ES2863376T3 - Procedimiento para monitorear una red eléctrica - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para monitorear una red de suministro de energía eléctrica (10) o una subred de la red de suministro de energía eléctrica (10), donde se evalúan valores de medición detectados en al menos dos puntos de medición de la red de suministro de energía eléctrica (10) o de la subred, donde - como valores de medición se evalúan valores de posición de fase o se evalúan valores de posición de fase determinados con los valores de medición, - mediante los valores de posición de fase se controla si la red de suministro de energía eléctrica (10) o la subred trabajan de forma síncrona, y - en el caso de una asincronía detectada mediante los valores de posición de fase se genera una señal de detección de isla (IS), caracterizado porque - los valores de posición de fase se clasifican formando un orden de posición de fase (SR) clasificado, - partiendo desde el valor de posición de fase más grande o más reducido - a continuación denominado valor de fase inicial - del orden de posición de fase (SR) clasificado, se determina una diferencia de posición de fase con respecto al siguiente valor de posición de fase en el orden de posición de fase (SR), por tanto, con respecto al segundo más grande o al segundo más reducido, - la señal de detección de isla (IS) se genera cuando la diferencia de posición de fase, entre el valor de fase inicial y el siguiente valor de posición de fase, en cuanto a la magnitud, supera un valor umbral de alarma predeterminado, y - el valor de fase inicial y el siguiente valor de posición de fase se consideran como síncronos, cuando la diferencia de posición de fase entre el valor de fase inicial y el siguiente valor de posición de fase, en cuanto a la magnitud, se ubica por debajo del valor umbral de alarma predeterminado.
Description
DESCRIPCIÓN
Procedimiento para monitorear una red eléctrica
La presente invención hace referencia a un procedimiento para monitorear una red de suministro de energía eléctrica o una subred de la red de suministro de energía eléctrica, en particular de una subred de la red de suministro de energía eléctrica determinada previamente mediante otro procedimiento, donde se evalúan valores de medición detectados en al menos dos puntos de medición de la red de suministro de energía eléctrica o de la subred.
Un procedimiento de esa clase se conoce por la solicitud de patente norteamericana US 9,804,209 B2. En el procedimiento ya conocido se detectan y evalúan valores de frecuencia y valores de variación de frecuencia en distintos puntos de medición dentro de una red de suministro de energía eléctrica, para detectar una asincronía dentro de la red de suministro de energía eléctrica y una formación de subredes o bien del concepto eléctrico de islas que son síncronas entre sí, respectivamente en un grado predeterminado. En el documento e P 2806280 A1, para detectar una formación de islas se propone comparar varios dispositivos de medición. En este caso, la red ya está dividida previamente en subredes, y los valores de medición de dispositivos de medición en esas subredes se comparan unos con otros para detectar si entre las subredes definidas previamente se encuentran presentes diferencias de ángulos que indiquen una formación de islas. En el documento de T. Ohno et al. "Islanding protection system based on synchronized phasor measurements and its operational experiences" se describe que para la detección de islas el ángulo de fase de barras colectoras individuales se compara respectivamente con una barra colectora principal, y en el caso de mayores desviaciones se detecta una formación de islas.
El objeto de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento para monitorear una red, que de modo particularmente sencillo proporcione resultados fiables en cuanto a una formación de islas.
Dicho objeto, según la invención, se soluciona mediante un procedimiento con las características según la reivindicación 1, así como mediante un dispositivo de monitorización según las características de la reivindicación 13. En las reivindicaciones dependientes se indican variantes ventajosas del procedimiento según la invención. Conforme a ello, según la invención se prevé que como valores de medición se evalúen valores de posición de fase, o se evalúen valores de posición de fase con los valores de medición determinados, que mediante los valores de posición de fase se controle si la red de suministro de energía eléctrica o la subred trabaja de forma síncrona, y en el caso de una asincronía detectada mediante los valores de posición de fase, se genere una señal de detección de isla.
Una ventaja esencial del procedimiento según la invención reside en el hecho de que solamente mediante valores de posición de fase y, con ello, con gran rapidez, puede realizarse una afirmación fiable sobre una eventual asincronía dentro de una red o de una subred y sobre una eventual formación de islas. También, de manera ventajosa, una formación de islas puede detectarse en el caso de desviaciones de frecuencia muy reducidas que eventualmente no siempre son detectadas en los procedimientos descritos en la introducción en base a valores de frecuencia y valores de variación de frecuencia.
Como valores de medición preferentemente se evalúan valores de posición de fase de indicadores de medición, en particular de indicadores de tensión.
De manera especialmente preferente, como valores de medición se evalúan valores de posición de fase de indicadores de tensión compuesta o indicadores de tensión de sistema directo.
