2014.06.19 Tomo Popovic Disertacija Sladovi

Odbrana doktorske disertacije:

Smart Grid rješenje za automatsku analizu kvara elektroenergetskog sistema

Mr Tomo Popović

Podgorica, 19. jun 2014.

19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 2

Sadržaj

● Uvod● Zahtjevi za automatizaciju analize kvara● Implementacija● Rezultati● Zaključak


Elektroenergetski sistem


Šta je Smart Grid?

“Smart Grid (pametna mreža) se sastoji od naprednih senzorskih tehnologija, upravljačkih metoda, i komunikacija koje postaju deo elektroenergetskog sistema”

“Grid 2030”, U.S. Dept. of Energy, 2003.


Smart Grid 2.0, 3.0, ...

Slika: http://www.sas.com


Motivacija za istraživanje

● Porast potrošnje el. energije zahtjeva i naprednije nadgledanje

● Dramatična ekspanzija ICT-a u elektroenergetskim sistemima

● “Eksplozija podataka” koje je nemoguće ručno pregledati i analizirati

● Raznovrsnost elektronskih uređaja koji imaju funkciju snimača kvarova

● Potreba za automatskim procesiranjem i analizom


Predmet istraživanja

● Automatska analiza kvara na prenosnom vodu:– Definisanje zahtjeva i softverske arhitekture

– Unifikacija i integracija podataka

– Transparentna implementacija funkcija automatske analize

– Univerzalna vizualizacija i notifikacija korisnika

– Otvorenost prema integraciji sa drugim sistemima (SCADA/EMS, GIS, sl.)

● Mogućnost da se neoperativni podaci pretvore u operativne i koriste u upravljanju sistemom.


Hipoteza


Postojeća rješenja

● Ručna analiza uz pomoć softvera za pregled snimljenih signala (digitalni snimači kvarova)

● Ručno čitanje izvještaja iz digitalnih releja● Specifični softverski alati usko vezani za tip,

prozvođača, i generaciju uređaja● Automatizacija započeta:

– Integracija podataka

– Analiza podataka digitalnih snimača kvarova


Sadržaj



IED uređaji sa funkcijom snimača


Snimanje signala za vrijeme kvara


Nadgledanje prenosnog voda


Primjer snimljenog kvara (DFR)


Priprema i procesiranje signala

Re {I }=2N

⋅∑n=0

N−1

i(n

Nf 0

)cos(2 π nN

) , Im {I }=2N

⋅∑n=0

N−1

i(n

N f 0

)sin(2 π nN

)


Ekspertni sistem

● Ekspertni sistem

– Baza znanja + mehanizamzaključivanja

– Znanje: opšte poznato +heuristike

● Implementacija putempravila


Primjer pravila (A-G)


Izračunavanje lokacije kvara

x=Im {U S⋅I S

' '* }Im {Z I S⋅I S

' '* }, I S

' '=I S−I S

'

US−x Z IS=U R−(1− x)ZI R

x=−(AT A)−1

(AT B)

A x+B=E , A=−Z( I S− IR) ,B=US−U R+ZI R

● Ilustracija kvara naprenosnom vodu:

● Korišćenje podatakasa jednog kraja:

● Korišćenje podatakasa oba kraja:


Sadržaj



Funkcionalni zahtjevi


Nefunkcionalni zahtjevi

● Kvalitet podataka (16-bit A/D, min. 16 odb./ciklusu)● Vremenska sinhronizacija (GPS satelitski sat)● Komunikacija (<2 minuta)● Brzina procesiranja (~sekunde)● Korišćenje raspoloživih standarda● Korišćenje open source tehnologija● Interfejs prema drugim sistemima


Implementacioni framework


Integracija IED snimaka


Implementacija analitike


Transparenti pristup podacima


Client/Server paradigma


Upotreba Open Source tehnologije


Korisnički interfejs (web)


Korisnički interfejs (desktop)


Integracija sa drugim sistemima


Sadržaj



Simulacija


Pilot instalacija


Primjeri rezultata iz postrojenja


Primjeri izvještaja analitike


Sadržaj



Zaključak

● U disertaciji su definisani zahtjevi i softverska arhitektura koja omogućava implementaciju automatske analize.

● Automatizacija integracije podataka i analize je neophodna da bi se efikasno mogli koristiti podaci iz transformatorskih stanica.

● Implementacija realizuje transparentost podataka, analitičkih funkcija, vizualizacije, i veze prema drugim sistemima.

● Demonstrirano je i kreiranje novih vrijednosti kao što su poboljšana pouzdanost i produktivnost, bolje iskorišćenje kapitalnih investicija, te praćenje regulatornih obaveza.

● Uz efikasnu komunikaciju podataka, rješenje omogućava da se neoperativni podaci počnu koristiti kao operativni u “realnom vremenu” (potvrda hipoteze).


Dalji pravci istraživanja

● Poboljšanje interoperabilnosti i podrška procesu harmonizacije standarda.

● Razvoj i upotreba naprednih OSS alata za integraciju (Enterprise Integration Patterns), kao i alata za upravljanje podacima (Data Management Systems)

● Rješenje se može integrisati sa sistemima za praćenje udara groma, vremenske prognoze, socijalnim mrežama i dr., sa ciljem obrade kombinovanih podataka (Big data).

● Korišćenje sinhrofazora i mjerenja iz PMU uređaja; implementacija analize kvara na bazi protoka sinhrofazorskih podataka.

● Dodavanje i unapređivanje funkcionalnosti koje podržavaju napredno upravljanje topologijom sistema.


Hvala na pažnji!

● Pitanja i diskusija

Science

2014.06.19 Tomo Popovic Disertacija Sladovi