海上风电的最高电网安全性
GE Vernova 在索非亚项目中采用 iba 系统
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iba 测量系统监控欧洲最大的高压直流软件安装程序之一
不仅仅是故障记录仪
去年，欧洲最强大的高压直流（HVDC）系统之一在西班牙和法国之间运行。该系统将交流电转换为直流电进行传输，实现了两国之间高达 2 × 1,000 兆瓦的电力交换，成为欧洲一体化能源市场的典范。为了持续监控电力传输，西门子采用了 iba 的模块化测量系统。该系统每秒可记录多达 20,000 次测量，甚至可以捕捉和分析极短期的电气现象。
CIGRE – 预约
跨境力量
耗资 7 亿欧元的法国与西班牙高压直流输电线路
2010 年至 2015 年期间，西门子代表法国 Réseau de Transport d'Électricité (RTE) 和西班牙 Red Eléctrica de España (REE) 两家公用事业公司建造了两座换流站，一座位于法国 Baixas，另一座位于西班牙 Santa Llogaia，总造价达 7 亿欧元。项目公司 Inelfe（Interconnexion Electrique France Espagne）负责监督施工。
这两个站使用变流器将三相交流电转换为直流电，然后通过 65 千米长的 320 千伏地下直流电缆传输。在接收站，直流电被转换回交流电，并根据当地电网参数（如频率和相位角）进行调整。两个国家电网的无缝互联有效地将西班牙和法国之间的输电能力提高了一倍。该装置有助于缓解欧洲更广泛的输电网络的拥堵状况。
对于西门子而言，该项目还展示了 HVDC Plus 技术，该技术采用紧凑型模块化多电平转换器 (MMC) 设计，利用电压源转换器 (VSC) 以 ±320 千伏的电压传输电力。与基于晶闸管的传统线路换流器不同，HVDC Plus 技术采用 IGBT（绝缘栅双极晶体管），可实现自换流，并能创建任意输出电压波形。这使得系统具有黑启动能力，也就是说，它可以在停电后独立恢复电网区段，而无需依赖外部网络。
此外，这些变流器还具有快速控制和保护功能，有助于提高电网稳定性。
长期的合作伙伴关系
为了持续监控高压直流输电运行，西门子在其所有高压直流输电装置中都使用了iba的模块化可扩展测量系统。该系统既可用作数字故障记录仪，也可用于监控换流站电气辅助系统中的控制系统以及分析电能质量。
"创新要想取得成功，长期合作至关重要。与看似更便宜的新供应商相比，长期合作能带来更多的短期效益"，西门子高压直流系统直流硬件工程关键专家马丁-豪肖弗（Martin Haushofer）解释道。"我们与 iba 的合作尤其证明了这一点。
与飞行记录仪类似，iba 系统记录了来自西门子 Pluscontrol 和 SIMATIC TDC 控制系统的数值，以及电流和电压互感器信号。除了采集原始电气数据外，该系统现在还能提供先进的电能质量指标，如谐波、谐波间、闪烁、波峰因数和总谐波失真。
该测量系统可处理远远超过额定电流水平的干扰。它支持在额定条件下测量 1 A 电流，在过载事件中测量高达 100 A 电流，两种情况下的分辨率均为 16 位。当发生故障时，会根据触发器以全时间分辨率记录数据。这样就可以对电网干扰和其他事件进行精确分析。还可根据需要添加长期记录以及自定义和基于标准的报告。由于该系统还能捕捉控制系统的数字值，因此非常适合监控变流器和控制逻辑。
"iba公司能源传输系统专家玛丽亚-迪米桑蒂（Maria Dimitsanti）解释说："这是一项至关重要的功能，因为高压直流输电装置必须不断适应两国不断变化的电网条件，并依赖于精确的控制。该系统不仅必须持续调整输出以满足需求，还必须能够快速逆转电力流方向。
高速测量：每秒 20,000 次采样
监控装置的核心是ibaPDA过程数据采集系统，它通过光纤与控制系统的模数转换单元和信号采集卡相连。由于ibaPDA具有广泛的连接功能，来自不同来源的数据都能流入ibaPDA。