En el caso de una asincronía detectada mediante los valores de posición de fase preferentemente se determinan islas que trabajan de forma síncrona dentro de la red de suministro de energía eléctrica o de la respectiva subred. Además, según la invención se prevé que los valores de posición de fase se clasifiquen formando un orden de posición de fase clasificado, partiendo desde el valor de posición de fase más grande o más reducido - a continuación denominado valor de fase inicial - del orden de posición de fase clasificado, que se determine la diferencia con respecto al siguiente valor de posición de fase en el orden de posición de fase, por tanto, con respecto al segundo más grande o al segundo más reducido, que la señal de detección de isla se genere cuando la diferencia de posición de fase, entre el valor de fase inicial y el siguiente valor de posición de fase, en cuanto a la magnitud, supere un valor umbral de alarma predeterminado, y que el valor de fase inicial y el valor de posición de fase contiguo se consideren como síncronos, cuando la diferencia de posición de fase entre el valor de fase inicial y el valor de posición de fase contiguo, en cuanto a la magnitud, se ubique por debajo del valor umbral de alarma predeterminado.
De manera ventajosa puede preverse que los valores de posición de fase se clasifiquen formando un orden de posición de fase clasificado, y que según el orden de posición de fase clasificado, para cada valor de posición de fase que sucede al valor de fase inicial, se realice respectivamente una etapa de formación de diferencia y una etapa de comparación.
En la última variante de realización mencionada se considera especialmente ventajoso que en la etapa de formación de diferencia se determine la diferencia de posición de fase entre un valor de fase de referencia, que se trata del valor de fase inicial, en tanto éste no haya sido reemplazado por otro valor de fase de referencia en una etapa de comparación anterior, y el respectivamente siguiente valor de posición de fase.
Con respecto a la etapa de comparación se considera especialmente ventajoso que en la etapa de comparación se compare la diferencia de posición de fase con el valor umbral de alarma, que los valores de posición de fase observados en la comparación se consideren como síncronos y se continúe con la etapa de formación de diferencia para el siguiente valor de posición de fase en el orden de posición de fase y con el mismo valor de fase referencia, cuando la diferencia de posición de fase, en cuanto a la magnitud, se ubique por debajo del valor umbral de alarma, y que el valor de posición de fase empleado como siguiente valor de posición de fase en la etapa de formación de diferencia anterior se asocie a una nueva isla y se fije como nuevo valor de fase de referencia y se continúe con la etapa de formación de diferencia para el siguiente valor de posición de fase en el orden de posición de fase y el nuevo valor de fase de referencia fijado, cuando la diferencia de posición de fase, en cuanto a la magnitud, supere el valor umbral de alarma.
La clasificación de los valores de posición de fase, en una primera variante del procedimiento especialmente ventajosa, comprende preferentemente las siguientes etapas de clasificación:
- clasificación previa de los valores de posición de fase según magnitud, mediante la formación de un orden de posición de fase clasificado de forma previa,
- control de si la diferencia del ángulo del indicador, del indicador de medición que pertenece al valor de posición de fase más grande, y el ángulo del indicador, del indicador de medición que pertenece al valor de posición de fase más reducido, supera el valor umbral de alarma o se ubica por debajo del mismo,
- en el caso de ubicarse por debajo del valor umbral de alarma el orden de posición de fase se clasifica nuevamente, aumentando el valor de posición de fase más reducido en 360°, y
- en el caso de una superación del valor umbral de alarma el orden de posición de fase se mantiene invariable y el orden de posición de fase clasificado de forma previa continúa utilizándose como orden de posición de fase clasificado.
En la última variante del procedimiento mencionada se considera ventajoso que a continuación, en otras etapas de nueva clasificación respectivamente se controle si la diferencia entre el valor de posición de fase respectivamente realmente más reducido - según el progreso de la nueva clasificación - y el valor de posición de fase más reducido antes de la última etapa de nueva clasificación, supera el valor umbral de alarma, en el caso de ubicarse por debajo del valor umbral de alarma el orden de posición de clases nuevamente clasificado se clasifica nuevamente otra vez, aumentando el valor de posición de fase realmente más reducido en 360°, y el procedimiento de nueva clasificación continúa con la siguiente etapa de nueva clasificación, y en el caso de una superación del valor umbral de alarma finaliza la nueva clasificación y el orden de posición de fase nuevamente clasificado, formado hasta el momento, continúa utilizándose como orden de posición de fase clasificado.
La nueva clasificación, en el modo de procedimiento anterior, por tanto descrito de forma clara, tiene lugar mediante una nueva clasificación "hacia arriba". La clasificación de los valores de posición de fase, en una segunda variante del procedimiento especialmente ventajosa, comprende preferentemente las siguientes etapas de clasificación:
- clasificación previa de los valores de posición de fase según magnitud, mediante la formación de un orden de posición de fase clasificado de forma previa,
- control de si la diferencia del ángulo del indicador, de un indicador de medición que pertenece al valor de posición de fase más grande, y el ángulo del indicador, de un indicador de medición que pertenece al valor de posición de fase más reducido, supera el valor umbral de alarma o se ubica por debajo del mismo,
- en el caso de ubicarse por debajo del valor umbral de alarma el orden de posición de fase se clasifica nuevamente, reduciendo el valor de posición de fase más grande en 360°, y
- en el caso de una superación del valor umbral de alarma el orden de posición de fase se mantiene invariable y el orden de posición de fase clasificado de forma previa continúa utilizándose como orden de posición de fase clasificado.
