INSTRUMENTE SOFTWARE DE PLANIFICARE I ANALIZ A REELELOR I SISTEMELOR

Buletinul AGIR nr. 4/2015 octombrie-decembrie 49

INSTRUMENTE SOFTWARE DE PLANIFICARE I ANALIZ A REELELOR I SISTEMELOR

ENERGETICE, AP, GAZE NATURALE I NCLZIRE CU GAZE

Capabiliti i funcionaliti pentru o expertiz inginereasc performant

Dr. ing. Luigi BUSARELO 1, Dr. ing. Giatgen COTT 1, Ing. Eugen TIRON 2

1 Neplan AG Elveia, 2 EOX Advanced Solutions Romnia

REZUMAT. Aplicatiile software NEPLAN sunt instrumente de planificare a retelelor si sistemelor energetice, ap, gaze naturale si nclzire cu gaze. Nici un alt instrument software din piata nu furnizeaz att de multe capabiliti si functionaliti de analiza pentru sistemele electrice de generare, transmitere, distributie, retele electrice industriale, maritime si offshore. Cea mai prietenoas i intuitiv interfat de utilizare i grafica performana. Dei NEPLAN ofer toate capabilitile de care ai nevoie pentru modelarea i simularea sistemelor energetice, NEPLAN este mai uor de a fi utilizat dect alte instrumente software comparabile. Algoritmi avansati pentru analiza sistemelor AC/DC monofazate i trifazate (ne)echilibrate. NEPLAN ofer vaste biblioteci de modele cu mii de elemente de reea compuse din relee, motoare, excitatoare, turbine, regulatoare speciale pentru puterea vntului i echipamente FACTS etc

Cuvinte cheie: instrumente de planificare, NEPLAN.

ABSTRACT. Software NEPLAN applications are tools for planning networks and energy systems, water and gas heating. No ather tool on the market provides so many analysis functions for transmission, distribution, industrial, marine and offshore networks. The most user friendly and powerful user interface. Althougt NEPLAN affers all calculations needed for power system computation, it is easier to use than other comparable tools. Advanced algorithms for 1-phase and (un)balanced 3-phase AC/DC sysitems. NEPLAN offers extensive model libraries with thousands of elements consisiting of relays, motors, exciters, turbines, special controlles for wind power and FACTS etc.

Keywords: planning tool, NEPLAN.

1. NOTIUNI GENERALE INTODUCTIVE CU REFERIRE LA SEE [1]

Sistemul electroenergetic, ca parte component a sistemului energetic, la rndul lui subsistem al eco-socio-sistemului naional, prezint o serie de trs-turi particulare care determin abordri i tehnici de studiu specifice.

Dintre caracteristicele tehnico economice ale SEE enumerm [1]: sunt sisteme mari, cu structur complex din punct de vedere al extinderii n spaiu i al interaciunii continue ntre subsistemele com-ponente, cuprind sute / mii de noduri la care sunt racordate centralele electrice (GS) i zonele de consum (ZC), au distane mari de transport intre centralele electrice i zonele de consum, au un numr mare de componente precum elememte dina-

mice (turbine, generatoare, motoare) i elemente statice (transformatoare, linii electrice de medie tensiune (MT), de nalt tensiune (IT) i joas tensiune (JT). O caracteristic importan este aceea c proiectarea i exploatarea SEE sunt inter-dependente; astfel extinderea sau analiza acestora implica eforturi economice i durata mari. Pro-iectarea SEE nseamn soluii de dezvoltare i utilizare optim a instalatiilor existente, iar Ex-ploatarea SEE nu se refer la un sistem finalizat ci la unul aflat ntr-o continu dinamic. Energia electric produs de SEE, nenmagazinandu-se, este necesar ca n fiecare moment s se asigure consumul cu producia de energie electric, alimentarea continu a zonelor de consum trebuie realizat cu mentinerea calitii energie electrice: tensiunea i frecvena. O caracteristic important o reprezint necesitatea conducerii optimale a SEE (tehnic i economic)

CERCETARE I EXPERTIZ INGINEREASC

Buletinul AGIR nr. 4/2015 octombrie-decembrie 50

astfel optimizarea regimurilor de funcionare urmreste asigurarea functionrii sigure din punct de vedere tehnic i eficiente din punct de vedere economic. SEE este un sistem dinamic, supus unor perturbaii de diferite amplitudini i cu diferite evo-luii n timp, care pot afecta resursele i capacitatea de a-si ndeplini alimentarea consumatorilor.

Evidenierea acestor caracteristici ne arat c n SEE sunt necesare abordri complexe i pretentioase privind: analize ale regimurilor de funcionare, de proiectare, planificare, siguran n exploatare i control.

