LA SELETTIVITA LOGICA PER L AUTOMAZIONE DI RETE NEL PROGETTO S.C.U.O.LA.

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1 LA SELETTIVITA LOGICA PER L AUTOMAZIONE DI RETE NEL PROGETTO S.C.U.O.LA. Partner di progetto: Alessio Dedè Giovanni Massa Unareti SpA Finanziato da: In collaborazione con:

2 Agenda Evoluzione della Rete Elettrica Gestione del guasto di rete Selettività Logica del Tronco Guasto Dimostratore SCUOLA Risultati Conclusioni 04/10/2016 2

3 Agenda Evoluzione della Rete Elettrica Gestione del guasto di rete Selettività Logica del Tronco Guasto Dimostratore SCUOLA Risultati Conclusioni 04/10/2016 3

4 Evoluzione Rete Elettrica Diffusione delle Risorse Energetiche Distribuite ad ogni livello della rete elettrica Inversione dei flussi di potenza in determinati orari della giornata Aleatorietà dei flussi di potenza in caso di fonti rinnovabili non programmabili Previsione di incremento dell impiego futuro di auto elettriche Modifica della connessione dei carichi e della loro distribuzione temporale Utilizzo di sistemi di condizionamento per aumentare il comfort Carichi con variazioni stagionali per il riscaldamento e/o raffrescamento Cucine e sistemi per l acqua calda sanitaria con variazioni orarie 04/10/2016 4

5 Evoluzione Rete Elettrica Sistemi di generazione controllabili anche da parte del distributore Gestione dei flussi di potenza da generazioni distribuite anche in caso di guasto sulla rete di distribuzione Possibilità di modulare l azione dei sistemi di ricarica EV Politiche di Demand Response per influenzare i consumi degli utenti secondo le esigenze di rete Aumento della qualità del servizio verso l utente finale. Roadmap per la Smart Grid... 04/10/2016 5

6 Evoluzione Rete Elettrica Ieri Cabina Elettrica Intelligenza Cabina Sistemi di Rilevamento guasti Rete Elettrica Distributore Meter Consumi Elettrodomestici 04/10/2016 6

7 Evoluzione Rete Elettrica Domani Borsa Elettrica Previsioni e rilievi Meteo Cabina Elettrica Energy Management Intelligenza Cabina Sistemi di protezione Prosumer PV Inverter Home Gateway Smart Meter PV Smart Plug Rete Elettrica Distributore Smart Meter Scambio Ricarica VE Elettrodomestici Azionabili da Remoto 04/10/2016 7

8 Evoluzione Rete Elettrica Domani Borsa Elettrica Previsioni e rilievi Meteo Cabina Elettrica Energy Management Intelligenza Cabina Sistemi di protezione Prosumer PV Inverter Home Gateway Smart Meter PV Smart Plug Rete Elettrica Distributore Smart Meter Scambio Ricarica VE Elettrodomestici Azionabili da Remoto 04/10/2016 8

9 Agenda Evoluzione della Rete Elettrica Gestione del guasto di rete Selettività Logica del Tronco Guasto Dimostratore SCUOLA Risultati Conclusioni 04/10/2016 9

10 Gestione del guasto di rete Apertura in Cab. Primaria e disalimentazione dell intera linea 04/10/

11 Gestione del guasto di rete Disconnessione di intere linee in caso di guasto in un tratto specifico della rete Elevato numero di utenti coinvolti Necessità di numerose operazioni anche «manuali» per l isolamento del guasto ed il ripristino del servizio Tempi lunghi di intervento e ripristino del servizio Nuovi sistemi automatici per l isolamento del guasto ed il ripristino rapido del servizio Migliorare le qualità del servizio Ridurre le sollecitazioni per gli asset 04/10/

12 Agenda Evoluzione della Rete Elettrica Gestione del guasto di rete Selettività Logica del Tronco Guasto Dimostratore SCUOLA Risultati Conclusioni 04/10/

13 Selettività Logica del Tronco Guasto Apertura Linea solo per il tratto guasto Contro Alimentazione 04/10/

14 Selettività Logica del Tronco Guasto Coordinamento tra IED (Intelligent Electronic Devices) per consentire il comando di apertura del dispositivo più vicino al guasto Interscambio dei messaggi basato su soluzioni standard per garantire: Scalabilità Modularità Interoperabilità IEC MMS + GOOSE Infrastruttura di comunicazione «a bassa latenza» 04/10/

15 Selettività Logica del Tronco Guasto Vincolo: estinzione del guasto fase fase entro 150 ms Rilevamento guasto T DT = 30 ms Apertura interruttore T crb = 70 ms Ritardo intenzionale per selettività logica T d_lg < 50 ms tempo di generazione del GOOSE T GEN tempo di comunicazione ed elaborazione del GOOSE T COMM T ELAB 04/10/

16 Agenda Evoluzione della Rete Elettrica Gestione del guasto di rete Selettività Logica del Tronco Guasto Dimostratore SCUOLA Risultati Conclusioni 04/10/

17 Dimostratore SCUOLA Feeder ad anello sotteso alla Cabina Primaria «Est» IED di terze parti (test di interoperabilità) Gateway multi protocollo e SCADA locale Cabine Secondarie automatizzate Quadri di alimentazione con batterie monitorati IED Thytronic (IEC MMS GOOSE) Scomparti Interruttore Terna di sensori combinati Toroide omopolare per maggiore precisione Industrial PC per monitoraggio e controllo locale 04/10/

18 Dimostratore SCUOLA IED_L1 15kV CP <<Est>> Contro Alimentazione 15kV IED_L2 Apertura Interruttore e Richiusura Blocco Disservizio per Isolamento Tronco Guasto 04/10/

