conducerea și automatizarea instalațiilor energetice · scheme sau tabele de conexiuni...

Conducerea și AutomatizareaInstalațiilor Energetice

S.l.dr.ing. Nicoleta ARGHIRA

Prof.dr.ing. Sergiu Stelian ILIESCU

Modul Intro

http://shiva.pub.ro/cursuri/conducerea-si-automatizarea-instalatiilor-energetice/

Durata Aplicaţii Bibliografie

PARTEA I. SISTEME DE REGLARE AUTOMATĂ

1.Reglarea automată a frecvenţei şi puterii active (RAF-P) în

sistemele electroenergetice (SEE)

2.Reglarea automată a tensiunii şi puterii reactive (RAT-Q) în

SEE

MODUL 1 - CAIE - N. ARGHIRA/S.ST. ILIESCU 3

Cuprins curs


PARTEA a II-a. SISTEME DE COMANDĂ AUTOMATĂ

1.Anclanşarea automată a Alimentării de Rezervă (AAR)

2.Reanclansarea Automată Rapidă (RAR) pe liniile de energie electrică

3.Descărcarea Automată de Sarcină la scăderea tensiunii (DAS-U<) şi la

scăderea frecvenţei (DAS-f<)

4.Pornirea automată a grupurilor generatoare din centralele hidro-electrice

5.Descărcarea Automată a Liniilor de Transport (DALT)

6.Insularizarea (separarea automată) a sistemelor energetice interconectate


Cuprins curs



Cunoașterea principiului metodelor si dispozitivelor pentru

comanda automata si electroenergetica (AAR, RAR, DAS-f,

DAS-U, sincronizarea automata a generatoarelor sincrone;

Insularizarea functionarii in SEE interconectate.

Cunoasterea principalelor elemente privind reglajul automat

al tensiunii si puterii reactive (RAT-Q) in sistemele

electroenergetice (SEE).

Intelegerea necesitatii introducerii reglajului automat

frecventa-putere activa (RAF-PS) in SEE.

Cunoasterea conducerii proceselor de reglare din SEE cu

automate programabile, mini (micro) calculatoare de proces.

Obiective curs

Bibliografie minimală


1. Mihoc, D., Iliescu, S.St.,

Făgărăşan, I., s.a, „Automatizarea

sistemelor electro- şi

termoenergetice”, Editura Printech,

ISBN(10): 978-973-718-936-3,

Bucureşti 2008.

2. Kundur, P., Power system stability

and control, McGraw-Hill, 1994

Notiuni introductive

1.1. Caracterizarea sistemelor electroenergetice

1.2. Retele inteligente concepte si definitii. Evolutia

retelelor inteligente

1.3. Elemente de bază în automatizările în

energetică

1.3.1. Tipuri de scheme tehnologice

1.3.2. Elemente de TRA cu aplicatii pentru SEE

1.3.3. Elemente de algebră booleană utilizate

pentru comanda automată a SEE







energetică






1.1. Caracterizarea sistemelor electro-energetice

Într-un limbaj tehnic aplicativ

prin noţiunea de sistem (tehnic)

se înţelege un ansamblu de

elemente componente fizico-

tehnice, care acţionează unele

asupra altora într-un mod bine

determinat.

INTERIORUL

SISTEMULUI

Su S2

Su S1

Su S3

Ee1

Ee2

Ee3

SISTEM

MEDIU

EXTERIOR

Limita sistemului

cu exteriorul

E 11

E 13

E 12

E 21

E 23

E 22

E 31 E 32

E 34E 33

Sistem (tehnic): Eij – element constitent al sistemului;

Su Sk - subsistemul k



Un exemplu de sistem (tehnic) este

sistemul energetic (SE).

Acesta este constituit din elemente

generatoare de energie electrică, retea

de transport, de distribuţie a energiei

electrice si consumatori. Aceste

elemente sunt grupate zonal constituind

subsistemele unui SE.



