В чём заключаются преимущества централизованной системы мониторинга для установок высоковольтного постоянного тока (HVDC)?

ibaPDA выступает в качестве центральной мониторинговой платформы и обеспечивает полную прозрачность всех значимых процессов в системе HVDC. Его ценность заключается в непрерывном сборе и синхронизации данных, поступающих из систем управления, схем защиты и измерительных приборов. С технической точки зрения данные из различных источников агрегируются по оптоволоконным каналам и обрабатываются с высоким временным разрешением, что позволяет сформировать полную картину рабочего состояния системы. На практике такая централизованная видимость позволяет быстрее оценивать состояние системы, улучшает диагностику и помогает операторам поддерживать стабильную и эффективную передачу электроэнергии.

Почему сбор высокочастотных данных имеет решающее значение для анализа переходных процессов в энергосистеме?

С помощью ibaPDA данные могут собираться со скоростью до 100 кГц на канал — а в будущем даже до 500 кГц с помощью ibaMAQS и до 1 МГц через ibaNet-E, — что позволяет полностью отслеживать сверхбыстрые переходные процессы. Ключевым преимуществом является точный анализ динамических явлений, таких как коммутационные операции или неисправности. С технической точки зрения сигналы регистрируются с очень короткими интервалами и сохраняются с полным разрешением в соответствии с условиями запуска. На практике такая высокая временная детализация позволяет инженерам точно реконструировать события, происходящие в масштабе миллисекунд, что дает возможность принимать обоснованные решения по стабилизации и оптимизации работы энергосистемы.

Какие существуют возможности для совместного анализа показателей качества электроэнергии и технологических данных?

ibaPDA обеспечивает интегрированный сбор исходных данных измерений и рассчитанных показателей качества электроэнергии, таких как гармоники, мерцание и коэффициенты искажения. Преимущество заключается в прямой увязке этих параметров с режимом работы объекта. С технической точки зрения данные об энергии, синхронизированные с сетью, сопоставляются с синхронизированными по времени технологическими сигналами и централизованно сохраняются. С помощью ibaAnalyzer эти наборы данных можно подробно анализировать. На практике это позволяет операторам точно выявлять основные причины колебаний качества электроэнергии и принимать целенаправленные меры по улучшению качества электроэнергии и повышению надёжности системы.

В чем заключается цель регистрации данных на основе событий и триггеров при мониторинге энергосистемы?

ibaPDA использует настраиваемые триггеры для выборочного сбора и сохранения значимых событий. Основное преимущество заключается в том, что сохраняются только значимые данные с полным временным разрешением, что позволяет избежать избыточных объемов данных. С технической точки зрения, заранее заданные условия определяют, когда данные из буфера извлекаются и сохраняются в файлах. На практике такой подход значительно упрощает анализ, обеспечивая полную документацию критических инцидентов и их немедленный доступ без необходимости трудоемкой фильтрации данных.

Какую роль играет синхронизация данных в анализе сложных систем передачи электроэнергии?

ibaPDA обеспечивает точную синхронизацию времени между несколькими источниками данных, включая поддержку таких стандартов, как PTP (IEEE 1588). Это гарантирует, что все сигналы можно анализировать на единой временной шкале. С технической точки зрения, измерения из разных источников выравниваются и обрабатываются единообразно. В реальных приложениях это позволяет точно сопоставлять управляющие сигналы, электрические величины и сетевые события, делая сложные взаимодействия прозрачными. Эта возможность имеет решающее значение в системах HVDC для понимания динамического поведения и поддержания долгосрочной стабильности системы.

Измерительная система iba контролирует одну из крупнейших в Европе установок HVDC

Больше, чем просто регистратор неисправностей

В течение последнего года между Испанией и Францией действует одна из самых мощных в Европе высоковольтных систем постоянного тока (HVDC). Система, преобразующая переменный ток в постоянный для передачи электроэнергии, позволяет обмениваться до 2 × 1 000 МВт электроэнергии между двумя странами, являясь моделью интегрированного европейского энергетического рынка. Для непрерывного мониторинга передачи электроэнергии Siemens использует модульную измерительную систему iba. Способная регистрировать до 20 000 измерений в секунду, система позволяет фиксировать и анализировать даже крайне кратковременные электрические явления.

