Medzi hlavné ciele aj povinnosti prevádzkovateľov distribučných sústav a miestnych distribučných sústav (MDS) patrí ich spoľahlivosť v každom článku distribučnej siete. Rozbor spoľahlivosti dodávky energie z distribučnej siete ako celku by bol rozsiahly, nedá sa obsiahnuť v jednom kratšom článku. V tomto sa zameriame na podstatné aspekty vplyvu riadiacich systémov rozvodní a MDS na spoľahlivosť dodávky elektrickej energie.

Existuje množstvo opatrení a technických riešení v riadiacich systémoch rozvodní na zlepšenie spoľahlivosti dodávky a kvality elektrickej energie. Dajú sa v zásade rozdeliť na tie, ktoré:

  • sa uplatňujú pred poruchou v sieti – majú preventívny charakter a ich zavedením sa znižuje počet porúch;
  • pôsobia počas poruchy a po poruche v sieti – pomáhajú urýchliť identifikáciu miesta poruchy, zistiť prvotnú príčinu, časový sled, následky a spätne tak poskytnúť dostatok informácií na návrh opatrení s cieľom zamedziť zistenému javu v budúcnosti.

Za najvýznamnejšie funkcie a vlastnosti systému riadenia rozvodní, ktoré pozitívne ovplyvňujú skrátenie výpadkov dodávky a celkovú spoľahlivosť dodávky energie považujeme:

  • Funkcie lokalizácie porúch, napr. na báze merania impedancie poruchy (ochranou v danom vývode) a následného výpočtu vzdialenosti poruchy na vedení od rozvodne. Tým sa skráti čas do opravy poruchy a celkový čas obnovenia prevádzky.
  • Naprogramovanie automatických sekvencií rýchleho vypínania a zapínania vn vypínačov a recloserov zapojených vo vn vedeniach, prípadne v rozvetvenom vedení s množstvom odbočiek, s optimalizovanými algoritmami pre čo najrýchlejšie nájdenie miesta poruchy. Dosiahne sa tým vypnutie a odstavenie iba postihnutej časti siete, teda s menším počtom manipulácií a vo výrazne kratšom čase v porovnaní s manuálnym zásahom operátora/dispečera.
  • Naprogramovanie funkcie zabraňujúcej vypnutie posledného prívodu energie na prípojnice rozvodne. Funkcia systému je založená na stálom meraní smeru toku energie v jednotlivých prívodoch/vývodoch. Pokiaľ by omylom operátor riadiaceho systému dal povel na vypnutie posledného prívodu energie na prípojnice rozvodne (so zapnutými vývodmi), systém ho na to dôrazne upozorní.
  • Dôsledná a presná časová synchronizácia pripojených zariadení, ako sú ochranné a riadiace terminály a telemechaniky do systému. Každý signál má pridelenú časovú značku s rozlíšením 1 ms. Keď nastane porucha v sieti, priebehy poruchových prúdov a napätí (v ochranách) sa zaznamenajú a stiahnu do systému. Okrem toho sa priebežne ukladajú aj zmeny stavu spínacích prvkov, povely a alarmové signály, všetky s priradenými časovými značkami. Toto spolu výrazne pomáha pri zisťovaní prvotných príčin poruchy a sledu jej prípadného kaskádového šírenia do ďalších miest rozvodu. Na základe analýzy poruchy možno navrhnúť a vykonať opatrenia na predchádzanie takýmto poruchám v budúcnosti.
  • Funkcie merania a archivovania počtu vypnutí vypínačov s priradenými hodnotami vypnutých prúdov. Tieto údaje slúžia ako dobrý podklad plánovania preventívnej údržby vypínačov.

Okrem uvedeného je tiež dôležité zabezpečiť spoľahlivosť samotného riadiaceho systému rozvodní. Pomerne dobre známe sú základné požiadavky a prístupy k návrhu spoľahlivého riadiaceho systému rozvodní:

  • Navrhnúť optimálnu architektúru – blokovú schému systému.
  • Použiť zariadenia na úrovni rozvodne (ochrany, terminály), ktoré podporujú komunikačný protokol IEC61850 ed.2.
  • Na komunikáciu medzi komponentmi systému použiť prednostne protokoly IEC 104 a 101, ďalej výrobcom/autorom SW osvedčené a odporúčané HW prvky systému a tiež spoľahlivé, odporúčané, odladené verzie operačného systému.
  • HW komponenty by prednostne mali byť iba s netočivými časťami, v priemyselnom vyhotovení (industrial, ruggedized), so zdvojeným – redundantným napájaním.
  • Na napájanie komponentov riadiaceho systému použiť zabezpečené (zaistené) napájanie.
  • HW prvky inštalovať do skrine so spoľahlivým odvodom tepelných strát komponentov umiestnených v skrini.
  • Prenosy dát z priestorov rozvodne (z ochrán a pod.) riešiť prednostne optickými prepojeniami.
  • Na diaľkovú realizáciu jednoduchších SW servisných úkonov na systéme možno po dohode s prevádzkovateľom systému zriadiť VPN pripojenie na diaľkový prístup.
  • Celý systém navrhnúť v súlade s požadovanou kybernetickou bezpečnosťou.
  • Zvážiť použitie redundantnej topológie riadiaceho systém, čo významne zvyšuje spoľahlivosť riadiaceho systému. Pri redundantnej schéme zapojenia podľa pravidiel IEC61850 edition 2 sú k dispozícii dva redundantné protokoly: PRP a HSR. Všeobecne pri redundantných systémoch je najdôležitejší parameter čas do obnovenia prevádzky, obnovenia funkcie po zlyhaní jedného prvku, a to bez straty dát a bez chýb. Pri PRP a HSR je tento čas rovný nule.

Zdroj  

Ladislav Hlavčo
ABB, s.r.o.