Rețeaua de transport

Operatorul de Transport si Sistem din Romania:


http://transelectrica.ro/web/tel/home

https://www.transelectrica.ro/web/tel/proceduri

Verificarea și acceptarea în funcționare a centralelor eoliene din punct de

vedere al respectării cerințelor Codului Tehnic RET

http://transelectrica.ro/web/tel/home

https://www.transelectrica.ro/web/tel/proceduri



Rețeaua de distributie

Operatori de distribuție din Romania:


Procesele energetice pot fi privite ca

sisteme mari, distribuite caracterizate

prin:

structură interconectată

existenţa mai multor obiective de

atins (stare conflictuală)

dimensiuni mari

restricţii în ceea ce priveşte

structura informaţiei

prezenţa incertitudinilor



Tot odata, conducerea sistemelor mari presupune existenţa a două mari

subsisteme :

procesul si sistemul de conducere, ca si existenta unor fluxuri de

informatii (IE - relaţia cu mediul exterior, date de proiectare; IP - modul de

desfăşurare al procesului).

PROCESUL SISTEMUL DE CONDUCERE

IE

IPDin punct de vedere al sistemului de conducere acesta poate fi centralizat sau

descentralizat în functie de caracteristicile procesului si a sistemului de

conducere.




1.2. Retele inteligente concepte si definitii.

Evolutia retelelor inteligente


energetică






1.2. Retele inteligente (smart grid) - concepte și definiții


Smart Grid înseamnă folosirea

senzorilor, a comunicaţiei, a

capacităţilor de calcul şi a

controlului pentru îmbunătăţirea

funcţionalităţii unui sistem energetic.

Un sistem devine inteligent prin

senzori, comunicaţie, control şi

feedback continuu.

Cele trei nivele dezvoltate în cadrul

Smart Grid:

- nivelul energetic

- nivelul comunicaţiilor şi al

circulaţiei informaţiilor

-nivelul IT, al calculatoarelor, al

stocării şi prelucrării bazelor de

date.

SMART

GRID

PIATA DE

ENERGIE

TEHNOLOGIA

INFORMATIEI

INTEGRAREARESURSELOR

REGENERABILEDE ENERGIE

SECURITATEARETELEI

ELECTRICE

COMUNICATII

INTELIGENTE

Componentele unei rețele inteligente


Sursa : IEA - International Energy Agency

1.2. Rețele inteligente (smart grid) - concepte și definiții


Sursa : Technology roadmap for Smart Grids, IEA - International Energy Agency, 2011

Te

hnolo

gii

utiliz

ate

in

dezvoltare

a S

mart

grid




Generare Transport Distribuție Consumator

industrial

Consumator

comercial

Consumator

rezidențial

Monitorizare și control pe arii geografice extinse

(WAMS)

Integrarea tehnologiilor informatice și a comunicațiilor

Integrarea generării distribuite și din surse regenerabile

Îmbunătățirea sistemelor

de transport

Gestionarea rețelei de

distribuție

Măsurarea inteligentă a consumului

Infrastructura de încărcare a vehiculelor electrice

Sisteme orientate client

Tehnologii utilizate in dezvoltarea SmartgridTehnologie Nivel de

maturitate

Tendinta

de

dezvoltare

Monitorizarea si controlul pe zone geografice intinse In dezvoltare rapida

Integrarea tehnologiilor informatice si de comunicatii maturitate rapida

Integrarea generarii distribuite si din surse

regenerabile

In dezvoltare rapida

Aplicatii de imbunatatire a sistemelor de transport maturitate moderata

Gestionarea retelei de distributie In dezvoltare moderata

Masurarea inteligenta a consumului maturitate rapida

Infrastructura de incarcare a vehiculelor electrice In dezvoltare rapida

Sisteme orientate client In dezvoltare rapida

23MODUL 1 - CAIE - N. ARGHIRA/S.ST. ILIESCU


ABORDĂRI smart grid


•ElectriNet

•Capgemini

(www.capgemini.org/energy):