CIGRE – Записаться на прием

Трансграничная власть

HVDC линия между Францией и Испанией стоимостью 700 миллионов евро

По заказу французской компании Réseau de Transport d'Électricité (RTE) и испанской Red Eléctrica de España (REE) компания Siemens с 2010 по 2015 год построила две преобразовательные станции - одну в Байшасе (Франция) и одну в Санта-Ллогае (Испания) - стоимостью 700 миллионов евро. Для контроля за строительством была создана проектная компания Inelfe (Interconnexion Electrique France Espagne).

Две станции используют преобразователи для преобразования трехфазного переменного тока в постоянный, который затем передается по 65-километровому подземному кабелю постоянного тока напряжением 320 кВ. На приемной станции постоянный ток преобразуется обратно в переменный и подстраивается под параметры местной электросети, такие как частота и фазовый угол. Это бесшовное соединение двух национальных сетей позволило фактически удвоить пропускную способность между Испанией и Францией. Установка помогает уменьшить перегрузку широкой европейской сети электропередачи.

Для Siemens этот проект также является демонстрацией технологии HVDC Plus, которая обеспечивает передачу электроэнергии на уровне ±320 кВ с помощью преобразователей напряжения (VSC) в компактном модульном многоуровневом преобразователе (MMC). В отличие от традиционных преобразователей с линейной коммутацией на основе тиристоров, в технологии HVDC Plus используются биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT), обеспечивающие самокоммутацию и позволяющие создавать произвольные формы выходного напряжения. Это делает систему способной к "черному старту", то есть она может самостоятельно восстанавливать сегмент сети после отключения, не полагаясь на внешнюю сеть.

Кроме того, эти преобразователи обеспечивают быстрое управление и функции защиты, что способствует повышению стабильности сети.

Давнее партнерство

Для непрерывного мониторинга работы HVDC компания Siemens использует модульную и масштабируемую измерительную систему iba во всех своих установках HVDC. Система используется как в качестве цифрового регистратора неисправностей, так и для мониторинга систем управления вспомогательными электрическими системами преобразовательных станций и анализа качества электроэнергии.

"Для успеха инноваций очень важны долгосрочные партнерские отношения. Они приносят больше пользы, чем краткосрочная экономия за счет, казалось бы, более дешевых новых поставщиков", - объясняет Мартин Хаусхофер, ключевой эксперт по проектированию аппаратных средств постоянного тока для систем HVDC компании Siemens. "Это особенно подтвердилось в нашем сотрудничестве с iba".

Подобно бортовому самописцу, система iba регистрирует значения от систем управления Siemens Pluscontrol и SIMATIC TDC, а также сигналы трансформаторов тока и напряжения. Помимо сбора исходных электрических данных, система теперь обеспечивает расширенные показатели качества электроэнергии, такие как гармоники, интергармоники, фликер, коэффициент гребенки и суммарные гармонические искажения.

Измерительная система может работать с возмущениями, значительно превышающими номинальные уровни тока. Она поддерживает измерения до 1 А в номинальных условиях и до 100 А при перегрузках с разрешением 16 бит в обоих случаях. При возникновении неисправности данные записываются с полным временным разрешением на основе триггера. Это позволяет проводить точный анализ возмущений в сети и других событий. При необходимости можно добавить долгосрочное протоколирование и создание отчетов на основе стандартов. Поскольку система также захватывает цифровые значения из системы управления, она идеально подходит для мониторинга преобразователя и логики управления.

"Это очень важная функция, поскольку установка HVDC должна постоянно адаптироваться к изменяющимся условиям сети в обеих странах и требует точного контроля, - объясняет Мария Димицанти, специалист по системам передачи энергии компании iba. Система должна не только постоянно регулировать мощность в соответствии со спросом, но и быть способной быстро изменять направление потока электроэнергии".

