i napięcie i
6.6. Inne zastosowania WAMS
Jeżeli chodzi o urządzenia pomiarowe PMU oraz zbierania danych PDC, to można sformułować następujące wnioski:
• urządzenia PMU wytwarzane przez różnych producentów będą się różnić w konstrukcji układów pomiarowych, układów synchronizacji, algorytmach obliczających wartości fazorów, obsługą wymiany danych,
• różnice mogą być szczególnie widoczne w stanach dynamicznych (zmiany am-plitud, częstotliwości itp.),
• różnice mogą wystąpić również w obsłudze łącza szeregowego oraz związanej z tym wymiany danych (różne opóźnienia w przesyłaniu danych, różne proto-koły telekomunikacyjne lub ich wersje),
• podane cechy powodują, że przedsiębiorstwa wdrażające technologie WAMS testują w swoich laboratoriach wykorzystywane urządzenia, określając wspo-mniane cechy, które są, co warto podkreślić, krytyczne dla właściwego działa-nia całego systemu,
• określone zastosowania (np. obserwacja stanów statycznych, estymacja stanu SEE, zabezpieczenia rezerwowe) stawiają określone wymagania parametrom urządzeń PMU, PDC oraz telekomunikacyjnym, przy czym na obecnym etapie rozwoju WAMS, przy ciągle toczących się pracach teoretycznych, należy bar-dzo ostrożnie podchodzić do ich formułowania, dokonując wcześniej barbar-dzo wnikliwej analizy dostępnych materiałów. Samo oparcie się na standardach ni-czego w tym względzie nie przesądza.
Systemy PMU/WAMS powinny znaleźć zastosowanie przede wszystkim w reali-zacji nowych automatyk prewencyjnych oraz specjalnych funkcji EMS/SCADA. Nie-które kierunki zastosowań są następujące [15–18]:
W zakresie przeciwdziałania utracie stabilności częstotliwościowej
Automatyką prewencyjną, wspierającą automatykę regulacyjną częstotliwości i mocy w stanach awarii systemowych, które prowadzą do znacznego obniżenia czę-stotliwości, jest automatyka SCO (samoczynnego częstotliwościowego odciążania). Automatyka ta nie powinna dopuścić do zbytniego obniżenia częstotliwości po po-wstaniu dużego niezbilansowania mocy. Powinna przeciwdziałać podczas nagłych niezbilansowań mocy – lawinie częstotliwości. Aktualnie automatyka SCO zainstalo-wana jest w węzłach odbiorczych. Powoduje wyłączanie części odbiorców w pewnych progowych wartościach częstotliwości. Działanie automatyki może być uzależnione od pochodnej częstotliwości. Działanie automatyki SCO następuje praktycznie już po zaistnieniu skutków niezbilansowania, tj. po znacznym obniżeniu częstotliwości. Ba-dania w zakresie wykorzystania systemów WAMS w automatyce SCO powinny iść w kierunku scentralizowania działania tej automatyki. Wykorzystując pomiary fazo-rów napięć generatofazo-rów, można przewidzieć jaką moc odbieraną należy wyłączyć, aby nie doszło do obniżenia częstotliwości poniżej określonej wartości. Na tej pod-stawie należy wyłączyć odpowiednią moc odbieraną. Badania mają obecnie charakter badań symulacyjnych. Wdrożenia mogą być jednak stosunkowo szybkie po opraco-waniu odpowiednich algorytmów sterowania. Prace skierowane są na opracowanie nowej automatyki SCO opartej na urządzeniach PMU, zastosowanie systemów WAMS do poprawy działania ARCM, monitorowanie zaburzeń w SEE.
W doskonaleniu zabezpieczeń sieci elektroenergetycznych
Prowadzone są prace związane z zastosowaniem urządzeń PMU do opracowywa-nia m.in. nowych rodzajów zabezpieczeń odległościowych opartych na detekcji zwar-cia i pomiarze jego odległości z wykorzystaniem pomiaru fazorów na końcach zabez-pieczanej linii. Pomiary na obu końcach są synchronizowane za pomocą sygnału GPS. Proponuje się wiele algorytmów rozwiązania zadania detekcji zwarcia i pomiaru jego odległości. Bazują one na równaniach fragmentu sieci przy znajomości fazorów napięć i prądów po obu końcach linii i znajomości impedancji linii zabezpieczanej. Problem do końca nie jest jednak rozwiązany. Inną dziedziną, w której planuje się zastosowanie pomiaru fazorów napięć i prądów są zabezpieczenia od pracy asynchronicznej.
W zakresie zapobiegania utracie stabilności kątowej
Jedną z bardziej perspektywicznych dziedzin zastosowania technologii WAMS powinno być rozwiązywanie zagadnień związanych z zapobieganiem utraty równo-wagi dynamicznej SEE. Na razie prace koncentrują się głównie na pomiarach przez urządzenia PMU kąta mocy wybranych węzłów SEE i wizualizacji jego przebiegu w czasie, jako specjalnych funkcji EMS. Ułatwia to dyspozytorom śledzenie zmian kątów podczas zaburzeń. W bardziej zaawansowanych rozwiązaniach pomiary te wy-korzystywane są w analizach stabilności pracy SE wykonywanych w ramach realizacji funkcji EMS.
Pojawiają się, dotąd nieliczne, próby zastosowania pomiaru kątów do opracowania sterowania urządzeń w SE (generatorów i turbin), które pozwoliłoby zapobiegać utra-cie równowagi dynamicznej. Problem ten jest jednak na razie trudny. Dużo łatwiejsze będzie wykorzystanie pomiarów PMU do sterowania urządzeń FACTS w stanach dynamicznych.
W zakresie zmiany w rozwoju systemów KWSD
Systemy KWSD służą w SEE do zbierania danych, nadzoru pracy SEE oraz stero-wania zdalnego w normalnych stanach pracy. Na podstawie pomiarów wykonywana jest estymacja stanu pracy sieci elektroenergetycznej oraz obliczenia, których wyniki wspomagają prace dyspozytorów. Niektóre systemy KWSD w ramach funkcji EMS realizują funkcje specjalne, które służą do ostrzegania o stanach zagrożenia pracy SE. Do tych funkcji należy zaliczyć ostrzeżenia o przeciążeniach elementów, zagrożeniach stabilności napięciowej, zagrożeniach stabilności częstotliwościowej, kątowej, skut-kach wyłączeń kaskadowych itp.
Systemy KWSD tworzone były w czasach, gdy nie było jeszcze możliwości zasto-sowania systemów WAMS. Oparte są dotąd na pomiarach wartości skutecznych na-pięć i pomiarach mocy czynnej i biernej. Na tej podstawie wykonywana jest estymacja stanu – zadanie typowo nieliniowe. Aktualne możliwości pomiaru fazorów napięć i prądów w zasadniczy sposób zmieni algorytmy obliczeniowe. W skrajnym przypad-ku we wszystkich pomiarach fazorów napięć i prądów estymacja stanu stanie się za-daniem liniowym. Rzecz jasna taki stan będzie tworzył się ewolucyjnie, stopniowo.
W krajach przodujących w rozwiązaniach technicznych proces wdrażania syste-mów WAMS odbywa się stopniowo. Rozpoczynano praktycznie od zainstalowania kilku urządzeń PMU. Umożliwiło to prowadzenie obserwacji zmian kątów fazowych napięć. Z pojawiających się publikacji wynika, że prowadzone są prace nad metodami i algorytmami wykorzystania pomiarów z WAMS w specjalnych funkcjach EMS.