Intelligente Verteilungsautomatisierung von MV/LV-Transformatorstationen in LV-Netzen

Erweitertes Qualitätsmanagement der Stromversorgung

Im Gegensatz zu passiven Filtern erzeugen aktive Filter keine Anschlussüberspannungen, da die Ladung nicht auf die gleiche Weise in Kondensatoren eingeschlossen ist. Die typische Struktur von aktiven Filtern besteht aus einem Spulelement, genannt Filterwiderstand, und einem Leistungselektronikumrichter, das heißt Schalter und kapazitivem Energiespeicher.

Der Umrichter des aktiven Filters wird in der Regel so gesteuert, dass er Gegenphasenharmonische Wellenformen erzeugt, wodurch die Harmonischenverbreitung reduziert oder eliminiert wird. Neben der Harmonischenfilterung können aktive Filter auch zur Korrektur des Leistungsfaktors verwendet werden. In zukünftigen Funktionen von aktiven Filtern könnten Harmonischenfilterung und Leistungsfaktorkorrektur in der Netzseite-Steuerung des Energiespeichers umgesetzt werden.

Abbildung 1 zeigt die Verwaltungssysteme und Kommunikationsarchitektur von MV/LV-Transformatorstationen mit Energiespeicher.

Diese Kommunikationsarchitektur basiert auf dem öffentlichen Internet und besteht aus Ethernet- und IP-Protokollen, Transformatorzentrum-Gateways (GW) und dem lokalen IP-Netzwerk innerhalb von MV/LV-Transformatorstationen und Kontrollzentren. Das IP-Netzwerk ermöglicht die Verwendung mehrerer Protokolle, die in Bereichen wie Energiemarkt, Speichersteuerungskonfiguration, Fernsteuerung, Überwachung der Stromqualität und webbasierte Dienstleistungen angewendet werden können.

Wenn der Datenverkehr durch das öffentliche Netz getunnelt wird, kann ein verschlüsseltes virtuelles privates Netzwerk (VPN) eingesetzt werden.
Standard IEC-Protokolle werden zur Steuerung verteilter Ressourcen und Filter verwendet. Das intelligente logische Gerät für den Energiespeicher kann mit der objektorientierten Struktur und Architektur modelliert werden, die in IEC 61850 und seinen nachfolgenden IEC-Änderungen spezifiziert ist.

Das SCADA-Schaltbild in Abbildung 2 zeigt eine MV/LV-Transformatorstation, die mit einem aktiven Filter ausgestattet ist. Es umfasst Symbole für die Trennschalter der Ringeinheit, die Trennschalter des Transformators, den Transformator selbst, den Relais des LV-Bus, die Sicherungsautomaten der LV-Speisungen und das Relais der Speisung für den aktiven Filter.
Darüber hinaus werden der aktive Filter (rot dargestellt) und potenzielle Messwerte und Indikationsinformationen präsentiert.

Mit SCADA beinhaltet die umfassende Überwachung von LV-Prozessen und PQ-Indizes eine große Anzahl von Mess- und Berechnungspunkten.
Die Preisgestaltung von SCADA-Produkten hängt von der Anzahl der erforderlichen Punkte ab. Bislang hat dies eine vernünftige Möglichkeit geboten, sowohl kleinen als auch großen Verteilungsunternehmen SCADA-Systemupgrades leistbar zu machen. Um großflächige, multiparametrische LV-Überwachung zu ermöglichen, sind neue Preismodelle für SCADA und NIS/DMS erforderlich.
Ein neuer Preisanpassungsansatz, der nicht von der Anzahl der Punkte abhängt, könnte unnötige virtuelle Gruppierungen, Strukturen und Kompression von LV-Informationen beseitigen. Zum Beispiel können relationale Datenbanken extrem große Datenbanken verwalten, und die Verarbeitungs- und Speicherkapazitäten von Informationssystemen haben exponentiell zugenommen.