Высокоскоростное измерение: 20 000 образцов в секунду

Сердцем системы мониторинга является система сбора технологических данных ibaPDA, которая подключается по оптоволокну к аналого-цифровым преобразователям и платам захвата сигналов из системы управления. Данные из различных источников поступают в ibaPDA благодаря широким возможностям подключения.

"Система iba отличается от обычных регистраторов неисправностей своей прямой интеграцией с системой управления Siemens, - говорит Димитсанти. Пользователи могут группировать связанные сигналы по темам или функциям и определять триггеры, которые указывают системе, когда нужно постоянно сохранять данные в файлах .dat, а не временно буферизировать их. С помощью аналитического программного обеспечения ibaAnalyzer пользователи могут выявлять корреляции и исследовать причины неисправностей и отклонений качества электроэнергии. Одна из ключевых проблем: многие неисправности в системах HVDC длятся лишь доли секунды. Именно поэтому ibaPDA работает с высокой частотой дискретизации - до 20 кГц, или 20 000 измерений в секунду на один сигнал. При использовании совместимых AD-преобразователей iba возможна частота дискретизации до 100 кГц. Это позволяет проводить глубокий анализ переходных событий длительностью всего в миллисекунды. Благодаря встроенным функциям сигнализации операторы могут получать предупреждения в режиме реального времени и немедленно реагировать на них. Для оптимизации работы системы можно также формировать долгосрочную статистику.

Гарантированные измерения EEQ в соответствии с EN50160

Операторы электросетей должны обеспечивать качество электроэнергии в соответствии с европейским стандартом EN50160. С увеличением доли децентрализованных и возобновляемых источников энергии растут и колебания доступности энергии, что может нарушить стабильность сети. Низкое качество электроэнергии может повредить чувствительную электронику и привести к дорогостоящим сбоям в работе системы.

Система iba поддерживает соответствие стандарту EN50160, регистрируя исходные и расчетные значения качества электроэнергии (EEQ) в центральной базе данных ibaPDA. Это позволяет пользователям проводить всестороннюю оценку, понимать поведение системы и отслеживать основные причины неисправностей или проблем с качеством. Специальные механизмы синхронизации согласовывают синхронные данные EEQ с синхронными по времени параметрами процесса. В результате показатели качества электроэнергии могут быть соотнесены с режимами работы системы HVDC.

Оптимизируйте производительность вашей сети

Узнайте, как система iba способствует модернизации энергосистем и повышению эффективности их эксплуатации.
Встречаемся на выставке CIGRE в Париже.

CIGRE – Записаться на прием

Поддержка стабильного европейского энергоснабжения

Установки HVDC, подобные той, что эксплуатируется компанией Inelfe, закладывают основу для создания надежного и интегрированного европейского рынка электроэнергии. Обеспечивая трансграничные соединения, эти системы помогают смягчить перегрузки и сбалансировать локальные колебания производства и потребления электроэнергии.

Технология VSC-MMC повышает безопасность и надежность энергосистемы. Она также обеспечивает определенную степень защиты от колебаний в широком диапазоне, которые иначе трудно контролировать в европейской объединенной энергосистеме.

Для успеха инноваций необходимы долгосрочные партнерские отношения. Это особенно ярко проявилось в нашем сотрудничестве с компанией iba.

Мартин Хаусхофер
Ключевой эксперт по разработке аппаратного обеспечения, Siemens Energy

Используемые функции

В этой истории успеха используются следующие функции системы iba.

