Rozwój systemów sterowania i nadzoru (SSiN) stosowanych w elektroenergetyce zaowocował pojawieniem się rozwiązań dedykowanych dla sieci niskiego napięcia (nn). Wynika to z potrzeby zapewnienia niezawodnego zarządzania siecią, do której przyłączane są nowe obiekty, takie jak stacje ładowania pojazdów, instalacje fotowoltaiczne oraz powiązane z nimi magazyny energii, często zarządzane przez niezależnych operatorów. Systemy te bazują na sprawdzonych rozwiązaniach technicznych wykorzystywanych do zarządzania sieciami średniego oraz wysokiego napięcia, choć mogą również wykorzystywać rozwiązania stosowane w automatyce przemysłowej i budynkowej. Zależy to od technologii preferowanych przez danego producenta. Daje to dużą różnorodność rozwiązań, na których może opierać się ich architektura. SSIN w sieciach nn budowane są jako systemy lokalne obejmujące wybrany fragment sieci, często na zasadzie pilotażu. W artykule przedstawiono aktualną charakterystykę systemów automatyki stacji SN/nn, które stanowią podstawę do tworzenia systemów zarządzania siecią niskiego napięcia. Ukazano również nowe konstrukcje aparatów, zabezpieczeń i sterowników wykorzystywanych w stacjach. Przedstawiono preferowane metody wymiany danych. Przedstawiono również podstawowe funkcjonalności realizowane przez SSiN.
EN
The development of Network Management Systems (NMS) used in the power system industry has resulted in the emergence of solutions dedicated to low voltage (LV) grids. This results from the need to ensure reliable management of the network to which new objects are connected, such as vehicle charging stations, photo- voltaic installations and related energy storage, often managed by independent operators. These systems are based on well-known technical solutions used to manage medium and high voltage networks, although they can also use solutions preferred in industrial and building automation. This depends on the technologies chosen by a given manufacturer. This results in a large variety of solutions on which their architecture can be based. NMS in LV networks are built as local systems covering a selected part of the grid, often on a pilotage basis. The article presents the current characteristics of MV/LV station automation systems, which are the basis for creating LV network management systems. It also shows new designs of devices, protection automation and controllers used in stations. Preferred data exchange methods are presented in the article. Furthemore, the basic services implemented by NMS are presented.
Na przestrzeni ostatnich kilkudziesięciu lat można obserwować stały rozwój automatyki stacyjnej. Rozwój ten spowodował zastąpienie urządzeń analogowych urządzeniami cyfrowymi oraz wprowadził szereg nowych rozwiązań technicznych zarówno w elektroenergetycznej automatyce zabezpieczeniowej (EAZ) jak i w telemechanice. Rozwiązania te opierają się na cyfrowym przetwarzaniu sygnału oraz szybkiej wymianie danych pomiędzy współpracującymi urządzeniami. Często wykorzystywane są rozwiązania stosowane w systemach informatycznych oraz telekomunikacyjnych. Wraz z rozwojem urządzeń technicznych postępuje również proces normalizacji opisujący poszczególne obszary działania układów automatyki. Pojawienie się w 2004 roku nowego standardu opisanego jako IEC 61850 przyniosło prawdziwą rewolucję w podejściu do automatyki stacji oraz całej sieci elektroenergetycznej, narzuciło również kierunki rozwoju nowych rozwiązań technicznych. Ze względu na długotrwały proces inwestycyjny oraz dużą trwałość i niezawodność stosowanych urządzeń automatyki mamy obecnie do czynienia z sytuacją, w której współpracują ze sobą systemy oparte o różne standardy, a zastępowanie starszych rozwiązań nowymi następuje stopniowo. W artykule przedstawiono aktualną charakterystykę systemów automatyki stacji będących w eksploatacji. Ukazano również nowe rozwiązania, które powinny pojawiać się w nowobudowanych lub modernizowanych stacjach elektroenergetycznych w najbliższej przyszłości.
