• Zintegrowane planowanie instalacji odnawialnych źródeł energii

Organizacja procesu optymalnego sterowania mikrosiecią prądu przemiennego na terenach wiejskich


W ramach prac związanych z projektem RIGRID zaproponowano koncepcję teoretyczną dotyczącą organizacji całości procesu optymalnego sterowania mikrosiecią prądu przemiennego, usytuowaną na terenie wiejskim. Stworzona aplikacja, służąca do optymalizacji punktów pracy poszczególnych urządzeń współtworzących mikrosieć, umożliwia wyznaczenie optymalnych nastaw dla wszystkich elementów znajdujących się w sieci, nie wykonując jednocześnie żadnych działań zmierzających w kierunku wysyłania sygnałów kontrolnych do wspomnianych urządzeń, komunikowania się z nimi i faktycznego sterowania ich pracą. Odpowiedzialność za te działania powinna spoczywać na kompleksowym systemie sterowania mikrosiecią i monitorowania jej pracy, dla którego wspomniany program obliczeniowy pełniłby jedynie rolą usługową. Aby oba rodzaje oprogramowania mogły ze sobą efektywnie i skutecznie współpracować, należy zaplanować, w jaki sposób będą przebiegały interakcje pomiędzy nimi. Innymi słowy, należy zdefiniować, jak zorganizowany będzie proces optymalnego sterowania oraz kiedy i w jakich sytuacjach wywoływany będzie program obliczeniowy.

Rys. 2. Koncepcja organizacji procesu optymalnego sterowania mikrosiecią

Rys. 2. Koncepcja organizacji procesu optymalnego sterowania mikrosiecią

Zaproponowana koncepcja opiera się na szeregu założeń, koniecznych do przyjęcia i uwzględnienia, jeśli proces optymalnego sterowania mikrosiecią ma rzeczywiście przebiegać w sposób efektywny i niezawodny. Po pierwsze, należy wziąć pod uwagę ścisłe i dość rygorystyczne ograniczenia czasowe związane z procesem przeprowadzania obliczeń optymalizacyjnych – jeśli zakładana jest optymalizacja w przedziałach piętnastominutowych, to czas poświęcany każdorazowo na obliczenia nie może przekraczać długości tego przedziału. Implikuje to konieczność wdrożenia aplikacji dokonującej obliczeń na sprzęcie (serwerze) odpowiedniej klasy. Po drugie, należy założyć, iż stan mikrosieci może ulegać znaczącym zmianom w ramach danego przedziału czasowego, co powinno skutkować ponownymi obliczeniami optymalizacyjnymi oraz aktualizacją punktów pracy. Zmiana stanu mikrosieci może również wynikać z awarii urządzeń – w takiej sytuacji urządzenia te powinny zostać odłączone od sieci i oznaczone w procesie optymalizacyjnym jako niedostępne. Co więcej, na skutek błędów komunikacyjnych lub mniejszych awarii może zaistnieć sytuacja, kiedy wyznaczony dla danego urządzenia punkt pracy nie będzie mógł zostać zaaplikowany. W takiej sytuacji można zadowolić się rozwiązaniem wdrożonym jedynie częściowo (nowe punkty pracy zaaplikowane na części urządzeń). Można też uznać, iż dany element sieci powinien zostać oznaczony jako niedostępny (niesprawny), a obliczenia optymalizacyjne powtórzone. Tylko i wyłącznie świadome uwzględnienie możliwości wystąpienia tego typu sytuacji krytycznych, jak również wszystkich innych, może poskutkować uzyskaniem sprawnego i wydajnego procesu sterowania mikrosiecią.

Rys. 2. Koncepcja organizacji procesu optymalnego sterowania mikrosiecią

Rys. 2. Koncepcja organizacji procesu optymalnego sterowania mikrosiecią

Zaproponowana koncepcja organizacji procesu optymalnego sterowania zakłada możliwość wystąpienia wszystkich wspomnianych scenariuszy. Została ona zobrazowana na diagramach aktywności języka UML. W ramach koncepcji wyróżniono trzy procedury głównego poziomu: przeprowadzenie obliczeń optymalizacyjnych na następny okres, zastosowanie wyznaczonego wcześniej rozwiązania na początku bieżącego okresu oraz reakcja na wszelkie zmiany w aktualnym stanie mikrosieci. Procedury te zakładają, iż mikrosieć może pracować zarówno w trybie synchronicznym, jak i wyspowym. Do dyspozycji systemu sterującego pracą mikrosieci powinien pozostawać program optymalizujący punkty pracy zarówno dla pracy synchronicznej, jak i wyspowej. Konieczna jest również obecność innego programu, pozwalającego na bardzo szybkie uzyskanie dowolnego rozwiązania zapewniającego bilans mocy w przypadku pracy wyspowej, bez korzystania z pomocy czasochłonnych obliczeń optymalizacyjnych. Wynika to z faktu, iż ograniczenia czasowe związane z optymalizacją punktów pracy dla trybu pracy wyspowej są dużo bardziej rygorystyczne. Jeśli stan sieci drastycznie się zmieni (np. na skutek awarii urządzeń), to w trybie pracy synchronicznej obecność sieci OSD zawsze pozwala nam dość łatwo zbilansować mikrosieć. W przypadku pracy wyspowej nie mamy takiego „komfortu” – konieczne jest więc szybkie zbilansowanie sieci, zanim urządzenia zaczną samoczynnie wyłączać się na skutek aktywacji zabezpieczeń. Wspomniany dodatkowy program powinien być prostą aplikacją, znajdującą dowolne z istniejących rozwiązań, które zapewniają bilans mocy. W szczególności, aplikacja ta nie musi koniecznie być programem ogólnego użytku – może to być program napisany na potrzeby konkretnej mikrosieci o znanej strukturze.

Rys. 4. Procedura przeprowadzania obliczeń optymalizacyjnych na następny okres optymalizacji

Rys. 4. Procedura przeprowadzania obliczeń optymalizacyjnych na następny okres optymalizacji

Zaproponowana koncepcja stanowi dość szczegółową wizję tego, jak mógłby zostać zorganizowany proces optymalnego sterowania dla dowolnej mikrosieci prądu przemiennego na terenie wiejskim. W założeniu, ma ona stanowić pomoc oraz zbiór wskazówek dla każdego potencjalnego architekta, projektanta, wykonawcy i użytkownika systemu sterowania.

Email this to someoneShare on FacebookShare on Google+Tweet about this on TwitterShare on LinkedInPrint this page

Nadchodzące wydarzenia


Nadchodzące wydarzenia

Nadchodzące wydarzenia

Wizytacja demonstratora w Puńsku