Systemy Wspomagania Dyspozytorów

1. Systemy Wspomagania Dyspozytorów Wykład II mgr inż. Tomasz Zdun GM pok. 3B www.ee.pw.edu.pl/~tomzdun

2. Struktura Krajowego Systemu Elektroenergetycznego

3. Rozwój systemów sterowania SEE Przyczyny rozwoju narzędzi wspomagania dyspozycji: • wzrost napięć • wzrost zainstalowanej mocy • wzrost obszarów zasilania • zwiększająca się liczba linii przesyłowych • liczba połączeń międzynarodowych • większe znaczenie niezawodności, • ekonomia wytwarzania i przesyłu mgr inż. Tomasz Zdun

4. KSE w latach 50-tych • Praca wyspowa • 1950 - powstają trzy główne układy e.e. i kilkanaście mniejszych • słaba sieć przesyłowa (110 kV) • zły stan techniczny urządzeń • regulator lokalny (częstotliwościowy) • Moc zainstalowana: 2700 MW • Zapotrzebowanie: 1700 MW mgr inż. Tomasz Zdun

5. KSE w latach 50-tych • 1951 - reorganizacja • 6 okręgów z Okręgowymi Dyspozycjami Mocy • (centralny, wschodni, południowy, dolnośląski, zachodni i północny) • Główna Dyspozycja Mocy przekształcona później w Państwowy Zarząd Dyspozycji Mocy, następnie w Państwową Dyspozycję Mocy i w Krajową Dyspozycję Mocy • reorganizacja systemu telekomunikacyjnego (budowa sieci resortowej) mgr inż. Tomasz Zdun

6. KSE w latach 50 • 1953 - powstanie jednolitego krajowego systemu elektroenergetycznego (linie 110 kV) • Służby dyspozytorski: • PDM • ODM • ZDR (Zakładowe Dyspozycje Ruchu) • RDR (Rejonowe Dyspozycje Ruchu) • wrzesień 1953 - pierwsza linia 220 kV: Janów -Łagisza mgr inż. Tomasz Zdun

7. Sterowanie KSE w latach 50 • Jedyne narzędzie dystrybutora: telefon Budowa sieci resortowej: • łącza dzierżawione od PPTT • własne łącza (kablowe i napowietrzne) • energetyczna telefonia nośna (ETN) • Sieć łączności: • warstwa ruchowa (uprzywilejowana) • warstwa administracyjna mgr inż. Tomasz Zdun

8. Sterowanie KSE w latach 50 • Dyspozytornia: • łącznica dyspozytorska (na 10 linii) • telefony linii miejskich • częstościomierz rezonansowy (dokładność 0.5 Hz) • Krystalizacja metod działania służb dyspozytorskich • Instrukcje prowadzenia ruchu mgr inż. Tomasz Zdun

9. KSE w latach 60 • Stan rozwoju systemu na koniec roku 1960: • Moc zainstalowana: 6316 MW • Zapotrzebowanie maksymalne: 5300 MW • Długość linii 220 kV: 1660 km • Długość linii 110 kV: 9140 km mgr inż. Tomasz Zdun

10. KSE w latach 60 • 1960: pierwsze połączenia międzynarodowe liniami na napięciu 220 kV: Skawina - Liskowiec (CSRS) Mikułowa - Berzdorf (NRD) • 1964: pierwsza linia 400 kV Mikułowa - Joachimów (317 km) • Dynamiczny rozwój bazy wytwórczej (bloki 120 oraz 200 MW) mgr inż. Tomasz Zdun

11. Sterowanie KSE w latach 60 • Nowa dyspozytornia w PDM • dwustanowiskowy pulpit roboczy • półautomatyczna łącznica dyspozytorska, dwustanowiskowa, 40 linii • rejestrator częstotliwości (dokładność 0.05 Hz) • tablica dyspozytorska dla sieci 220 kV oraz 400 kV mgr inż. Tomasz Zdun

12. Sterowanie KSE w latach 60 • Pierwszy analogowy pomiar mocy z elektrowni Jaworzno 2 (największy wytwórca, 300 MW) • metoda częstotliwości impulsów prostokątnych (od 5 do 15 Hz) w paśmie nadakustycznym • Instalowanie dalszych pomiarów: • większe elektrownie • linie międzynarodowe • Regulator ARCM - Automatyczna Regulacja Częstotliwości i Mocy mgr inż. Tomasz Zdun

13. Sterowanie KSE w latach 60 • Szybki rozwój KSE - konieczność zapewnienia pełnej identyfikacji stanu pracy • Pojedyncze pomiary telemetryczne nie były w stanie temu sprostać • Przełom 60/70 - pojawienie się telemechaniki cyfrowej • cykliczny przesył wielu (64) informacji ze stacji w systemie podziału czasu • urządzenia importowane • krajowe urządzenia UTJ-64 mgr inż. Tomasz Zdun

14. Analizatory analogowe • Pierwsze urządzenia obliczeniowe do planowania pracy systemu • Początkowo proste układy prądu stałego, następnie złożone modele prądu zmiennego • Urządzenia kłopotliwe w obsłudze • jedyne urządzenia do obliczeń mocy i zwarć mgr inż. Tomasz Zdun

15. KSE w latach 70 • Bardzo szybki rozwój KSE • Rozbudowa sieci 400 kV • Połączenia transformatorowe 400/220 (400-500 MVA), 400/110 (250 MVA), 220/110 (160 MVA) • Rozbudowa sieci 110 kV • Wzrost bazy wytwórczej: bloki 200 MW, bloki 500 MW w Kozienicach, el. szczytowo-pompowa Porąbka-Żar mgr inż. Tomasz Zdun

