche Interprozess-Kommunikation
Kopplung an das SCADA-System machbar über Konverter (einheitliche Schnittstelle)
Kopplung mit neuen Programmen machbar über Konverter (einheitliche Schnittstelle)
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Anforderungen für die Integration in das EVU-Intranet
• Netzwerkanbindung mit entsprechender Bandbreite
• evtl. vorhandene Firewall den Bedürfnissen anpassen
• Benutzerverwaltung
• Datenbankverwaltung (Netz, Szenarien)
• X-Server für Rechner anderer Betriebssysteme (Windows)
• HTML-Server
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Einsatz bei einem städtischen EVU
momentane Verwendung:
• vorausschauende betriebliche Betrachtungen
• Training des Verhaltens neuer Betriebsmittel vor der Inbetriebnahme
• Betriebsstudien zukünftiger Netzstrukturen
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Einsatz bei einem städtischen EVU
Konverter
PSHDB1
DB2DB3
SCADA
PSH-Archive
heute
morgen