En la última variante del procedimiento mencionada se considera ventajoso que a continuación, en otras etapas de nueva clasificación respectivamente se controle si la diferencia entre el valor de posición de fase respectivamente realmente más grande - según el progreso de la nueva clasificación - y el valor de posición de fase más grande antes de la última etapa de nueva clasificación, supera el valor umbral de alarma, en el caso de ubicarse por debajo del valor umbral de alarma el orden de posición de clases nuevamente clasificado se clasifica nuevamente otra vez, reduciendo el valor de posición de fase realmente más elevado en 360°, y el procedimiento de nueva clasificación continúa con la siguiente etapa de nueva clasificación, y en el caso de una superación del valor umbral de alarma finaliza la nueva clasificación y el orden de posición de fase nuevamente clasificado, formado hasta el momento, continúa utilizándose como orden de posición de fase clasificado.
La nueva clasificación, en la segunda variante del procedimiento especialmente ventajosa, por tanto descrita de forma clara, tiene lugar mediante una nueva clasificación "hacia abajo".
Los valores de posición de fase preferentemente se clasifican según magnitud, mediante la formación de un orden de posición de fase, partiendo desde el valor de posición de fase más reducido, en orden ascendente.
La dirección del orden, en la cual se emplea el valor de posición de fase respectivamente próximo contiguo, preferentemente es la dirección ascendente.
También se considera ventajoso que mediante valores de frecuencia o valores de variación de frecuencia se controle si la red de suministro de energía eléctrica trabaja de forma síncrona, y en el caso de una asincronía de la red de suministro de energía eléctrica, la red de suministro de energía eléctrica se divide en subredes, y el procedimiento antes descrito se realiza para al menos una de las subredes de la red de suministro de energía eléctrica.
En el caso de que mediante valores de frecuencia o valores de variación de frecuencia no se determine ninguna asincronía de la red de suministro de energía eléctrica, el procedimiento antes descrito puede realizarse para toda la red de suministro de energía eléctrica o para cualquier subred seleccionada.
La presente invención hace referencia además a un dispositivo de monitorización para monitorear una red de suministro de energía eléctrica o una subred de la red de suministro de energía eléctrica, donde el dispositivo de monitorización emplea valores de medición de al menos dos puntos de medición de la red de suministro de energía eléctrica o de la subred, y que está diseñado según las características de la reivindicación 13.
Con respecto a las ventajas del dispositivo de monitorización según la invención se remite a las explicaciones anteriores relacionadas con el procedimiento según la invención.
A continuación, la invención se explica en detalle mediante ejemplos de ejecución; en donde de forma ilustrativa, muestran:
Figura 1 en una representación esquemática, una red de suministro de energía eléctrica que está equipada con un dispositivo de monitorización para detectar una eventual formación de islas dentro de la red de suministro de energía eléctrica,
Figura 2 indicadores de tensión eléctricos a modo de ejemplo, que son medidos por aparatos de medición conectados a la red de suministro de energía eléctrica según la figura 1, en el plano complejo,
Figura 3 un ejemplo de ejecución de un dispositivo de monitorización que puede utilizarse en la disposición según la figura 1,
Figura 4 en forma de un diagrama de operaciones, un ejemplo de ejecución de un programa de detección de islas que es adecuado para el dispositivo de monitorización según la figura 3 para monitorear la red de suministro de energía eléctrica según la figura 1, y
Figura 5 en forma de un diagrama de operaciones, otro ejemplo de ejecución de un programa de detección de islas que es adecuado para el dispositivo de monitorización según la figura 3 para monitorear la red de suministro de energía eléctrica según la figura 1.
En las figuras, con el fin de una mayor claridad, para los componentes idénticos o comparables se utilizan siempre los mismos símbolos de referencia.
La figura 1, en una representación esquemática, muestra una red de suministro de energía eléctrica 10 que está equipada con una pluralidad de aparatos de medición PMU1 a PMU7. Los aparatos de medición PMU1 a PMU7 preferentemente se tratan de aparatos de medición de indicador que pueden detectar indicadores de tensión, de tensiones compuestas y/o tensiones de sistema directo. Los aparatos de medición de esa clase, en el lenguaje especializado, se denominan también como "Phasor Measurement Units" (unidades de medición de fasor).
