Simulator pametnih omrežij DL SGWD2.0-W

Laboratorij za energetiko UM FERI je v letu 2024 svojo pedagoško in raziskovalno infrastrukturo obogatil s simulatorjem pametnih omrežij DeLorenzo SmartGrid DL SGWD2.0‑W. Simulator je zasnovan za simulacijo različnih konceptov pametnih električnih omrežij.

Simulator je napredni izobraževalni pripomoček, namenjen študiju in usposabljanju na področju upravljanja pametnih električnih omrežij. Omogoča celovito usposabljanje na simulacijah mikroomrežij, pametnih omrežij ter izoliranih energetskih otokih. Zagotavlja prilagodljivo in dinamično učno platformo, ki uporabniku omogoča interakcijo z realnimi napravami.

Vir: SMART GRID DL SGWD2.0

Simulator pametnih omrežij je organiziran v modularni sistem, ki predstavlja poenostavljen in pomanjšan model elektrodistribucijskega omrežja. Vključuje industrijsko opremo, integrirano v nadzorovano okolje in izvaja simulacije dvosmernega pretoka energije in interakcije med različnimi omrežji dobaviteljev ter potrošniki električne energije.

Podsistemi simulatorja pametnih omrežij

Simulator je sestavljen iz osmih podsistemov. Prvi štirje podsistemi predstavljajo SIMULACIJE ENERGETSKIH VIROV. Prvi predstavlja glavni vir napajanja omrežja, medtem ko drugi trije podsistemi ustrezajo alternativnim virom energije.

Glavno napajanje omrežja: Glavni vir napajanja omrežja s trifazno enoto simulira proizvodnjo energije iz klasične termoelektrarne ali pa jedrske elektrarne.
Vetrna elektrarna s spremenljivim kotom lopatic: Ta podsistem simulira proizvodnjo energije iz vetra, kjer se kot lopatic lahko spreminja za optimizacijo proizvodnje.
Hidroelektrarna s črpalnim shranjevanjem: Simulira hidroelektrarno, ki uporablja črpalno shranjevanje za uravnavanje proizvodnje energije.
Mikroomrežje s sončnim fotovoltaičnim sistemom in opcionalnim mikro vetrnim sistemom: Sončni fotovoltaični sistem z baterijskim shranjevanjem vključuje sončne panele in baterijske hranilnike energije, ki omogočajo proizvodnjo in shranjevanje energije na nizkonapetostni strani omrežja. Opcionalni mikro vetrni sistem omogoča dodatno proizvodnjo energije iz vetra na nizkonapetostni strani omrežja.

Peti podsistem sestavljajo NAPRAVE ZA ZAŠČITO PRED NAPAKAMI. Vključuje naprave za zaznavanje napak v omrežju in odklop okvarjenih linij. Dvojni sistem zbiralk in odklopniki omogočajo ločitev delov sistema ali vključitev razpoložljivih obnovljivih virov energije in omogoča dvosmerno pretok električne energije. Preklopno stikalo upravljavca industrijskega napajalnega voda, se lahko konfigurira za študij zaščitnih tehnik na različnih točkah sistema.

Šesti podsistem se nanaša na NAMENSKE MERILNE NAPRAVE. Omogočajo merjenje različnih električnih parametrov, kot so napetost, tok, frekvenca in moč ter spremljanje pretoka energije v realnem času in analizo kakovosti električne energije.

Sedmi podsistem združuje DVA MODULA ZA NADZOR FAKTORJA MOČI. Prvi je preklopna baterija kondenzatorjev s štirimi različnimi vrednostmi kondenzatorjev, drugi pa je regulator jalove moči, ki aktivira kondenzatorje prejšnjega modula za korekcijo faktorja moči.

Zadnji podsistem je sestavljen iz PASIVNIH ELEMENTOV. Tukaj gre za module z različnimi vrstami obremenitev (kapacitivne, induktivne, uporne), ki simulirajo obremenitve v hiši ali tovarni ter module z impedancami, ki simulirajo izgube, nastale v prenosnih vodih.

Vir: SMART GRID DL SGWD2.0

Celoten sistem je integriran z industrijsko programsko opremo za nadzor in zajem podatkov (SCADA), ki komunicira z vsemi aktivnimi napravami v simulatorju in izvaja naslednje naloge:

Pridobivanje, zbiranje in shranjevanje podatkov iz merilnih instrumentov.
Nadzor in upravljanje vseh aktivnih komponent omrežja.
Prikaz zbranih podatkov v realnem času na grafičnih vmesnikih (HMI).

Razvoj veščin in razumevanje kompleksnih energetskih sistemov

Simulator je zasnovan tako, da omogoča celovito simulacijo in analizo različnih vidikov pametnih omrežij, kar je ključnega pomena za razvoj veščin in razumevanje kompleksnosti elektroenergetskega sistema. Uporabniki preko usposabljanja pridobijo naslednja znanja in kompetence:

Poglabljanje teoretičnih znanj osnovnih električnih zakonitosti, razumevanja delovanja elektroenergetskih sistemov in razumevanje varnostnih standardov ter regulativnih zahtev, ki veljajo v elektroenergetiki.
Pridobivanje praktičnih izkušenj z delom na simulatorju, kar vključuje simulacijo različnih scenarijev in eksperimentiranje z vključevanjem obnovljivih virov energije v distribucijsko omrežje. Uporabniki se naučijo modelirati in simulirati različne konfiguracije omrežja, kar jim omogoča preizkušanje in ocenjevanje različnih pristopov k upravljanju omrežja.
Sposobnost analiziranja in optimiziranja elektroenergetskega sistema. Uporabniki se naučijo zbirati in analizirati podatke iz različnih virov energije in omrežnih komponent, kar jim omogoča razumevanje pretoka energije in učinkovitosti sistema. Uporabniki se naučijo optimizirati delovanje omrežja z uporabo različnih strategij za uravnavanje obremenitev in integracijo obnovljivih virov energije.
Sposobnost nadzora in upravljanja. S pomočjo SCADA programske opreme uporabniki razvijajo veščine za nadzor in upravljanje omrežja, vključno z nastavitvijo zaščitnih mehanizmov in odzivom na izredne razmere.
Razvijanje veščin za prepoznavanje in reševanje tehničnih težav ter napak v omrežju. Simulator omogoča simulacijo različnih scenarijev napak in izpadov, kar uporabnikom pomaga razviti veščine za hitro in učinkovito reševanje težav v realnem času.
Krepitev sposobnosti sodelovanja in timskega dela, saj simulator omogoča več uporabnikom hkratno delo na kompleksnih problemih. Uporabniki pridobijo kompetence učinkovitega sodelovanja in komuniciranja z različnimi deležniki v elektroenergetskem sektorju.