Laboratory: Implementation of Automation Functions for Monitoring and Control
Das Institute for Automation of Complex Power Systems (ACS) im E.ON Energy Research Center bietet Studierenden einen Online-Automatisierungslaborkurs mit dem Titel "Laboratory: Implementation of Automation Functions for Monitoring and Control" an. Dieses Kursmodul wird regulär im Sommersemester angeboten. Dieser Kurs hat einen Umfang von 4 Credits (120 Stunden) und wird in englischer Sprache abgehalten. Die Lernziele, Moduldetails und das Verfahren der Kursbewertung werden von Prof. Ponci in der Kick-off-Sitzung erläutert. Die folgenden Konzepte werden in diesem Kurs behandelt:
- die Grundlagen des IEC 61850 zu verstehen und anzuwenden
- intelligente Elektronische Geräte für Überwachungs-, Verteilungs- und Schutzfunktionen zu konfigurieren und zu integrieren
- die IED- und Umspannwerkkonfiguration zu validieren
Die oben erwähnten Konzepte werden in den folgenden Sitzungen näher erläutert:
Sitzung 1: IEC 61850 für die Kommunikation im Stromnetz
Ziel: Erklärung und Anwendung der Grundlagen von IEC 61850
- die Rolle von IEC 61850 in digitalen Umspannwerken
- Systemarchitektur der Umspannwerkautomatisierung nach IEC 61850
- Prozessbus
- Stationsbus
- Kommunikationstechnik nach IEC 61850
- Protokolle
- MMS
- GOOSE
- SV
- Datenmodellierung
- Protokolle
Sitzung 2: Kommunikationsautomatisierung in der Schaltanlage und IEC 61850 Informationsmodell
Ziel: Verstehen der Logik hinter dem IEC 61850 Informationsmodell und der Substation Communication Language (SCL)
- Das Informationsmodell des Substation Automation System (SAS)
- Der Modellierungsansatz: Klassenmodellierung und SCL-Objektmodellierung
- Engineering-Prozess mit SCL
- Überblick über die SCL-Syntax und SCL-Dateitypen
Sitzung 3: Kommunikationsautomatisierung im Umspannwerk mit dem IEC 61850 Informationsmodell
Ziel: Verstehen der Logik hinter der GOOSE-Nachrichtenkommunikation
- Grundlagen des GOOSE-Messaging und der GOOSE-Nachrichtenstruktur
- Beziehung zwischen GOOSE-Messaging und IEC 61850 Servicemodellen
- Kennenlernen von GOOSE Message Publisher und Subscriber
Sitzung 4: MMS-Mapping in IEC 61850
Ziel: Einführung in das MMS Mapping in IEC 61850
- Netzwerkarchitekturen im verteilten Computing: Client-Server vs. Peer-to-Peer
- Abstraktes Common Services Interface
- Umgang mit der Vielfalt der Kommunikationsprotokolle
- Spezifisches Mapping von Kommunikationsdiensten
- MMS-Protokoll
Sitzung 5: Automatisierungsfunktionen im Netzschutz
Ziel: Verstehen der Schutzfunktion und Kommunikation im Schutzrelais
- Testen der grundlegenden Schutzfunktion des Schutzrelais
- Überstromschutz
- Aufbau der Kommunikation zwischen Relais
Sitzung 6: Steuerung in der Automatisierung
Ziel: Verstehen der Rolle von Steuerungssystemen in der Automatisierung von vollumrichterbasierten Stromversorgungssystemen durch eine Controller Hardware-in-the-Loop (CHIL) Simulation
- Hierarchische Steuerung von DC-Microgrids - mit speziellem Fokus auf den Anwendungsfall des MVDC-Schiffsstromsystems
- Implementierung von automatischer Erzeugungsregelung (AGC) und virtueller Impedanz-Drpop-Regelung zur Automatisierung des DC Microgridbetriebs
- Echtzeitüberwachung des Stromnetzes - Datenextraktion aus dem Echtzeitsimulator
Sitzung 7: Automatisierung des MTDC-Netzes
Ziel: Anwendung von SCL Dateien zur Automatisierung von Konvertern im MTDC-Netz
- Der relevante logische Knoten
- Die MTDC-Anforderungen
- Programmierung mit SCL
- Anwendung von SCL für die relevanten logischen Knoten
Praktische Sitzung 8: Überwachung von Zuständen des Energiesystems mittels PMU
Ziel: PMU als Überwachungsgerät einführen, das schnelle Mesungen von Phasor, Frequenz und rate of change of frequency (ROCOF) liefern kann
- Was sind PMU
- PMU-Hardware
- IEEE-Standard für Synchrophasor
- Synchrophasor-, Frequenz- und ROCOF-Definitionen
- Einschwingverhalten der PMU
- Sprünge in Spannungs- und Stromsignalen aufgrund von Fehlern und Schaltvorgängen
- Transientes Verhalten bei Leistungsschwankungen
Falls Sie Fragen haben, wenden Sie sich bitte an bzargar@eonerc.rwth-aachen.de.