EN
Over the last few decades, we can observe the constant development of station automation. This development resulted in the replacement of analog devices with digital ones and introduced a number of new technical solutions both in power protection automation (EAZ) and in telemechanic. These solutions are based on digital signal processing and fast data exchange between cooperating devices. Solutions used in IT and telecommunications systems are often used. With the development of technical devices, the process of standardization describing individual areas of operation of automation systems is also progressing. The introduction in 2004 of a new standard described as IEC 61850 brought a real revolution in the approach to substation automation and the automation of the entire power grid, and also imposed directions for the development of new technical solutions.Due to the long-term investment process and the long life and reliability of currently used automation devices, we are currently : dealing with a situation in which systems based on different standards cooperate with eachother, and the replacement of older solutions with new ones takes place gradually. The article presents the current charactenstrcs Of Station automation systems in operation. It also shows new solutions that should appear in newly built or modernized power Stations in the near future.
W artykule przedstawione zostały doświadczenia zespołu B+R realizującego projekt NCBiR zat. „Opracowanie i wdrożenie systemu zarządzania energią z wykorzystaniem OZE w obszarze technologii wrażliwych na ciągłość zasilania”. Zaprezentowano wnioski po pierwszym roku użytkowania farmy fotowoltaicznej o mocy 1,16 MW w zakładzie przetwórczym branży spożywczej o mocy zapotrzebowanej 5 MW.
EN
There will be presented some experiences of the R&D team implementing the NCBiR project titled: "Development and implementation of an energy management system using renewable energy sources in the area of technologies sensitive to power supply continuity." We will present conclusions after the first year of use of a photovoltaic farm with a capacity of 1.16 MW in a food processing plant with a required capacity of 5 MW
Na przestrzeni ostatnich kilkunastu lat można obserwować stały rozwój sieci dróg szybkiego ruchu w Polsce. Procesowi temu towarzyszy wypracowanie i wdrożenie nowych standardów projektowania i realizacji instalacji oświetlenia drogowego. Standardy te opierają się na precyzyjnych wymaganiach norm oświetleniowych oraz wymogach prawa energetycznego obowiązującego w kraju. Wraz ze wzrostem liczby instalacji oświetleniowych coraz większe znaczenie ma koszt zakupu energii elektrycznej niezbędnej do ich prawidłowego funkcjonowania. Dlatego dużą uwagę przy projektowaniu i eksploatacji oświetlenia drogowego przywiązuje się do takich cech jak możliwość sterowania pracą instalacji oraz jej efektywność energetyczna.
EN
Over the last dozen or so years, we can observe the constant development of the expressway network in Poland. This process is accompanied by the development of new standards for the design and implementation of road lighting installations. These standards are based on precise requirements of lighting standards and the requirements of energy law in force in Poland. As the number of lighting installations increases, the cost of purchasing the energy necessary for their proper functioning becomes more and more important. Therefore, when designing and operating road lighting, great attention is paid to features such as the ability to control the operation of the installation and its energy efficiency. The operation of existing lighting installations allows for an analysis of their operation, which indicates the most common problems and errors in their operation. By performing acceptance tests of newly commissioned lighting installations, you can evaluate them, compare the obtained results with the design assumptions, and indicate additional actions necessary to increase the efficiency of the installation. The article presents the process of creating modern road lighting and methods of optimal operation taking into account the costs of electricity consumption.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule podjęto problematykę zjawiska wzrostu napięcia w sieciach dystrybucyjnych z dużym udziałem fotowoltaicznych instalacji prosumenckich. W badaniach symulacyjnych dla przykładowej sieci nn porównano wybrane środki przeciwdziałania przekroczeniom napięciowym. Zaproponowano także autorską metodę sterowania podobciążeniowym przełącznikiem zaczepów transformatora, bazującą na sztucznej sieci neuronowej. Metoda ta pozwala na uzależnienie pracy przełącznika zaczepów od warunków napięciowych w głębi sieci, czyli tam, gdzie problem ze wzrostem napięcia jest najbardziej dotkliwy.