•IBM’s Vision: (www.ibm.com/iibv)

•EPRI IntelliGrid

•The Modern Grid Strategy

(www.netl.doe.gov)

•U.S. Department of Energy (DOE)

National Energy Technology

Laboratory GridWise™

(www.electricdistribution.ctc.com)

•General Electric Vision

(www.gepower.com)

•GE Corporation

•Distribution Vision 2010 (DV2010)

•UK SuperGen Initiative

(www.supergen-networks.org.uk)

•Hydro Quebec Automation Initiative

•The Galvin Initiative

(www.galvinpower.org)

•Electricite de France (EDF) Power-

Strada

•European Union Smart Grid

(www.smartgrids.eu)

http://www.capgemini.org/energy

http://www.ibm.com/iibv

http://www.netl.doe.gov/

http://www.electricdistribution.ctc.com/

http://www.gepower.com/

1.3. Elemente de bază în automatizările în energetică1.3.1. Tipuri de scheme tehnologice

Scheme tehnologice cu automatizări (P&ID)


Process/Piping and Instrumentation Diagram (P&ID): în care sunt

reprezentate atât elementele instalaţiei automatizate, legăturile lor

funcţionale, cât şi elementele şi circuitele instalaţiei de automatizare.

Exemplu P&ID

P&ID 11 TURBINA-Model.pdf




Simbol Semnificaţie Simbol Semnificaţie Simbol Semnificaţie

comandă de la

distanţă

(închis,

deschis, stop)

comandă de

la distanţă

(pornit/oprit,

creşte/scade)

element de comutare automat-manual

(pentru reglarea referinţei în bucla de

reglare: A-referinţa culeasă din proces;

M-referinţă modificată manual)

aparat local traductor,

detector

aparat montat pe panou sau pupitru în

CCT – camera de comandă tehnică

(contur operativ)

aparat montat

în panou local

aparat montat

în dulap

neoperativ

semnal analogic (binar) transmis la

calculatorul de proces

3H

an

2H

an

A-M

an

XXXX

an

XX

an

XX

an

XX

an

A(B)

XX

a n

prima literă (primele litere) reprezintă simbolul parametrului măsurat

a doua literă (ultimele litere începând cu a doua) reprezintă simbolul funcţiei aparatului

cifră reprezentând numărul aparatului în buclă

litere având următoarea semnificaţie : b = buton; g = aparat indicator; f = traductor; u = aparat calcul

Sursa: ISA – www.isa.org




Cele mai utilizate simboluri ale parametrilor şi funcţiilor sunt:

simboluri parametri simboluri funcţii

A calitate (pH, S)

F debit

L nivel

P presiune

T temperatură

Y turaţie

Z poziţie

V vibraţii

U deplasare

X dilatare relativă

I indicare

R înregistrare

Q contorizare

A semnalizare

S protecţie

Y calcul

T transmitere la distanţă

E element sensibil (detector)

C reglare

W priză pentru măsurători de

probă

K referinţă


Scheme desfăşurate


Scheme desfăşurate: reprezintă legăturile dintre aparate sau dintre

elementele componente ale acestora, care permit înţelegerea şi

urmărirea funcţionării efective a circuitelor electrice;

Partea de forță Partea de comandă

M

3~

L1

L2

L3

Q

K

K

R

S

Sp K

S0


Semne conventionale IEC folosite pentru schemele instalațiilor electrice


Buton normal deschis actionat prin impingere cu revenire

Buton normal deschis actionat prin rotire cu mentinerea

pozitiei

Buton normal inchis actionat prin impingere (apasare) cu

revenire

1k

Contact de releu sau contactor normal deschis

Contact de releu sau contactor normal inchis

Bobina de contactor principal sau releu intermediar

Contactor

Contactor asociat cu relee de suprasarcina

http://shiva.pub.ro/PDF/Aut/Ag

enda_electronica.pdf


Scheme de montaj


Scheme sau tabele de conexiuni interioare: pe baza cărora

se execută legăturile dintre aparate, precum şi legăturile

dintre aparate şi şirurile de cleme din interiorul tablourilor sau

pupitrelor de comandă.