Синхронизация времени и поддержка стандартов
- Полная поддержка распространенных гроссмейстерских часов с использованием PTP (IEEE 1588 и IEC 61850-9-3)
- Синхронизация данных независимо от источника данных
Срабатывание и хранение данных
- Свободно настраиваемые определения триггеров и событий
- Гибкая продолжительность хранения с настраиваемым временем до и после триггера
Визуализация и анализ
Мониторинг качества электроэнергии
- Настраиваемая отчетность или отчетность на основе стандартов (например, EN 50160)
Коммуникации и интерфейсы
- Интерфейс IEC 61850 поддерживает MMS, GOOSE, выборочные значения и передачу файлов.
Аппаратное обеспечение и соответствие нормативным требованиям
- Гальванически изолированные входы/выходы Соответствует стандарту IEC 61000-6-5
- Частота дискретизации до 100 кГц

Узнайте больше историй успеха

Читайте вдохновляющие истории успеха наших довольных клиентов.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чём заключаются преимущества централизованной системы мониторинга для установок высоковольтного постоянного тока (HVDC)?: ibaPDA выступает в качестве центральной мониторинговой платформы и обеспечивает полную прозрачность всех значимых процессов в системе HVDC. Его ценность заключается в непрерывном сборе и синхронизации данных, поступающих из систем управления, схем защиты и измерительных приборов. С технической точки зрения данные из различных источников агрегируются по оптоволоконным каналам и обрабатываются с высоким временным разрешением, что позволяет сформировать полную картину рабочего состояния системы. На практике такая централизованная видимость позволяет быстрее оценивать состояние системы, улучшает диагностику и помогает операторам поддерживать стабильную и эффективную передачу электроэнергии.
Почему сбор высокочастотных данных имеет решающее значение для анализа переходных процессов в энергосистеме?: С помощью ibaPDA данные могут собираться со скоростью до 100 кГц на канал — а в будущем даже до 500 кГц с помощью ibaMAQS и до 1 МГц через ibaNet-E, — что позволяет полностью отслеживать сверхбыстрые переходные процессы. Ключевым преимуществом является точный анализ динамических явлений, таких как коммутационные операции или неисправности. С технической точки зрения сигналы регистрируются с очень короткими интервалами и сохраняются с полным разрешением в соответствии с условиями запуска. На практике такая высокая временная детализация позволяет инженерам точно реконструировать события, происходящие в масштабе миллисекунд, что дает возможность принимать обоснованные решения по стабилизации и оптимизации работы энергосистемы.
Какие существуют возможности для совместного анализа показателей качества электроэнергии и технологических данных?: ibaPDA обеспечивает интегрированный сбор исходных данных измерений и рассчитанных показателей качества электроэнергии, таких как гармоники, мерцание и коэффициенты искажения. Преимущество заключается в прямой увязке этих параметров с режимом работы объекта. С технической точки зрения данные об энергии, синхронизированные с сетью, сопоставляются с синхронизированными по времени технологическими сигналами и централизованно сохраняются. С помощью ibaAnalyzer эти наборы данных можно подробно анализировать. На практике это позволяет операторам точно выявлять основные причины колебаний качества электроэнергии и принимать целенаправленные меры по улучшению качества электроэнергии и повышению надёжности системы.
В чем заключается цель регистрации данных на основе событий и триггеров при мониторинге энергосистемы?: ibaPDA использует настраиваемые триггеры для выборочного сбора и сохранения значимых событий. Основное преимущество заключается в том, что сохраняются только значимые данные с полным временным разрешением, что позволяет избежать избыточных объемов данных. С технической точки зрения, заранее заданные условия определяют, когда данные из буфера извлекаются и сохраняются в файлах. На практике такой подход значительно упрощает анализ, обеспечивая полную документацию критических инцидентов и их немедленный доступ без необходимости трудоемкой фильтрации данных.
Какую роль играет синхронизация данных в анализе сложных систем передачи электроэнергии?: ibaPDA обеспечивает точную синхронизацию времени между несколькими источниками данных, включая поддержку таких стандартов, как PTP (IEEE 1588). Это гарантирует, что все сигналы можно анализировать на единой временной шкале. С технической точки зрения, измерения из разных источников выравниваются и обрабатываются единообразно. В реальных приложениях это позволяет точно сопоставлять управляющие сигналы, электрические величины и сетевые события, делая сложные взаимодействия прозрачными. Эта возможность имеет решающее значение в системах HVDC для понимания динамического поведения и поддержания долгосрочной стабильности системы.