"Dimitsanti 说："iba 系统与西门子控制系统的直接集成使其从传统的故障记录仪中脱颖而出。用户可以按主题或功能对相关信号进行分组，并定义触发器，告诉系统何时将数据永久保存到 .dat 文件，而不是临时缓冲。利用分析软件ibaAnalyzer，用户可以识别相关性并调查故障和电能质量偏差的原因。一个主要挑战是：高压直流系统中的许多故障仅持续几分之一秒。这就是ibaPDA以高采样率运行的原因--采样率高达 20 kHz，即每秒对每个信号进行 20,000 次测量。使用 iba 兼容的 AD 转换器，采样率可高达 100 kHz。这样就可以深入分析仅持续几毫秒的瞬态事件。通过内置的报警功能，操作员可以实时收到警报并立即做出反应。还可生成长期统计数据，以优化系统性能。
根据 EN50160 保证电能质量测量
电网运营商必须按照欧洲 EN50160 标准确保电能质量。随着分散式和可再生能源比例的增加，能源供应的波动也在增加，这可能会影响电网的稳定性。电能质量差会损坏敏感的电子设备，导致代价高昂的系统故障。
iba系统通过在中央 ibaPDA数据库中记录电能质量 (EEQ) 的原始值和计算值，支持符合 EN50160 标准。这使用户能够执行综合评估，了解系统行为，并追踪故障或质量问题的根本原因。特殊的同步机制可将电网同步的 EEQ 数据与时间同步的过程参数保持一致。因此，电能质量指标可与高压直流系统的运行模式相关联。
优化电网性能
了解 iba 系统如何助力运营卓越，并为未来的电网提供可视化支持。
欢迎莅临巴黎CIGRE展会与我们见面。
创新要取得成功，长期合作至关重要。事实证明，我们与 iba 的合作尤其如此。
马丁-豪肖弗
硬件工程关键专家，西门子能源
- 时间同步和标准支持
- 触发和数据存储
- 可视化和分析
- 电能质量监测
- 通信和接口
- 硬件和合规性
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常见问题 (FAQ)ibaPDA 作为中央监控骨干系统，可对高压直流（HVDC）系统内的所有相关过程提供全面可视化。其价值在于持续采集并同步来自控制系统、保护方案和测量设备的数据。从技术角度来看，来自多个数据源的信息通过光纤进行聚合，并以高时间分辨率进行处理，从而构建出完整的运行状况图景。 在实际应用中，这种集中化的可视化能力不仅能加快状态评估速度、提升诊断精度，还能帮助运行人员维持稳定高效的电力传输。
借助 ibaPDA，每个通道的数据采样率可达 100 kHz——未来，通过 ibaMAQS 甚至可达 500 kHz，通过 ibaNet-E 则可达 1 MHz——从而能够全面观测超快瞬态事件。其关键优势在于能够对动态现象（如开关操作或故障状况）进行精确分析。 从技术角度来看，系统会以极短的时间间隔记录信号，并根据触发条件以全分辨率进行存储。在实际应用中，这种精细的时间分辨率使工程师能够准确重建毫秒级事件，从而为稳定和优化电网性能提供科学依据，做出明智决策。
ibaPDA 能够集成采集原始测量数据以及谐波、闪变和失真系数等计算得出的电能质量指标。其优势在于可将这些参数与电站运行状况直接关联起来。 从技术角度来看，电网同步的能耗数据与时间同步的工艺信号进行对齐，并集中存储。借助 ibaAnalyzer，可以对这些数据集进行详细分析。在实际应用中，这使操作人员能够精准定位电能质量波动的根本原因，并采取有针对性的措施来提升电能质量和系统可靠性。
ibaPDA 采用可配置的触发器，有选择地捕获并存储相关事件。其主要优势在于，仅保留具有实际意义的数据并保持完整的时间分辨率，从而避免产生过大的数据量。 从技术角度来看，预定义的条件决定了何时提取缓冲数据并将其保存到文件中。在实际应用中，这种方法通过确保关键事件得到完整记录且可立即访问，而无需进行耗时的数据过滤，从而显著简化了分析流程。
ibaPDA 可在多个数据源之间实现精确的时间同步，包括支持 PTP（IEEE 1588）等标准。这确保了所有信号都能在统一的时间轴上进行分析。从技术角度来看，来自不同来源的测量数据会被对齐并以一致的方式进行处理。 在实际应用中，这使得控制信号、电气参数和网络事件能够进行精确的关联分析，从而使复杂的交互过程变得清晰透明。在高压直流输电（HVDC）系统中，这一能力对于理解动态行为并维持系统的长期稳定性至关重要。
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