Los aparatos de medición PMU1 a PMU7 están conectados a un dispositivo de monitorización 20 y transmiten al mismo sus valores de medición. Los valores de medición, del modo que se explica más adelante con mayor detalle, preferentemente se tratan de valores de posición de fase que están identificados con los símbolos de referencia 91 a ^7, y/o de indicadores de tensión de todas las tres fases, a partir de los cuales se determina el componente de sistema directo correspondiente y a continuación su respectiva posición de fase se utiliza como valor de posición de fase. La conexión para la transmisión de los valores de posición de fase 91 a 97, por razones de una vista de conjunto, no están representados en detalle en la figura 1.
La figura 2, en el plano complejo, muestra a modo de ejemplo los valores de medición de indicador medidos por los aparatos de medición PMU1 bis PMU7 según la figura 1, con los valores de posición de fase 91 a 97 correspondientes.
La figura 3 muestra un ejemplo de ejecución de un dispositivo de monitorización 20 que puede utilizarse en la disposición según la figura 1, para monitorear la red de suministro de energía eléctrica 10.
El dispositivo de monitorización 20 comprende un ordenador 21 y una memoria 22. En la memoria 22 está almacenado un programa de detección de islas IP que, durante la ejecución mediante el ordenador 21, habilita al mismo para controlar la red de suministro de energía eléctrica 10 según la figura 1 en cuanto a una eventual formación de islas.
La figura 4, en forma de un diagrama de operaciones, muestra un ejemplo de ejecución de un programa de detección de islas IP que puede ser ejecutado por el dispositivo de monitorización 20 según la figura 3 para monitorear la red de suministro de energía eléctrica 10 según la figura 1.
El programa de detección de islas IP según la figura 4 presenta una etapa de detección 100 que se utiliza para detectar los valores de posición de fase 91 a 97 transmitidos por los aparatos de medición PMU1 a PMU7 según la figura 1.
Los valores de posición de fase 91a 97 detectados en la etapa de detección 100 pueden presentar por ejemplo los siguientes valores:
PMU1 : 91 = -170°
PMU2 : 92 = -140°
PMU3 : 93 = 170°
PMU4 : 94 = 10°
PMU5 : 95 = 30°
PMU6 : 96 = -29°
PMU7 : 97 = -75°
Los valores de posición de fase 91 a 97 detectados en la etapa de detección 100 alcanzan un procedimiento de clasificación 110 que comprende una etapa de clasificación previa 111 y un procedimiento de nueva clasificación 112.
En el marco de la etapa de clasificación previa 111, los valores de posición de fase 91 a 97 se clasifican según magnitud, mediante la formación de un orden de posición de fase VSR clasificado de forma previa. El orden de posición de fase VSR clasificado de forma previa, formado en el marco de la clasificación previa, puede verse del siguiente modo:
PMU3 : ^3 = 170°
PMU5 : 95 = 30°
PMU4 : 94 = 10°
PMU6 : 96 = -29°
PMU7 : 97 = -75°
PMU2 : 92 = -140°
PMU1 : 91 = -170°
El orden de posición de fase VSR clasificado de forma previa alcanza el procedimiento de nueva clasificación 112, en el que tiene lugar una nueva clasificación del orden de posición de fase clasificado de forma previa, mediante la formación de un orden de posición de fase SR clasificado.
En una primera etapa del procedimiento de nueva clasificación 112 se controla si la diferencia del ángulo del indicador, del indicador de medición que pertenece al valor de posición de fase más grande (aquí 93 = 170°) , y el ángulo del indicador, del indicador de medición que pertenece al valor de posición de fase más reducido (aquí 91 = -170°) , supera un valor umbral de alarma AS o se ubica por debajo del mismo.
A continuación, a modo de ejemplo, se parte del hecho de que el valor umbral de alarma AS es de 60°.
En el caso de ubicarse por debajo del valor umbral de alarma AS - tal como es aquí el caso, porque la diferencia del ángulo del indicador A9 solamente es de 20° - el orden de posición de fase se clasifica nuevamente, aumentando el valor de posición de fase más reducido (aquí -170°), en 360°. Mediante el aumento en 360° resulta ahora un valor de posición de fase de 190°, que se clasifica de modo correspondiente en el orden de posición de fase. Resulta ahora el siguiente orden de posición de fase:
PMU1: 91 = 190°
PMU3 : 93 = 170°
PMU5 : 95 = 30°
PMU4 : 94 = 10°
PMU6 : 96 = -29°
PMU7 : 97 = -75°
PMU2 : 92 = -140°
Mediante la nueva clasificación del valor de posición de fase 91, ahora el valor de posición de fase 92 = -140°es el valor de posición de fase más reducido del orden de posición de fase. En otras etapas de nueva clasificación respectivamente se controla ahora si la diferencia entre el valor de posición de fase respectivamente realmente más reducido - según el progreso de la nueva clasificación - y el valor de posición de fase más reducido antes de la última etapa de nueva clasificación, supera o no el valor umbral de alarma AS.