EN
The article deals with the issue of the phenomenon of voltage increase in distribution networks with a large share of photovoltaic prosumer installations. In the simulations for the exemplary low-voltage network, selected measures to prevent overvoltages were compared. An original method of controlling the transformers on-load tap changer based on an artificial neural network was also proposed. By using the proposed method, it is possible to make the operation of the tap changer dependent on the voltage conditions deep in the network, i.e. in nodes where problems with voltage increases occur.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The article deals with the issue of the phenomenon of voltage increase in distribution networks with a large share of photovoltaic prosumer installations. In the simulations for the exemplary low-voltage network, selected measures to prevent overvoltages were compared. An original method of controlling the transformers on-load tap changer based on an artificial neural network was also proposed. By using the proposed method, it is possible to make the operation of the tap changer dependent on the voltage conditions deep in the network, i.e. in nodes where problems with voltage increases occur.
PL
W artykule podjęto problematykę zjawiska wzrostu napięcia w sieciach dystrybucyjnych z dużym udziałem fotowoltaicznych instalacji prosumenckich. W badaniach symulacyjnych dla przykładowej sieci nn porównano wybrane środki przeciwdziałania przekroczeniom napięciowym. Zaproponowano także autorską metodę sterowania podobciążeniowym przełącznikiem zaczepów transformatora, bazującą na sztucznej sieci neuronowej. Metoda ta pozwala na uzależnienie pracy przełącznika zaczepów od warunków napięciowych w głębi sieci, czyli tam, gdzie problem ze wzrostem napięcia jest najbardziej dotkliwy.
Wzrost popularności instalacji fotowoltaicznych przyniósł nowe wyzwania techniczne obserwowane w sieciach elektroenergetycznych nN. Popularność ta przełożyła się również na dużą różnorodność instalowanych inwerterów charakteryzujących się różną funkcjonalnością. Taka sytuacja wymaga ciągłego monitorowania zmian zachodzących na rynku inwerterów w celu optymalnego dostosowania ich możliwości technicznych do wymagań operatorów sieci dystrybucyjnej (OSD). Aby móc badać wszystkie aspekty współpracy instalacji PV z siecią elektroenergetyczną, w laboratorium Katedry Elektroenergetyki Politechniki Lubelskiej powstało dedykowane stanowisko badawcze. W artykule przedstawione zostaną możliwości funkcjonalne stanowiska oraz jego potencjalne walory techniczne i naukowe. W tym celu opisane zostaną przykładowe badania zrealizowane w laboratorium oraz badania planowane w najbliższej przyszłości.
EN
With the growing popularity of photovoltaic installations, new technical challenges have appeared in LV power grids. This popularity has also translated into a large variety of inverters with different functionalities. Such a situation requires constant monitoring of changes taking place on the inverters market in order to optimally adapt their technical capabilities to the requirements of distribution system operators (DSOs). In order to test all aspects of the interaction of the PV installation with the power grid, a dedicated test stand was built in the laboratory of the Faculty of Power Engineering at the Lublin University of Technology. The article presents the functionality of the stand and its potential technical and scientific values. For this purpose, examples of tests carried out in the laboratory and tests planned in the near future are described.
Rozwój nowoczesnych technologii widoczny jest również w pracy sieci elektroenergetycznych oraz całego systemu elektroenergetycznego. Zmiany dotyczą wszystkich elementów systemu elektroenergetycznego, następuje ich ciągła modernizacja, doskonalenie urządzeń sieciowych oraz automatyki i systemów sterowania. W pracy sieci elektroenergetycznych pojawiły się również zupełnie nowe elementy wcześniej praktycznie niewystępujące. Należą do nich źródła rozproszone (DER), magazyny energii oraz pojazdy elektryczne wyposażone we własny zasobnik energii (elektromobilność). W artykule przedstawiono analizę wpływu rozwoju infrastruktur stacji ładowania pojazdów elektrycznych (EV) na pracę elektroenergetycznej sieci rozdzielczej, ze szczególnym uwzględnieniem głównych punktów zasilania 110/SN. Podstawowym celem była analiza i opisanie bezpieczeństwa pracy sieci rozdzielczej na przykładzie aglomeracji miasta Lublina przy założeniu rozwoju elektromobilności do roku 2036. Analiza uwzględnia plany rozwoju komunikacji zbiorowej oraz jej specyfikę.
