Intelligent automatisering van MV/LV-transformatorstations in laagspanningsnetwerken

Geavanceerd beheer van elektriciteitskwaliteit

In tegenstelling tot passieve filters genereren actieve filters geen aansluitingsoverspanningen, omdat de lading niet op dezelfde manier in condensatoren wordt opgeslagen. De typische structuur van actieve filters bestaat uit een spoel, namelijk een filterspoel, en een krachttechnische converter, dat wil zeggen schakelaars en energieopslag gebaseerd op condensatoren.

De converter van het actieve filter wordt meestal zo bestuurd dat hij tegengestelde fase harmonische golfformen genereert, waardoor de verspreiding van harmonischen wordt verminderd of geëlimineerd. Naast harmonische filtering kunnen actieve filters ook worden gebruikt om de cosinus phi te corrigeren. In toekomstige functies van actieve filters kunnen harmonische filtering en cosinus phi-correctie worden toegepast in de netzijde controle van energieopslag.

Figuur 1 toont de beheersystemen en communicatiearchitectuur van MV/LV-transformatorstations met energieopslag.

Deze communicatiearchitectuur is gebaseerd op het openbare internet en bestaat uit Ethernet- en IP-protocollen, transformatorcentrale gateways (GW) en het lokale IP-netwerk binnen MV/LV-transformatorstations en controlecentra. Het IP-netwerk stelt het gebruik van meerdere protocollen toe, die kunnen worden toegepast in gebieden zoals energiehandel, configuratie van opslagbeheer, afstandsbediening, kwaliteitscontrole van elektriciteit en webgebaseerde diensten.

Wanneer verkeer via het openbare netwerk wordt getunneld, kan een versleuteld virtueel privénetwerk (VPN) worden ingezet.
Standaard IEC-protocollen worden gebruikt om gedistribueerde bronnen en filters te regelen. Het intelligente logische apparaat voor energieopslag kan worden gemodelleerd met behulp van de objectgeoriënteerde structuur en architectuur zoals gespecificeerd in IEC 61850 en latere IEC-aanvullingen.

Het SCADA-schematische diagram in Figuur 2 toont een MV/LV-transformatorstation uitgerust met een actief filter. Het omvat symbolen voor de afschakelaars van de ringunit, de afschakelaars van de transformator, de transformator zelf, de relais van de LV-busbar, de fuseschakelaars van de LV-voeders en het relais van de voeder voor het actieve filter.
Daarnaast worden het actieve filter (afgebeeld in rood) en potentiële meetwaarden en indicatie-informatie weergegeven.

Met SCADA omvat de uitgebreide monitoring van LV-processen en PQ-indicatoren een groot aantal meet- en berekeningspunten.
De prijs van SCADA-producten hangt af van het aantal benodigde punten. Tot nu toe heeft dit een redelijke manier geboden voor zowel kleine als grote distributiebedrijven om SCADA-systeemupgrades te betalen. Voor grootschalige, multi-parameter LV-monitoring zijn nieuwe prijsmodellen nodig voor SCADA en NIS/DMS.
Een nieuwe prijsbenadering, die niet afhankelijk is van het aantal punten, zou overbodige virtuele groeperingen, structuren en compressie van LV-informatie kunnen elimineren. Bijvoorbeeld, relationele databases kunnen extreem grote databases hanteren, en de verwerking- en opslagcapaciteiten van informatiesystemen zijn exponentieel gegroeid.