Jak scyfryzować stację elektroenergetyczną – kolejny projekt dofinansowany z Horyzontu Europa poprzez EURAMET
21NRM02 Digital-IT Metrology for digital substation instrumentation
to międzynarodowy projekt w ramach European Partnership on Metrology Work Programme, (Call 2021 Selected Research Topics SRT-n01), którego celem jest cyfryzacja stacji elektroenergetycznych. Konsorcjum składa się z 13 europejskich organizacji metrologicznych, w tym z Polski Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Tele i Radiotechniczny oraz Główny Urząd Miar.
Ogólnym celem tego projektu jest opracowanie infrastruktury metrologicznej do śledzenia pomiarów i kalibracji cyfrowego oprzyrządowania podstacji elektroenergetycznej.
Skład konsorcjum:
| no. | Short Name | Organisation legal full name | Country |
| 1 | VTT | Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy | Finland |
| 2 | CMI | Cesky Metrologicky Institut | Czechia |
| 3 | GUM | Central Office of Measures | Poland |
| 4 | JV | Justervesenet | Norway |
| 5 | Metrosert | AS Metrosert | Estonia |
| 6 | RISE | RISE Research Institutes of Sweden AB | Sweden |
| 7 | SIQ | Slovenski Institut za Kakovost in Meroslovje | Slovenia |
| 8 | VSL | VSL B.V. | Netherlands |
| 9 | CIRCE | Fundación Circe Centro de investigación de recursos y consumos energéticos | Spain |
| 10 | LeftRight | Left Right, razvoj naprednih rešitev, Rado Lapuh s.p. | Slovenia |
| 11 | Łukasiewicz-ITR | Sieć Badawcza ŁUKASIEWICZ – Instytut Tele- i Radiotechniczny | Poland |
| 12 | OMICRON | OMICRON electronics GmbH | Austria |
| 13 | Statnett | Statnett SF | Norway |
Dekarbonizacja systemów energetycznych prowadzi bezpośrednio do wzrostu udziału rozproszonych odnawialnych źródeł energii w ogólnym bilansie energetycznym Europy. Zwiększona liczba dostawców energii wymusza znaczące zmiany w sieciach elektroenergetycznych dla zapewnienia stabilności całego systemu energetycznego. Sieci elektroenergetyczne potrzebują systemów pomiarowych, sterowania oraz monitorowania zdolnych do pracy w czasie rzeczywistym. Taki system ma zapewnić ochronę sieci, a także prawidłowe rozliczenie prosumentów za dostarczoną i wykorzystaną energię elektryczną.
Cyfrowe rozwiązania oprzyrządowania podstacji zgodne z normami IEC 61850 i IEC 61869 coraz częściej zastępują oprzyrządowanie analogowe, które zbliża się do końca okresu użytkowania.
Ogólnym celem tego projektu jest opracowanie infrastruktury metrologicznej do śledzenia pomiarów i kalibracji cyfrowego oprzyrządowania podstacji (tj. sprzętu obsługującego SV (Sampled Values), takiego jak SAMU (Stand Alone Merging Unit), przekładniki cyfrowe i mostki pomiarowe przekładników).
Aby wesprzeć europejski przemysł elektroenergetyczny, projekt ten dostarczy brakujących obecnie rozwiązań do kalibracji i synchronizacji nowych typów cyfrowego oprzyrządowania podstacji elektroenergetycznych. Przyczyni się rozwoju urządzeń obsługujących wartości próbkowane SV, takich jak samodzielne jednostki łączące SAMU (które są digitizerami dla przekładników analogowych), cyfrowe przekładniki i mostki pomiarowe przekładników z zapewnieniem cyfrowej komunikacji między nimi.
Projekt będzie również wspierał organizację IEC TC 38 „Instrument Transformers” w pracach nad rewizją powiązanych norm, w celu zaproponowania rozwiązań dla bardziej precyzyjnych pomiarów cyfrowego oprzyrządowania podstacji.
Rezultaty projektu mają wypełnić lukę na poziomie metrologicznym, aby móc testować i walidować działanie inteligentnych urządzeń elektronicznych. Ponadto należy opracować rozwiązania dla wyższych częstotliwości próbkowania i stemplowania czasem z użyciem protokołu PTP, wymagane przez nowe standardy (dla oprzyrządowania cyfrowej podstacji).
Wagę tego tematu i jego potrzeby podkreślono w nowych wytycznych do badań, rozwoju i innowacji 2020-2030 Europejskiej Sieci Operatorów Systemów Przesyłowych Energii Elektrycznej (ENTSO-E). Europejska Sieć Metrologii dla Inteligentnych Sieci Energetycznych EURAMET (EMN SEG) określiła podstacje cyfrowe jako jeden z kluczowych priorytetów w swoim strategicznym programie badawczym.
Szczegółowe cele projektu:
- Opracowanie i skalibrowanie systemów odniesienia do kalibracji sprzętu obsługującego SV, obejmujące nowe wymagania ostatnio wydanych norm IEC. Opracowanie nowego sprzętu do identyfikowalnego pomiaru nowych szybkości transmisji danych do 96000 próbek na sekundę, dla powiązanej szerokości pasma pomiarowego do 40 kHz.
- Opracowanie oprogramowania do kontrolowania ustawień i obsługi strumieni danych SV oraz opracowanie nowych metod przetwarzania danych i szacowania niepewności dla nowych szybkości transmisji danych.
- Rozwój sieci komunikacyjnej i synchronizacji czasu w uczestniczących laboratoriach poprzez tworzenie sieci Ethernet, które będą przesyłać dane SV i taktowanie oparte na protokole Precision Time Protocol (PTP).
- Dostarczenie danych, metod, wytycznych i zaleceń, które są niezbędne do kalibracji sprzętu obsługującego SV, dla potrzeb komitetu technicznego IEC TC 38. Integracja planów przyszłych działań badawczych w ramach Europejskiej Sieci Metrologicznej dla Inteligentnych Sieci Energetycznych (EMN SEG) .
- Wnoszenie wkładu w prace nad normami komitetu technicznego IEC TC 38. Wyniki będą miały formę, która będzie mogła zostać włączona do przyszłych norm przy aktualizacji zostaną przekazane użytkownikom (producenci urządzeń, operatorzy systemów przesyłowych (OSP), operatorzy systemów dystrybucyjnych (OSD) i odbiorcy).
Więcej informacji o projekcie, udzielą:
mgr inż. Jerzy Chudorliński
Główny Specjalista
Łukasiewicz – Instytut Tele- i Radiotechniczny
Grupa Badawcza Internet Rzeczy i Smart Grids
jerzy.chudorliński@itr.lukasiewicz.gov.pl
dr inż. Aleksander Lisowiec
Lider Grupy Badawczej Internet Rzeczy i Smart Grids/Lider obszaru
Łukasiewicz – Instytut Tele- i Radiotechniczny