Schemele sau tabelele de conexiuni exterioare: pe baza

cărora se execută legăturile dintre echipamente şi aparatele

locale (traductoare, butoane de comandă, acţionări, etc.)






energetică






1.3. Elemente de bază în automatizările în energetică1.3.2. Elemente de TRA cu aplicatii pentru SEE


SUPRAVEGHERE

REGLARE

COMANDA

PROTECTIE

Bloc

amplificare şi

execuţie

Bloc culegere şi prelucrare

primară a informaţiilor din

proces

PROCES



SUPRAVEGHERE

REGLARE

COMANDA

PROTECTIE

Bloc

amplificare

şi execuţie

Bloc culegere şi

prelucrare primară

a informaţiilor din

proces

PROCES

Dispozitivele de reglare sesizează continuu

(măsoară) mărimea reglată, o compară cu o altă

mărime, mărimea de referinţă (sau de conducere)

şi, în funcţie de rezultatul acestei comparaţii,

intervin în vederea aducerii mărimii reglate la

valoarea celei de referinţă.

Dispozitivele de comandă influenţează mărimile

de ieşire, în funcţie de mărimile de intrare, pe baza

legităţilor specifice sistemului. O caracteristică a

procesului de comandă o reprezintă evoluţia lui în

circuit deschis, printr-un element de transfer

individual sau printr-un lanţ de elemente de

comandă.

Dispozitivele de protecţie permit prevenirea

evoluţiilor considerate periculoase pentru

echipamente şi personalul de exploatare.



Tipuri de semnale

Semnal de intrare/ Excitatia Semnal de iesire/ Raspunsul sistemului

Funcţia treaptă unitară Răspunsul la intrare treapta (raspuns indicial)

Funcţia impuls unitar (Dirac) Răspunsul cauzal la impuls

(functia pondere)

1(t)

t

1

t

1

y1(t)

( )t

t

t

( )h t



Tipuri de semnale

Semnal de intrare/ Excitatia Semnal de iesire/ Raspunsul sistemului

Funcţia rampă unitară Răspunsul la funcţia rampă unitară

Semnal periodic armonic Răspunsul la semnal periodic armonic

t

( )r t

t

yr(t)

u(t)

t

T

y(t)

t

T



Tipuri de semnaleTimp (t)

Amplitudine

(x)

Timp continuu Timp discret

Amplitudine

continuă A. Sisteme continue

x

t

B. Sisteme cu eşantionare

x

t

Amplitudine

discretă

C. Sisteme tip releu

x

t

D. Sisteme de reglare numerice

x

t

Amplitudine

binară

E. Sisteme de comutare binare

x

t

F. Sisteme de comandă digitale

x

t

Linkuri utile/interesante- Eurel Young Engineers Seminar:

http://www.eurel.org/home/Events/YES/Pages/YES.aspx

- Societatea Inginerilor Energeticieni din Romania - Filiala Bucuresti Tineret

Facebook: SIER Bucuresti Tineret

Conferinta in industria energetica (5-10 martie 2018):

http://www.tineret.sier.ro/cie2018.php?p=program

- IEEE Power and Energy Society, Control Systems Society

http://www.ieee-pes.org/

- ENTSOE: European Network of Transmission System Operators for electricity: https://www.entsoe.eu/


http://www.eurel.org/home/Events/YES/Pages/YES.aspx

http://www.ieee-pes.org/

ContactNicoleta ARGHIRA

Birou: ED212-213

Mail: [email protected]

Telefon: 021-4029147


mailto:[email protected]

conducerea și automatizarea instalațiilor energetice · scheme sau tabele de conexiuni...

Documents