Systémy řízení a regulace sítě

Řídicí systémy rozvoden

Každá distribuční rozvodna má svůj řídicí systém, který zajišťuje místní nebo dálkové ovládání spínacích prvků jednotlivých polí rozvodny, vyhodnocuje jejich ochrany a shromažďuje informace o provozních a poruchových stavech rozvodny. Řídicí systémy všech rozvoden jsou pak vzájemně komunikačně propojeny a zastřešeny nadřazeným centrálním dispečerským řídicím systémem.

Provoz řídicích systémů, především na větších elektrických stanicích, je monitorován z dozorny – centrálního místa pro ovládání celé rozvodny. Funkčnost řídicího systému se dá pomyslně rozdělit na tři oblasti: ovládání, měření a signalizace.

V rámci ovládání zajišťuje řídicí systém hlavně ovládání silových prvků rozvodny. Dále umožňuje parametrizaci a spouštění ochran, regulaci napětí transformátorů nebo nastavení zhášecích tlumivek. Do oblasti ovládání patří i správa všech pomocných zařízení rozvodny.

Druhou funkcionalitou řídicího systému je měření elektrických veličin na přívodech, vývodech a sběrnicích rozvodny pomocí přístrojových transformátorů proudu a napětí. U výkonových transformátorů se k měření proudu, napětí a výkonu přidává ještě měření teploty chladicího oleje a pro potřeby synchronizace jsou měřeny rozdíly napětí a úhly.

Do signalizační kategorie patří veškerá stavová a provozní signalizace vypínačů a odpojovačů, poruchová signalizace jističů a ochran, nebo například signalizace stavu systému hromadného dálkového ovládání (HDO).

Řídicí systém rozvodny může být centralizovaný, kdy jsou řídicí počítač i digitální vstupně výstupní jednotky (RTU) umístěny v centrálním rozváděči a je k nim svedena kabeláž z celé rozvodny, nebo distribuovaný, kdy jsou měřicí, ovládací a signalizační jednotky RTU umístěny lokálně u jednotlivých objektů rozvodny. Pro nové nebo rekonstruované rozvodny se používá skoro výhradně distribuovaný řídicí systém. Komunikace mezi lokálními jednotkami a centrálním počítačem probíhá po zakruhovaných optických propojovacích kabelech, zajišťujících komunikaci i při přerušení sítě.

Výhodou decentralizovaných systémů je menší množství kabeláže a určitá samostatnost distribuovaných multifunkčních terminálů, které kromě základní funkce ochrany zařízení jej mohou ovládat, zpracovávat provozní měření, provádět revize nebo zaznamenávat a archivovat vzniklé poruchové stavy.

Manipulační pracoviště rozvodny (mikrodispečink)

Nadstavbou řídicího systému rozvodny je manipulační pracoviště, sloužící k přímému ovládání samotné rozvodny a k přehlednému zobrazení aktuálního stavu zapojení polí a přípojnic. Na manipulačním pracovišti jsou dostupné všechny informace o výkonech, napěťových a proudových poměrech a parametrech nastavení jednotlivých zařízení. Dá se říct, že toto pracoviště je jakýmsi mikrodispečinkem pro danou spravovanou rozvodnu. Obsluha manipulačního pracoviště musí, pokud pracuje v lokálním režimu ovládání rozvodny, všechny své kroky před jejich provedením odsouhlasit s pověřeným pracovníkem hlavního dispečerského řídicího centra distribuční soustavy.

Hromadné dálkové ovládání

Hromadné dálkové ovládání (HDO) je technický soubor zařízení, sloužících k regulaci nebo řízení spotřeby elektrotepelných, případně chladicích spotřebičů. Variantním zapojením těchto spotřebičů v časech nadvýroby elektřiny a jejich blokováním v energetických špičkách dochází k částečnému vyrovnání zatížení distribuční soustavy. Okamžiky sepnutí HDO (povolení napájení spotřebičů) obyčejně korespondují se začátkem nízkého tarifu odběru elektřiny. Na tento tarif se samozřejmě přepne i elektroměr.

Technické prostředky HDO zahrnují především vysílače umístěné v rozvodnách distribučních soustav a přijímače nainstalované u jednotlivých spotřebitelů. Komunikace mezi vysílači a přijímači probíhá po fázových vodičích elektrického vedení prostřednictvím pevně definovaných datagramů. V nich je zakódováno, pro jaký typ spotřebiče je konkrétní datagram určen a co se má po jeho doručení stát. Přijímač HDO například po obdržení spouštěcího datagramu sepne výkonové relé (v rozváděči) přes které teče proud do spotřebiče, který byl dosud blokován. O provedení povelu v místě příjmu datagramu neexistuje žádná zpětná signalizace, proto se vysílání signálu často opakuje. Frekvence signálů HDO je jen několikanásobně vyšší, než je frekvence sítě (v řádu stovek Hz), takže bezproblémově prochází i skrz transformátory.

Kromě regulace na straně spotřeby může provozovatel distribuční soustavy využívat systém HDO i pro dispečerské řízení výroby obnovitelných zdrojů, jinými slovy k řízení vyráběného činného a jalového výkonu. Časy spínání HDO jsou sice známé, ale pouze informativní, protože distributor elektřiny je může podle okolností posunout nebo změnit.

Dispečink ČEZ Distribuce

Před několika lety spustila společnost ČEZ Distribuce, a. s. nový jednotný dispečerský řídicí systém pro řízení celé distribuční sítě. Systém nahradil původních pět rozdílných dispečerských systémů provozovaných na území ČEZ Distribuce v minulosti. Největším přínosem nového systému je nepřetržitá aktualizace a synchronizace jednotných dat, jejich moderní zpracování a spolehlivé zálohování.

Nasazený řídicí systém přispívá ke zlepšení kvality dodávek elektřiny a posiluje úroveň bezpečnosti a spolehlivosti řízení sítě. To ocení především zákazníci společnosti, kteří jsou na distribuční síť napojeni prostřednictvím 3,5 milionu odběrných míst. Elektřina je k nim distribuována přes 58 000 transformačních stanic pospojovaných více než 160 000 kilometry distribučních vedení. Každoročně proteče distribuční soustavou přes 40 TWh elektrické energie.

Řídicí systém sítí velmi vysokého, vysokého a nízkého napětí využívá moderní hardwarovou i softwarovou infrastrukturu a osvědčený systém řízení RIS, je propojen s dalšími systémy společnosti (GIS, SAP, CRM) a byl dodán včetně trenažéru pro zaškolování dispečerů. Výkon řídicího systému je dimenzován na zpracování 1 000 událostí, přicházejících každou sekundu z různých koncentrátorů dat. Systém je plně připraven na rozvoj inteligentních distribučních sítí a do budoucna si poradí s nejrůznějšími technologickými změnami v energetice.

Nový dispečerský řídicí systém společnosti ČEZ Distribuce umožní kromě realizace projektů Smart Grid hlubší optimalizaci řízení distribuční sítě a zejména větší míru možností kooperace mezi regiony, včetně kompletního převzetí řízení v případě výpadků či živelních pohrom.