Systemy Wspomagania Dyspozytorów

mgr inż. Tomasz ZdunGM pok. 3Bwww.ee.pw.edu.pl/~tomzdun

Wykład II

Struktura Krajowego Systemu Elektroenergetycznego

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 2Systemy Wspomagania Dyspozytorów

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 Wykład 2Systemy Wspomagania Dyspozytorów

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 Wykład 2Systemy Wspomagania Dyspozytorów

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 Wykład 2Systemy Wspomagania Dyspozytorów

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 Wykład 2Systemy Wspomagania Dyspozytorów

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 Wykład 2Systemy Wspomagania Dyspozytorów

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 Wykład 2Systemy Wspomagania Dyspozytorów

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

KSE w latach 60

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 2Systemy Wspomagania Dyspozytorów

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)

KSE w latach 60

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 2Systemy Wspomagania Dyspozytorów

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 Wykład 2Systemy Wspomagania Dyspozytorów

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 Wykład 2Systemy Wspomagania Dyspozytorów

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 Wykład 2Systemy Wspomagania Dyspozytorów

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 Wykład 2Systemy Wspomagania Dyspozytorów

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 Wykład 2Systemy Wspomagania Dyspozytorów

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 Wykład 2Systemy Wspomagania Dyspozytorów

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 Wykład 2Systemy Wspomagania Dyspozytorów

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 Wykład 2Systemy Wspomagania Dyspozytorów

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 Wykład 2Systemy Wspomagania Dyspozytorów

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 Wykład 2Systemy Wspomagania Dyspozytorów

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 polaryzacjazłe skalowanie

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 2Systemy Wspomagania Dyspozytorów

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 Wykład 2Systemy Wspomagania Dyspozytorów

Inne systemy SCADA

Instalowanie systemów SCADA w ODM System Landis Gyr/DEC - ODM Katowice System Ex firmy Elkomtech - pozostałe ODM

mgr inż. Tomasz Zdun Wykład 2Systemy Wspomagania Dyspozytorów

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 Wykład 2Systemy Wspomagania Dyspozytorów

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 Wykład 2Systemy Wspomagania Dyspozytorów

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 Wykład 2Systemy Wspomagania Dyspozytorów

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 Wykład 2Systemy Wspomagania Dyspozytorów

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

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

Rok

P [M

W]

Moc zainstalowana

Zapotrzebowanie maksymalne

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