A DynaGridCenter projekt keretében a Siemens a tudomány és a kutatás területén aktív partnerekkel együttműködve fejlesztette ki az elektromos hálózati vezérlőközpontok következő generációját.
Most először a segédrendszerek vizuálisan jelenítik meg azokat a dinamikus folyamatokat, amelyek az energetikai átállást megvalósítják az elektromos hálózatban és célzott ajánlásokat biztosítanak a hálózat optimalizálására és az áramkimaradások megelőzésére szolgáló intézkedésekre.
„A jövőben olyan vezérlőközpontokra lesz szükségünk, amelyek képesek önállóan, robotpilóta funkcióval szabályozni a rendkívül dinamikus elektromos hálózatot és biztosítani annak stabilitását” – mondta Dr. Rainer Krebs professzor, a Siemens Energy Management divíziójának Elektromos hálózat üzemeltetési és védelmi konzultációs egységének vezetője.
„A dinamikus vezérlőközpont ezért nélkülözhetetlen része a sikeres energiaszerkezet-váltásnak. A központ szabályozza a hálózat egyre dinamikusabb működését, fenntartja a hálózat stabilitását, és ajánlásokat biztosít az áramkimaradások megelőzéséhez.” A jövő vezérlőközpontja ezért kulcsfontosságú alkotóeleme lesz az elektromos hálózati intézkedési tervnek, amelyet 2018 augusztusában vezetett be a német szövetségi kormány.
Ahogy a decentralizált erőművek száma egyre növekszik, a hagyományos erőművek kapacitása csökken, és az elektromos energiaellátó rendszer egyre érzékenyebbé válik a zavarokra. Ez pedig azt jelenti, hogy egyre zsugorodik az az időintervallum, amelyen belül reagálni kell a kritikus hibákra. A hálózat monitorozását és távoli vezérlését végző vezérlőközpontok esetében ezért a fejlett vezérlési és szabályozási technikák alkalmazása elengedhetetlen.
A DynaGridCenter projektben a Siemens a hálózatban fellépő egyenetlen terhelés eloszlás által kiváltott dinamikus folyamatok vizuális megjelenítésének és az ezekre való szisztematikus reagálásnak a módszereit tanulmányozza. A vállalat segédrendszereket fejleszt az átviteli hálózat számára. Akárcsak egy autó esetében, a rendszereknek itt is két kulcsfontosságú funkciója van: Az első a rendszer teljes automatizálása, hogy a hálózatnak a lehető legzavartalanabb és legstabilabb üzemelését fenn lehessen tartani.
A második funkció az akadályok vagy működési hibák korai észlelésére szolgál, hogy azokat meg lehessen kerülni, vagyis meg lehessen előzni. A dinamikus hálózati vezérlőközpontban a kezelők a hálózat dinamikájának meghatározásán dolgoznak és olyan eszközökhöz férhetnek hozzá, amelyekkel lehetséges az, ami ma még lehetetlen: szisztematikusan reagálhatnak a hálózat ellenőrzött dinamikus állapotaira.
A hálózat monitorozásához a mérnökök egy laboratóriumi hálózati vezérlőközpontot használtak az Ilmenau Műszaki Egyetemen és azt a magdeburgi Otto-von-Guericke Egyetem által működtetett szimulált elektromos hálózathoz kapcsolták. A vektor mérőegységek (PMU-k) az áramerősség és a feszültség szintjét és fázisszögét 20 ezredmásodperces időközönként továbbítják és így rendkívül dinamikus összetevővel gazdagítják a mért értékeket, amelyek küldése jelenleg a másodperces tartományban történik. A PMU adatai időben szinkronizáltak, így közvetlenül összehasonlíthatók, ami lehetővé teszi a hálózatban fellépő nem kívánatos vibrációk és átmeneti folyamatok megjelenítését.
„Eddig csak megelőző intézkedésekkel tudtuk elkerülni azokat a veszélyes dinamikus folyamatokat a hálózatban, amelyek áramkimaradáshoz vezethetnek” – mondta Dr.Krebs. A hálózatüzemeltetőknek be kell avatkozniuk az erőművek tervszerű működésébe a fenyegető szűk keresztmetszetek elhárításához.
Az utasított eltérés („redispatch”) néven ismert beavatkozás évente akár 1 milliárd eurós nagyságrendű költséget eredményez. Egyszerűbb és – ami még fontosabb – gazdaságosabb a távvezeték-kapacitás kihasználtságát optimalizálni és csak túlterhelés esetén foganatosítani helyesbítő intézkedéseket. Az új monitorozó és vezérlő programok ezt el tudják végezni, mert nem csak a túlterhelés során fellépő veszélyes helyzeteket jelenítik meg vizuálisan, hanem az üzem emberi személyzetéhez képest sokkal gyorsabban hajthatják végre a szükséges ellenintézkedéseket.
A három éves tartamra tervezett DynaGridCenter kutatási projekt 2015. október 1-én indult. A projektben partner volt a Siemens, a magdeburgi Otto-von-Guericke Egyetem, az Ilmenau Műszaki Egyetem, a bochumi Ruhr Egyetem, a Magdeburgban működő Fraunhofer Institute for Factory Operation and Automation (IFF), valamint az ilmenaui Fraunhofer Institute of Optronics, System Technologies, and Image Exploitation, Advanced System Technology Branch (IOSB-AST). Az 50Hertz Transmission, a TransnetBW, a TenneT és az Amprion átviteli hálózat üzemeltetők a projektben társult partnerként vettek részt.
A projekt koordinálása a Siemens felelőssége volt. A projekt a Jövőorientált Energiahálózatok kezdeményezés része és megközelítőleg 5 millió euró finanszírozást kapott a Német Szövetségi Gazdasági és Energiaügyi Minisztériumtól (BMWi). Jelenleg InnoSys2030 néven egy további projekttel tervezik annak igazolását, hogy a rendszerek valódi elektromos hálózatokban is üzemeltethetők. Egy másik projekt az elektromos hálózatok dinamikus digitális ikreire fog összpontosítani.