Puesto que ahora - del modo mencionado - el valor de posición de fase 92 = -140° es el valor de posición de fase más reducido del orden de posición de fase, conforme a ello se controla si la diferencia entre el valor de posición de fase 92 y el valor de posición de fase 91 = -170° (antes del aumento en 360°) es más reducido que el valor umbral de alarma AS.
Ya que aquí aplica:
92 - 9 I = 30° < AS
el orden de posición de fase se clasifica de nuevo una vez más, aumentando el valor de posición de fase 92 igualmente en 360°, y de manera correspondiente se clasifica nuevamente en el orden de posición de fase. Se produce ahora el siguiente orden de clasificación:
PMU2 : ^2 = 220°
PMU1 : 91 = 190°
PMU3 : 93 = 170°
PMU5 : 95 = 30°
PMU4 : 94 = 10°
PMU6 : 96 = -29°
PMU7 : 97 = -75°
Debido a la última etapa de nueva clasificación, de aquí en adelante el valor de posición de fase 97 = -75° es el valor de posición de fase más reducido. Puesto que su diferencia con respecto al valor de posición de fase 92 nuevamente clasificado (antes del aumento -140°) es de 65° y es más grande que el valor umbral de alarma AS, finaliza la nueva clasificación o bien el procedimiento de nueva clasificación 112, y el siguiente orden de posición de fase SR clasificado se transmite a un procedimiento de análisis 120 posterior.
PMU2 : 92 = 220°
PMU1 : 91 = 190°
PMU3 : 93 = 170°
PMU5 : 95 = 30°
PMU4 : 94 = 10°
PMU6 : 96 = -29°
PMU7 : 97 = -75°
En el marco del procedimiento de análisis 120, según el orden de posición de fase SR clasificado, para cada valor de posición de fase que sucede a un valor de fase inicial predeterminado, se realizan respectivamente una etapa de formación de diferencia 121 y una etapa de comparación 122.
A continuación, a modo de ejemplo, se parte del hecho de que el valor de posición de fase más reducido del orden de posición de fase SR clasificado, por tanto aquí el valor de posición de fase 97 = -75°, forma el valor de fase inicial y, con ello, el primer valor de fase de referencia.
En la etapa de formación de diferencia 121, en primer lugar, se determina la diferencia de posición de fase entre el valor de fase inicial 97 y el próximo valor de posición de fase más grande 96 = -29°. La diferencia de posición de fase aquí es de 46°.
En la siguiente etapa de comparación 122 se controla si la diferencia de posición de fase, en cuanto a la magnitud, supera el valor umbral de alarma AS o se ubica por debajo del mismo.
Puesto que en el presente caso la diferencia entre los dos valores de posición de fase 96 y 97 es menor que el valor umbral de alarma AS, se parte del hecho de que los dos valores de posición de fase 96 y 97 son síncronos, así como son suficientemente síncronos según el criterio de sincronía predeterminado en forma del valor umbral de alarma AS. Conforme a ello, la próxima etapa de formación de diferencia 121 se realiza con el mismo valor de fase de referencia 97.
En la siguiente etapa de formación de diferencia 121 se forma ahora la diferencia de posición de fase entre el valor de fase de referencia real 97 y el siguiente valor de posición de fase 94, y se compara con el valor umbral de alarma AS. La diferencia es aquí de 85° y supera el valor umbral de alarma A s . Debido a la superación del valor umbral de
alarma AS se parte del hecho de que el valor de posición de fase 94 con los dos valores de posición de fase 96 y 97 ya no es más síncrono y pertenece a una isla propia dentro de la red de suministro de energía eléctrica 10 según la figura 1. El valor de posición de fase 94 se fija ahora como nuevo valor de fase de referencia, y se continúa trabajando con la etapa de formación de diferencia 121 para el siguiente valor de posición de fase 95, empleando el ahora nuevo valor de fase de referencia 94.
En la etapa de formación de diferencia 121, a continuación, se forma la diferencia entre los valores de posición de fase 95 y 94, y en la siguiente etapa de comparación 122, la diferencia determinada |95-94|, en cuanto a la magnitud, se compara con el valor umbral de alarma AS. De este modo se determina que la diferencia de posición de fase es menor que el valor umbral de alarma, que 94 y 95 son síncronos (o bien suficientemente síncronos) y que pertenecen a la misma isla, de manera que a continuación puede analizarse ahora el valor de posición de fase 93, donde el mismo permanece en el valor de fase de referencia 94 previamente empleado.
La diferencia de posición de fase entre el valor de posición de fase 93 y el valor de fase de referencia 94 supera el valor umbral de alarma AS, de modo que ahora se determina que el valor de posición de fase 93 pertenece a una tercera isla dentro de la red de suministro de energía eléctrica 10. El valor de posición de fase 93 se fija ahora como nuevo valor de fase de referencia y el procedimiento continúa para el siguiente valor de fase de referencia 91.