Direciile de dezvoltare ale SEE[1] urmresc: obiective de natur tehnic precum: siguran, fiabilitate, complementaritate n asigurarea cererii consumatorului, obiective de natur economic pre-cum: asigurarea preului de cost minim al energiei electrice, un management eficient al resurselor primare precum: energii regenerabile, obiective de protecia mediului

Direciile prioritare pentru SEE sunt acelea care urmresc exploatarea i dezvoltarea lui. Dintre acestea enumerm: asigurarea alimentrii cu energie electric a consumatorului, modificri n organizarea activitii de producere, transport, distribuie i furnizare a energiei electrice; crearea SEE interco-nectate care s asigure gestionarea optim a parcului de producie, crearea unei piete unice de energie (ENTSOE). O alt direcie este determinat de apariia tehnicilor noi n transportul energiei electrice care nlocuiesc mijloacele traditionale de coordonare i supraveghere ale SE interconectate. Acestea sunt: transportul energhiei electrice la tensiune continu trazite mari de energie electric pe distane mari HVDC (High Voltage Direct Current) i dezvoltarea dispozitivelor FACTS (Flexible Alternativ Current Transmission System) cu rol n controlul circulaiei de putere i indeplinirea conditiilor de siguran n funcionare (electronica de putere a revoluionat pro-iectarea i ingineria acestor echipamente). Utilizarea unor sisteme informatice complexe, flexibile i efi-ciente constituite din retele de calculatoare de proces interconectate prin sisteme de comunicatii moderne cum este sistemul SCADA i aparitia Software energetic adecvat, este o alt direcie. Rezolvarea sarcinilor de conducere operativ a SEE implic utilizarea: tehnicilor clasice, bazate pe calcule algo-ritmice i a tehnicilor noi, avand ca suport experiena i cunostintele acumulate de specialisti n domeniul electroenergetic.

Cerintele impuse n funcionarea SEE[1] Pro-iectarea i exploatarea SEE are la baza necesitatea asigurrii tuturor condiiilor pentru alimentarea con-sumatorilor cu energie electric. Preocuprile pentru indeplinirea acestui deziderat capat interes sporit datorit urmatorilor factori de ordin tehnic i eco-nomic i anume exigena consumatorilor, eficiena

economic n funcionare i cerinte ecologice i de integrare n eco-socio-sistem a SEE

Exigenta consumatorilor n ceea ce privete sigurana n alimentare i calitatea energiei electrice. Relaia contractuala dintre furnizorul de energie i consumator reclama existenta perturbatorului i unui perturbat din care rezult i responsabilittile fie-crei pri. Pretentiile consumatorului se refer la satisfacerea urmtoarelor cerine:

continuitatea n alimentarea cu energie electric a se asigura alimentarea fr ntreruperi sau la un nivel admis indiferent de regimul sau starea sistemului.

calitatea energiei electrice aceasta este evi-deniat de indicatorii specializai n funcie de respectarea condiiilor referitoare la caracteristicele undei de tensiune, prin variaiile de frecven i va-riatiile amplitudinii undei de tensiune, de modifica-rea formei de und a tensiunii regimul deformat, de nesimetria sistemului trifazat regimul ne-simetric ncrcarea inegal a celor trei faze ale sistemului.

eficiena economic n funcionare cu cheltuieli minime i randamente optime n producerea, trans-portul i distribuia energiei electrice reducerea cheltuielilor de investiii respectnd restriciile de siguran n alimentare i de calitate a energiei electrice, precum i reducerea pierderilor de putere pe elemente din sistem (aparate performante i exploatarea raional) posibil de realizat prin determinarea prin calcule a unor regimuri optime de funcionare

cerine ecologice i de integrare n eco-socio-sistem urmresc: msuri de ordin legislativ; msuri de reglementare a utilizarii resurselor energetice; msuri de ordin tehnologic reducerea emisiilor

Regimuri i stari de funcionare ale SEE. Sunt prezentate n tabel:

Criteriul Variatia n timp a marimilor

Gradul de afectare al fazelor

Natura regimului n raport cu operatorul

Regimurile SEE

Staionare Simetrice Normale

Tranzitorii Nesimetrice De avarie

Regimul staionar simetric normal este regimul permanent de funcionare al SEE

Calculul i analiza regimului permanent este o necesitate n activitatea de planificare a dezvoltarii sistemului (se stabilete configuraia reelelor electri-ce) i activitatea de exploatare (se gsete soluia optim de funcionare)

Securitatea unui SEE reprezint capacitatea sistemului de a funciona normal i cnd apar con-tingente (accidente). Stri de funcionare ale SEE sunt:

1) normal (regim admisibil tensiuni la borne i restrictii termice n limite); se recomand aciuni preventive;

INSTRUMENTE SOFTWARE DE PLANIFICARE I ANALIZ A REELELOR I SISTEMELOR

Buletinul AGIR nr. 4/2015 octombrie-decembrie 51

2) de alert (restriciile tehnologice nerespecta-te); se urmreste funcionarea pe timp limitat;

3) de urgen (scade frecvena, valori limit ale tensiunii admisibile, pierderea sincronismului la generatoare Sincron); SEE se aduce la starea de alert pentru funcionare;

4) starea de restaurare; nu mai este posibil satisfacerea alimentrii cu enenergie electric

2. SISTEME INFORMATICE DE PROIECTARE I ANALIZ A SEE[1]

Consideraii generale. Dimensiunile extrem de mari ale sistemelor electroenergetice, cu un numr mare de componente ce se intercondiioneaz, com-plexitatea proceselor de luare a deciziilor n fazele de pro