EN
The development of modern technologies is nowadays also visible in operations of power grids and the entire power system. The changes affect all elements of the power system, they are constantly modernized and the network devices, automation and control systems are improved as well. In the operations of power grids there are completely new elements that were practically not present before. They include distributed sources (DER), energy storage and electric vehicles equipped with a dedicated energy storage (electromobility). The article presents an analysis of the impact of the development of electric vehicle (EV) charging station infrastructure on the operations of the electricity distribution network with particular emphasis on the main substations 110/MV. The main objective was to analyse and describe the operational safety of the distribution network on the example of the agglomeration of the city of Lublin, assuming the development of electromobility by 2036. The analysis takes into account the development of public transport and its specifics.
Wzrost cen energii elektrycznej, rozwój generacji rozproszonej oraz konieczność ograniczenia emisji CO2 sprawia, że należy rozważać stopniowe instalowanie źródeł fotowoltaicznych (PV) na budynkach użyteczności publicznej. Trend ten obserwowany w Europie Zachodniej zaczyna również być widoczny w Polsce. Jest to spowodowane dostępnością na budynkach i wokół nich powierzchni dostosowanych do montażu instalacji PV oraz bliskością odbiorów energii. Sieci elektroenergetyczne niskiego napięcia w miastach ze względu na ich budowę cechuje duża niezawodność. Struktura tych sieci dostosowana jest do stopnia zurbanizowania danego obszaru. Sieci te, szczególnie w nowobudowanych osiedlach, charakteryzują się dostateczną przepustowością kabli, krótszymi długościami poszczególnych obwodów oraz zapasem mocy w stacjach SN/nn. Artykuł ma za zadanie zaprezentowanie na przykładzie wybranego osiedla mieszkaniowego możliwości rozwoju instalacji PV w warunkach miejskich. Jest również próbą oceny ich wpływu na sieć nn, a także próbą wskazania korzyści i zagrożeń wynikających ze współpracy źródeł fotowoltaicznych z siecią miejską.
EN
Electricity price increase, development of distributed generation and the need to reduce CO2 emission mean that the gradual installation of photovoltaic sources (PVs) on public buildings should be considered. This trend observed in Western Europe can also be seen in Poland. This is facilitated by the availability on buildings and around them of surfaces adapted to the installation of PV sources and the proximity of energy consumers. Low-voltage power networks in urban areas, due to their structure, are characterized by high reliability. The structure of these networks is adapted to the degree of urbanization of the area. These networks, especially in newly built housing estates, are characterized by sufficient capacity of selected cables, shorter lengths of circuits and a reserve of installed power in the MV/LV substations. The article aims to present, on the example of a selected housing estate, the possibility of developing a PV installations in urban conditions. It is also an attempt to assess their impact on the LV network, as well as to indicate the benefits and threats resulting from the cooperation of photovoltaic sources with the urban network.