Puesto que la diferencia de posición de fase entre 91 y 93 solamente es de 20°, el valor de posición de fase 91 se asocia a la isla del valor de posición de fase 93 y el procedimiento continúa con el valor de fase de referencia 93.
[0054] También en el último valor de posición de fase 92 la diferencia de posición de fase con relación al valor de fase de referencia real es suficientemente reducida, de manera que también el valor de posición de fase 92 se asocia a la isla con los valores de posición de fase 91 y 93.
El procedimiento de análisis 120, después del procesamiento del orden de posición de fase SR clasificado, llega al resultado de que debe generarse una señal de detección de islas IS que indica una formación de islas dentro de la red de suministro de energía eléctrica 10.
Además, el procedimiento de análisis 120 genera un conjunto de datos de islas IDS que indica que en total hay tres islas, así como tres subredes dentro de la red de suministro de energía eléctrica 10, que respectivamente trabajan entre sí de forma síncrona (o bien de forma suficientemente síncrona).
Los aparatos de medición PMU1 a PMU7 se asocian de este modo a las siguientes islas o subredes (véase la figura 1):
Isla I1: PMU7 y PMU6
Isla I2: PMU4 y PMU5
Isla I3: PMU3, PMU1 y PMU2.
La asociación establecida en el conjunto de datos de islas IDS, de los aparatos de medición PMU1 a PMU7 a las islas, depende del valor de fase inicial, con el cual se comienza el procedimiento de análisis 120. En el ejemplo de ejecución anterior se parte del valor de posición de fase 97 como valor de fase inicial. De manera alternativa, si como valor de fase inicial se seleccionara el orden de posición de fase SR clasificado, entonces resultaría la siguiente asociación de los aparatos de medición PMU1 a PMU7:
Isla I1: PMU2, PMU1 y PMU3.
Isla I2: PMU5, PMU4 y PMU6
Isla I3: PMU7
Puede observarse que también en el caso de ese valor de fase inicial se detectan tres islas.
La selección del valor de fase inicial para el procedimiento de análisis 120 por lo demás es cualquiera; en lugar del valor de posición de fase más grande o del valor de posición de fase más reducido puede seleccionarse también un valor de fase medio.
La figura 5 muestra otro ejemplo de ejecución de un programa de detección de islas IP que puede ser utilizado por el ordenador 21 según la figura 3 para monitorear una formación de islas dentro de una red de suministro de energía eléctrica 10 según la figura 1.
A diferencia del ejemplo de ejecución según la figura 4, el programa de detección de islas IP según la figura 5 presenta adicionalmente un módulo de evaluación de frecuencia y/o de variación de frecuencia 400 que se realiza antes de la ejecución de la etapa de detección 100 y que primero realiza un control previo de si valores de frecuencia y/o valores de variación de frecuencia de los aparatos de medición PMU1 a PMU7 indican una asincronía o una formación de islas dentro de la red de suministro de energía eléctrica 10 según la figura 1.
Se considera ventajoso que se realice el siguiente análisis de los valores de posición de fase de los aparatos de medición PMU1 a PMU7 exclusivamente cuando en el marco de la ejecución del módulo de evaluación de frecuencia y/o de variación de frecuencia 400 se determine que probablemente ha tenido lugar una formación de islas. En ese caso, preferentemente las subredes síncronas identificadas por el módulo de evaluación de frecuencia y/o de variación de frecuencia 400 se analizan respectivamente de forma individual y adicional en cuando a islas dentro de las respectivas subredes, tal como ha sido explicado con relación a la figura 4.
De manera alternativa, independientemente del resultado del trabajo del módulo de evaluación de frecuencia y/o de variación de frecuencia 400 es posible realizar la verificación de los valores de posición de fase como ha sido explicado anteriormente con relación a la figura 4. En ese caso, una eventual formación de islas puede detectarse también en el caso de desviaciones de frecuencia muy reducidas.
En los ejemplos de ejecución según las figuras 1 a 5 fueron clasificados valores de posición de fase en orden ascendente; naturalmente también es posible clasificar los valores de posición de fase en el orden opuesto. El resto de las etapas según las figuras 4 y 5, en este caso, pueden realizarse de forma análoga.
Si bien la invención fue ilustrada y descrita en detalle mediante ejemplos de ejecución preferentes, la invención no está limitada por los ejemplos descritos, y el experto puede deducir de éstos otras variaciones.