19 Dimostratore SCUOLA 15kV IED_L1 CP <<Est>> 15kV IED_L2 Scatto Remoto Blocco Mancata Apertura per blocco Interruttore In caso di fallimento scatto remoto, protezione cronometrica per garanzia estinzione guasto 04/10/

20 Dimostratore SCUOLA Comunicazione CP CS Round Trip Time [ms] Media 8.08 Deviazione Standard 3.96 Massimo msec 8.08 msec 04/10/

21 Agenda Evoluzione della Rete Elettrica Gestione del guasto di rete Selettività Logica del Tronco Guasto Dimostratore SCUOLA Risultati Conclusioni 04/10/

22 Risultati Caratterizzazioni di laboratorio Al netto del tempo di apertura dell interruttore Funzioni testate: Richiusura Automatica Selettività Logica Riconfigurazione Per guasti: Corto Fase Fase Direzionale Fase Terra 04/10/

23 Risultati Richiusura Automatica CS09_08 CS09 CS09_10 CS13_12 CS13 CS13_14 04/10/

24 Risultati Richiusura Automatica CS09_08 CS09 CS09_10 CS13_12 CS13 CS13_14 APERTO 04/10/

25 Risultati Richiusura Automatica CS09_08 CS09 CS09_10 CS13_12 CS13 CS13_14 APERTO 04/10/

26 Risultati Richiusura Automatica CS09_08 CS09 CS09_10 CS13_12 CS13 CS13_14 04/10/

27 Risultati Selettività CS09_08 CS09 CS09_10 CS13_12 CS13 CS13_14 04/10/

28 Risultati Selettività CS09_08 CS09 CS09_10 CS13_12 CS13 CS13_14 04/10/

29 Risultati Selettività CS09_08 CS09 CS09_10 CS13_12 CS13 CS13_14 04/10/

30 Risultati Selettività CS09_08 CS09 CS09_10 CS13_12 CS13 CS13_14 APERTO 04/10/

31 Risultati Selettività CS09_08 CS09 CS09_10 CS13_12 CS13 CS13_14 APERTO 04/10/

32 Risultati Riconfigurazione CS09_08 CS09 CS09_10 CS13_12 CS13 CS13_14 APERTO 04/10/

33 Risultati Riconfigurazione CS09_08 CS09 CS09_10 CS13_12 CS13 CS13_14 APERTO 04/10/

34 Risultati Riconfigurazione CS09_08 CS09 CS09_10 CS13_12 CS13 CS13_14 APERTO APERTO 04/10/

35 Risultati Riconfigurazione CS09_08 CS09 CS09_10 CS13_12 CS13 CS13_14 APERTO APERTO APERTO 04/10/

36 Risultati Riconfigurazione CS09_08 CS09 CS09_10 CS13_12 CS13 CS13_14 APERTO APERTO 04/10/

37 Risultati Alcune Immagini Banco Interoperabilità Brescia Sistema Alimentazione Ausiliaria Configurazione e Test Milano Armadio Protezione Brescia 04/10/

38 Risultati Alcune Installazioni Sensori Combinati Scomparti MT Ausiliari Alimentazione Panoramica CS Pagina SCADA Centro di Controllo Esempio CS SCUOLA in esercizio 04/10/

39 Agenda Evoluzione della Rete Elettrica Gestione del guasto di rete Selettività Logica del Tronco Guasto Dimostratore SCUOLA Risultati Conclusioni 04/10/

40 Conclusioni Implementazione di un sistema di automazione per la selettività logica del tronco guasto Validazione delle logiche di selettività e controalimentazione in laboratorio Installazione dei sistemi in campo e connessione dei sistemi in modalità «telecontrollo» Supervisione delle logiche di selettività «in bianco» per valutazione impatto sull esercizio «reale» della rete 04/10/

41 Grazie per l attenzione smartgrid@unareti.it

42 Considerando la riconfigurazione di rete Disservizio delle sole utenze tra CS n e CS n+m Selettività e Contro Alimentazione Chiusura per rialimentazione tronco sano Apertura da protezione per interruzione guasto Apertura da protezione per sezionamento tronco guasto 04/10/

43 Problematiche ed Esigenze Numero di Interruzioni per utente (N) Durata delle interruzioni per utente (D) N n n m U i 1 i i 1 j 1 U tot ;D U tot U i,j t i,j n = numero di interruzioni per anno m = numero di gruppi di utenza coinvolti da interruzioni della stessa durata U i = numero di utenti coinvolti nella i ma interruzione U i,j = numero di utenti coinvolti nella i esima interruzione e relativi al j esimo cluster t i,j = durata dell interruzione per il cluster U i,jj U tot = numero di utenti alla fine dell anno Premi/Penalità se l indicatore N valutato esclusivamente per interruzioni brevi e lunghe e l indicatore D valutato solo per interruzioni lunghe non superano/superano una soglia variabile in funzione della densità territoriale degli utenti 04/10/

44 Selettività e Contro Alimentazione Estinzione del guasto fase fase entro 150 ms: Rilevamento guasto T DT : 30 ms Apertura interruttore T crb : 70 ms Ritardo intenzionale per selettività logica T d_lg : < 50 ms Tempo di generazione del GOOSE T GEN Tempo di comunicazione e elaborazione del GOOSE T COMM +T ELAB Interruttori rapidi 150 _ _ Rete di comunicazione a bassa latenza 04/10/

45 Telecontrollo e Automazione Quale miglioramento apporta il telecontrollo? GM1 04/10/

46 Diapositiva 45 GM1 Aggiornare? Giovanni Massa; 16/06/2016

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