Zmiany zachodzące w elektroenergetyce są zauważalne we wszystkich rodzajach sieci elektroenergetycznych. Dotyczą one również sieci niskiego napięcia, które – dzięki nowym technologiom wykonania i szerszemu wykorzystaniu automatyki i urządzeń pomiarowych – stają się coraz bardziej niezawodne, a także coraz bardziej obserwowalne. W sieciach tych, traktowanych dotychczas jako sieci dystrybuujące energię elektryczną od stacji SN/nn do odbiorców, pojawiają się instalacje prosumenckie, zasobniki energii czy stacje ładowania pojazdów elektrycznych, które mogą powodować zmianę kierunku przepływu energii oraz wpływać na wartości wielkości elektrycznych w sieci. Tak istotne zmiany na poziomie sieci niskiego napięcia wymuszają konieczność monitorowania jej parametrów elektrycz-nych lub nawet ingerowania w pracę instalacji prosumenckich w celu zagwarantowania poprawnego funkcjonowania całego systemu. Aby skutecznie kontrolować pracę sieci, konieczna jest komunikacja z układami rozliczeniowymi oraz sterownikami instalacji prosumenckich. W artykule przedstawiono modele systemów akwizycji danych, które odpowiadałyby nowym wyzwaniom związanym z aktywnym sterowaniem siecią nn.
EN
Changes in the power industry are noticeable in all types of electrical grids. They also apply to low-voltage networks, which - thanks to new production technologies and a wider use of automation and measuring devices - are becoming more and more reliable and observable. In these networks, treated so far as networks distributing energy from MV/LV stations to customers, there are prosumer installations, energy storages and charging stations for electric vehicles that can cause a change in the direction of energy flow and affect the values of electrical parameters in the network. Such significant changes in low-voltage networks force the necessity to monitor its electrical parameters or even interfere with the operation of prosumer installations in order to guarantee the proper functioning of the entire system. In order to effectively control the network, communication with settlement systems and controllers of prosumer installations is necessary. The article presents models of data acquisition systems that would respond to new challenges related to the active control of the LV network.
An increasing number of connected prosumer installations, mainly photovoltaic ones, can cause problems with the operation of lowvoltage networks such as voltage fluctuations. These problems can be solved by an adequate control of the sources operation within one transformer substation. The article presents a concept of a controller that ensures access to the data that describe the network operating conditions and the energy sources installed there as well as allows control of the micro installations output power.
PL
Coraz większa liczba przyłączanych instalacji prosumenckich, głównie fotowoltaicznych, może być przyczyną występowania problemów w pracy sieci niskiego napięcia, takich jak m.in. wahania napięcia. Problemy te mogą być rozwiązane poprzez odpowiednie sterowanie pracą źródeł w obrębie jednej stacji transformatorowej. W artykule zaprezentowano koncepcję sterownika, który zapewnia dostęp do danych obrazujących warunki pracy sieci i zainstalowanych w niej źródeł energii, jak również umożliwia sterowanie mocą wyjściową mikroinstalacji.
Kierunek postępu współczesnej energetyki wyznaczany jest poprzez rozwój technologii pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych oraz pojawienie się nowych rodzajów odbiorów. Światowe trendy wskazują na dalszy dynamiczny rozwój OZE kosztem energetyki konwencjonalnej. Dla sieci dystrybucyjnej niskiego napięcia wprowadzenie źródeł energii w postaci mikrogeneratorów fotowoltaicznych oznacza odejście od dotychczasowej konfiguracji sieci. Rodzi to szereg problemów, szczególnie istotnych w sytuacji znacznego poziomu penetracji źródeł fotowoltaicznych oraz innych źródeł rozproszonych. W artykule przedstawiono metody komunikacji pomiędzy elementami systemu sterowania pracą sieci nn z dużym nasyceniem źródeł rozproszonych i innych elementów aktywnych w tej sieci. Opisano różnice pomiędzy technologiami komunikacyjnymi oraz ich podstawowe cechy, w tym wady i zalety.
EN
The direction of progress of the energy industry is determined by the development of technologies for obtaining energy from renewable sources and the emergence of new types of loads. Global trends indicate further dynamic development of renewable energy at the expense of conventional energy. In a low-voltage network, distributed energy sources change the existing network structure. This is the cause of problems, particularly meaningful in a situation of high share of photovoltaic and other dispersed sources. The article presents methods of communication between elements of the LV network control system with high saturation of distributed sources and other active elements in this network. Differences between communication technologies and their basic features, including advantages and disadvantages, have also been described.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.