Lista de símbolos de referencia
10 Red de suministro de energía eléctrica
20 Dispositivo de monitorización
21 Ordenador
22 Memoria
100 Etapa de detección
110 Procedimiento de clasificación
111 Etapa de clasificación previa
112 Procedimiento de nueva clasificación
120 Procedimiento de análisis
121 Etapa de formación de diferencia
122 Etapa de comparación
400 Módulo de evaluación de frecuencia y/o de variación de frecuencia
AS Valor umbral de alarma
IDS Conjunto de datos de islas
I1-I3 Islas síncronas
IP Programa de detección de islas
PMU1-PMU7 Aparatos de medición
SR Orden de posición de fase clasificado
VSR Orden de posición de fase previamente clasificado ^1-^7 Valores de posición de fase
Claims (13)
1. Procedimiento para monitorear una red de suministro de energía eléctrica (10) o una subred de la red de suministro de energía eléctrica (10), donde se evalúan valores de medición detectados en al menos dos puntos de medición de la red de suministro de energía eléctrica (10) o de la subred, donde
- como valores de medición se evalúan valores de posición de fase o se evalúan valores de posición de fase determinados con los valores de medición,
- mediante los valores de posición de fase se controla si la red de suministro de energía eléctrica (10) o la subred trabajan de forma síncrona, y
- en el caso de una asincronía detectada mediante los valores de posición de fase se genera una señal de detección de isla (IS),
caracterizado porque
- los valores de posición de fase se clasifican formando un orden de posición de fase (SR) clasificado, - partiendo desde el valor de posición de fase más grande o más reducido - a continuación denominado valor de fase inicial - del orden de posición de fase (SR) clasificado, se determina una diferencia de posición de fase con respecto al siguiente valor de posición de fase en el orden de posición de fase (SR), por tanto, con respecto al segundo más grande o al segundo más reducido,
- la señal de detección de isla (IS) se genera cuando la diferencia de posición de fase, entre el valor de fase inicial y el siguiente valor de posición de fase, en cuanto a la magnitud, supera un valor umbral de alarma predeterminado, y
- el valor de fase inicial y el siguiente valor de posición de fase se consideran como síncronos, cuando la diferencia de posición de fase entre el valor de fase inicial y el siguiente valor de posición de fase, en cuanto a la magnitud, se ubica por debajo del valor umbral de alarma predeterminado.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque como valores de medición se evalúan valores de posición de fase de indicadores de medición, en particular de indicadores de tensión.
3. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque como valores de medición se evalúan valores de posición de fase de indicadores de tensión compuesta o indicadores de tensión de sistema directo.
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en el caso de una asincronía detectada mediante los valores de posición de fase se determinan islas que trabajan de forma síncrona dentro de la red de suministro de energía eléctrica (10) o de la respectiva subred.
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque según el orden de posición de fase (SR) clasificado, para cada valor de posición de fase que sucede al valor de fase inicial, se realiza respectivamente una etapa de formación de diferencia y una etapa de comparación.
6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque
- en la etapa de formación de diferencia se determina la diferencia de posición de fase entre un valor de fase de referencia, que se trata del valor de fase inicial, en tanto éste no haya sido reemplazado por otro valor de fase de referencia en una etapa de comparación anterior, y el respectivamente siguiente valor de posición de fase, y
- en la etapa de comparación
- la diferencia de posición de fase se compara con el valor umbral de alarma,
- los valores de posición de fase observados en la comparación se consideran como síncronos y se continúa con la etapa de formación de diferencia para el siguiente valor de posición de fase en el orden de posición de fase (SR) y con el mismo valor de fase referencia, cuando la diferencia de posición de fase, en cuanto a la magnitud, se ubica por debajo del valor umbral de alarma, y
- el valor de posición de fase empleado como siguiente valor de posición de fase en la etapa de formación de diferencia anterior se asocia a una nueva isla y se fija como nuevo valor de fase de referencia y se continúa con la etapa de formación de diferencia para el siguiente valor de posición de fase en el orden de posición de fase (SR) y el nuevo valor de fase de referencia fijado, cuando la diferencia de posición de fase, en cuanto a la magnitud, supera el valor umbral de alarma.
7. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la clasificación de los valores de posición de fase comprende las siguientes etapas de clasificación:
- clasificación previa de los valores de posición de fase según magnitud, mediante la formación de un orden de posición de fase (VSR) clasificado de forma previa,
- control de si la diferencia del ángulo del indicador, del indicador de medición que pertenece al valor de posición de fase más grande, y el ángulo del indicador, del indicador de medición que pertenece al valor de posición de fase más reducido, supera el valor umbral de alarma o se ubica por debajo del mismo,
- en el caso de ubicarse por debajo del valor umbral de alarma el orden de posición de fase se clasifica nuevamente, aumentando el valor de posición de fase más reducido en 360°, y
- en el caso de una superación del valor umbral de alarma el orden de posición de fase se mantiene invariable y el orden de posición de fase (VSR) clasificado de forma previa continúa utilizándose como orden de posición de fase (SR) clasificado.