16. KSE w latach 70 • Rozwój sieci opóźniony w stosunku do bazy wytwórczej • Pojawienie się „wąskich gardeł” • Problemy z wyprowadzeniem mocy z elektrowni • Automatyka odciążająco-rozcinająca • Niedobór mocy i ograniczenia w dostawie energii mgr inż. Tomasz Zdun

17. KSE w latach 70 • Połączenia międzysystemowe 400 KV: • Mikułowa - Kiesdorf (NRD) - 1975 • Wielopole - Liskowiec/Noszowice (CSRS) - 1976 • Resdorf (NRD) - Hradec (CSRS) • Połączenie systemu z systemem ZSRR (1979) • Linie 750 kV • Dotychczas moc systemu: 67 000 MW (Polska, NRD, CSRS, Węgry, Rumunia, Bułgaria) • Po połączeniu: 200 000 MW mgr inż. Tomasz Zdun

18. Struktura organizacyjna służb dyspozytorskich • Likwidacja Okręgu Dolnośląskiego • Państwowa Dyspozycja Mocy • 5 Obszarowych Dyspozycji Mocy • 33 Zakładowe Dyspozycje Ruchu • 212 Rejonowych Dyspozycji Ruchu mgr inż. Tomasz Zdun

19. Sterowanie KSE w latach 70 • Dyspozytornia (rozbudowana stopniowo w drugiej połowie lat 60) • dwa stoły dyspozytorskie • system nagrywania rozmów • schemat dyspozytorski • tablice do instalowania mierników • system precyzyjnego pomiaru czasu • system regulacji częstotliwości (ARCM i RRC) • system sygnalizacji alarmów mgr inż. Tomasz Zdun

20. Sterowanie KSE w latach 70 • Duża liczba pomiarów (ponad 100) - ograniczone możliwości ludzkiej percepcji oraz brak miejsca • 1971: zakup systemu CDC (Control Data Corporation) • system wielokomputerowy • analizy off-line: model CDC 3170 (jedna z największych w Polsce) • analizy on-line: zespół dwóch maszyn CDC serii 1700, SC 1774 (pełne rezerwowanie) mgr inż. Tomasz Zdun

21. System CDC • Brak gotowego oprogramowania • Uruchomienie narzędzi do akwizycji danych • Po dwóch i pół roku wdrożenie systemu • Liczne awarie wynikające z: • usterki sprzętowe, programowe i urządzeń zewn. • telemechaniki: • odwrotna polaryzacja • złe skalowanie mgr inż. Tomasz Zdun

22. System CDC • System SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) • Narzędzia do akwizycji (zbierania) danych • Weryfikacja danych - wykrywanie błędów • Raportowanie zmian • Sygnalizowanie przekroczeń • Wizualizacja układów połączeń • Sterowanie pracą elektrowni pompowych mgr inż. Tomasz Zdun

23. Inne systemy SCADA • Instalowanie systemów SCADA w ODM • System Landis Gyr/DEC - ODM Katowice • System Ex firmy Elkomtech - pozostałe ODM mgr inż. Tomasz Zdun

24. KSE w latach 80 • Kryzys gospodarczy - spadek zużycia energii • 1982 - elektrownia szczytowo-pompowa Żarnowiec • Elektrownie: Połaniec, Bełchatów, Opole • Rozbudowa sieci 400 kV (zaprzestanie rozbudowy sieci 220 kV) • 1985 - linia Rzeszów - Chmielnicka (750 kV, zdolność przesyłowa 2000 MW) mgr inż. Tomasz Zdun

25. Sterowanie KSE w latach 80 i 90 • Pojawienie się mikrokomputerów PC - decentralizacja obliczeń, likwidacja CDC 3170 w roku 1990 • 1987-1989: poszukiwania nowego systemu on-line, wybór systemu DYSTER • system wieloprocesorowy • marzec 1993 - pożar CDC S.C. 1774 (system pracował 22 lata) mgr inż. Tomasz Zdun

26. Sterowanie KSE w latach 80 i 90 • Instalowanie systemu Ex w KDM • 1996: uruchomienie systemu DYSTER • Sieć światłowodowa (przepustowość: 2.4 Gb/s) • Nowa generacja telemechaniki: MST-Ex oraz Harris • transmisja dużej liczby sygnałów • możliwość telesterowania mgr inż. Tomasz Zdun

27. KSE w latach 90 • Odłączenie od systemu ZSRR • Powstanie grupy CENTREL (Polska, Czechy, Słowacja i Węgry) • Przyłączenie do systemu Europy Zachodniej UCTE • 1 X 1990 - powstanie PSE S.A. • Powstanie samodzielnych jednostek: elektrownie, zakłady energetyczne mgr inż. Tomasz Zdun

28. Aktualny stan systemu dyspozytorskiego • System DYSTER • funkcje SCADA (zbieranie i prezentacja danych) • funkcje EMS - Energy Management System (analizy niezawodnościowe, optymallizujące oraz planowanie pracy) • Przystosowanie działalności do zasad rządzących wolnym rynkiem • Rynek Energii Elektrycznej i Giełda Energii mgr inż. Tomasz Zdun

29. Wzrost mocy zainstalowanej i zapotrzebowania na moc w KSE w latach 1950-200