8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque
- en el caso de una nueva clasificación efectuada, a continuación, en otras etapas de nueva clasificación respectivamente se controla si la diferencia entre el valor de posición de fase respectivamente realmente más reducido - según el progreso de la nueva clasificación - y el valor de posición de fase más reducido antes de la última etapa de nueva clasificación, supera el valor umbral de alarma,
- en el caso de ubicarse por debajo del valor umbral de alarma el orden de posición de clases nuevamente clasificado se clasifica nuevamente otra vez, aumentando el valor de posición de fase realmente más reducido en 360°, y el procedimiento de nueva clasificación continúa con la siguiente etapa de nueva clasificación, y
- en el caso de una superación del valor umbral de alarma finaliza la nueva clasificación y el orden de posición de fase nuevamente clasificado, formado hasta el momento, continúa utilizándose como orden de posición de fase (SR) clasificado.
9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la clasificación de los valores de posición de fase comprende las siguientes etapas de clasificación:
- clasificación previa de los valores de posición de fase según magnitud, mediante la formación de un orden de posición de fase (VSR) clasificado de forma previa,
- control de si la diferencia del ángulo del indicador, de un indicador de medición que pertenece al valor de posición de fase más grande, y el ángulo del indicador, de un indicador de medición que pertenece al valor de posición de fase más reducido, supera el valor umbral de alarma o se ubica por debajo del mismo,
- en el caso de ubicarse por debajo del valor umbral de alarma el orden de posición de fase se clasifica nuevamente, reduciendo el valor de posición de fase más grande en 360°, y
- en el caso de una superación del valor umbral de alarma el orden de posición de fase se mantiene invariable y el orden de posición de fase (VSR) clasificado de forma previa continúa utilizándose como orden de posición de fase (SR) clasificado.
10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque
- en el caso de una nueva clasificación efectuada, a continuación, en otras etapas de nueva clasificación respectivamente se controla si la diferencia entre el valor de posición de fase respectivamente realmente más grande - según el progreso de la nueva clasificación - y el valor de posición de fase más grande antes de la última etapa de nueva clasificación, supera el valor umbral de alarma,
- en el caso de ubicarse por debajo del valor umbral de alarma el orden de posición de clases nuevamente clasificado se clasifica nuevamente otra vez, reduciendo el valor de posición de fase realmente más grande en 360°, y el procedimiento de nueva clasificación continúa con la siguiente etapa de nueva clasificación, y - en el caso de una superación del valor umbral de alarma finaliza la nueva clasificación y el orden de posición de fase nuevamente clasificado, formado hasta el momento, continúa utilizándose como orden de posición de fase (SR) clasificado.
11. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque
- los valores de posición de fase se clasifican según magnitud, mediante la formación de un orden de posición de fase (SR), partiendo desde el valor de posición de fase más reducido, en orden ascendente, y/o
- la dirección del orden, en el cual se emplea el valor de posición de fase respectivamente próximo contiguo, es la dirección ascendente.
12. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque
- mediante valores de frecuencia o valores de variación de frecuencia se controla si la red de suministro de energía eléctrica (10) trabaja de forma síncrona, y en el caso de una asincronía de la red de suministro de energía eléctrica (10) la red de suministro de energía eléctrica se divide en subredes, y
- el procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes se realiza para al menos una de las subredes de la red de suministro de energía eléctrica (10).
13. Dispositivo de monitorización para monitorear una red de suministro de energía eléctrica (10) o una subred de la red de suministro de energía eléctrica (10), donde el dispositivo de monitorización emplea valores de medición de al menos dos puntos de medición de la red de suministro de energía eléctrica (10) o de la subred, donde el dispositivo de monitorización está diseñado de manera que el mismo, como valores de medición, evalúa valores de posición de fase, o con los valores de medición determina por sí mismo valores de posición de fase, mediante los valores de posición de fase controla si la red de suministro de energía eléctrica (10) o la subred trabaja de forma síncrona, y en el caso de una asincronía detectada mediante los valores de posición de fase, genera una señal de detección de isla (IS),caracterizado porque el dispositivo de monitorización está diseñado de manera que
- los valores de posición de fase se clasifican formando un orden de posición de fase (SR) clasificado, - partiendo desde el valor de posición de fase más grande o más reducido - a continuación denominado valor de fase inicial - del orden de posición de fase (SR) clasificado, se determina una diferencia de posición de fase con respecto al siguiente valor de posición de fase en el orden de posición de fase (SR), por tanto, con respecto al segundo más grande o al segundo más reducido,
- la señal de detección de isla (IS) se genera cuando la diferencia de posición de fase, entre el valor de fase inicial y el siguiente valor de posición de fase, en cuanto a la magnitud, supera un valor umbral de alarma predeterminado, y
- el valor de fase inicial y el siguiente valor de posición de fase se consideran como síncronos, cuando la diferencia de posición de fase entre el valor de fase inicial y el siguiente valor de posición de fase, en cuanto a la magnitud, se ubica por debajo del valor umbral de alarma predeterminado.
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