PhD Disertacija Odbrana, Univerzitet Crne Gore, University of Montenegro

1. Odbrana doktorske disertacije:
Smart Grid rješenje za automatsku analizu
kvara elektroenergetskog sistema
Mr Tomo Popović
Podgorica, 19. jun 2014.

2. Sadržaj
● Uvod
● Zahtjevi za automatizaciju analize kvara
● Implementacija
● Rezultati
● Zaključak
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 2

3. Elektroenergetski sistem
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 3

4. Šta je Smart Grid?
“Smart Grid (pametna mreža) se sastoji od
naprednih senzorskih tehnologija, upravljačkih
metoda, i komunikacija koje postaju deo
elektroenergetskog sistema”
“Grid 2030”, U.S. Dept. of Energy, 2003.
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 4

5. Smart Grid 2.0, 3.0, ...
Slika: http://www.sas.com
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 5

6. Motivacija za istraživanje
● Porast potrošnje el. energije zahtjeva i naprednije
nadgledanje
● Dramatična ekspanzija ICT-a u elektroenergetskim
sistemima
● “Eksplozija podataka” koje je nemoguće ručno
pregledati i analizirati
● Raznovrsnost elektronskih uređaja koji imaju
funkciju snimača kvarova
● Potreba za automatskim procesiranjem i analizom
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 6

7. Predmet istraživanja
● Automatska analiza kvara na prenosnom vodu:
– Definisanje zahtjeva i softverske arhitekture
– Unifikacija i integracija podataka
– Transparentna implementacija funkcija automatske analize
– Univerzalna vizualizacija i notifikacija korisnika
– Otvorenost prema integraciji sa drugim sistemima
(SCADA/EMS, GIS, sl.)
● Mogućnost da se neoperativni podaci pretvore u
operativne i koriste u upravljanju sistemom.
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 7

8. Hipoteza
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 8

9. Postojeća rješenja
● Ručna analiza uz pomoć softvera za pregled
snimljenih signala (digitalni snimači kvarova)
● Ručno čitanje izvještaja iz digitalnih releja
● Specifični softverski alati usko vezani za tip,
prozvođača, i generaciju uređaja
● Automatizacija započeta:
– Integracija podataka
– Analiza podataka digitalnih snimača kvarova
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 9

10. Sadržaj
● Uvod
● Zahtjevi za automatizaciju analize kvara
● Implementacija
● Rezultati
● Zaključak
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 10

11. IED uređaji sa funkcijom snimača
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 11

12. Snimanje signala za vrijeme kvara
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 12

13. Nadgledanje prenosnog voda
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 13

14. Primjer snimljenog kvara (DFR)
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 14

15. Priprema i procesiranje signala
Re {I }=2N
N−1
⋅Σn
=0
i( n
Nf 0
)cos( 2 π n
N
), Im{I }=2N
N−1
i( n
⋅Σn
=0
N f 0
)sin( 2 π n
N
)
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 15

16. Ekspertni sistem
● Ekspertni sistem
– Baza znanja + mehanizam
zaključivanja
– Znanje: opšte poznato +
heuristike
● Implementacija putem
pravila
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 16

17. Primjer pravila (A-G)
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 17

18. Izračunavanje lokacije kvara
x=
Im {US⋅IS '
'* }
Im {Z I S⋅I S
' '* }
, IS '
'=I S−IS '
US−x Z IS=UR−(1−x) ZI R
Ax+B=E, A=−Z( I S−I R) ,B=US−UR+ ZI R
x=−(AT A)−1(AT B)
● Ilustracija kvara na
prenosnom vodu:
● Korišćenje podataka
sa jednog kraja:
● Korišćenje podataka
sa oba kraja:
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 18

19. Sadržaj
● Uvod
● Zahtjevi za automatizaciju analize kvara
● Implementacija
● Rezultati
● Zaključak
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 19

20. Funkcionalni zahtjevi
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 20

21. Nefunkcionalni zahtjevi
● Kvalitet podataka (16-bit A/D, min. 16 odb./ciklusu)
● Vremenska sinhronizacija (GPS satelitski sat)
● Komunikacija (<2 minuta)
● Brzina procesiranja (~sekunde)
● Korišćenje raspoloživih standarda
● Korišćenje open source tehnologija
● Interfejs prema drugim sistemima
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 21

22. Implementacioni framework
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 22

23. Integracija IED snimaka
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 23

24. Implementacija analitike
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 24

25. Transparenti pristup podacima
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 25

26. Client/Server paradigma
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 26

27. Upotreba Open Source tehnologije
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 27

28. Korisnički interfejs (web)
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 28

29. Korisnički interfejs (desktop)
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 29

30. Integracija sa drugim sistemima
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 30

31. Sadržaj
● Uvod
● Zahtjevi za automatizaciju analize kvara
● Implementacija
● Rezultati
● Zaključak
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 31

32. Simulacija
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 32

33. Pilot instalacija
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 33

34. Primjeri rezultata iz postrojenja
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 34

35. Primjeri izvještaja analitike
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 35

36. Sadržaj
● Uvod
● Zahtjevi za automatizaciju analize kvara
● Implementacija
● Rezultati
● Zaključak
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 36

37. Zaključak
● U disertaciji su definisani zahtjevi i softverska arhitektura koja
omogućava implementaciju automatske analize.
● Automatizacija integracije podataka i analize je neophodna da bi
se efikasno mogli koristiti podaci iz transformatorskih stanica.
● Implementacija realizuje transparentost podataka, analitičkih
funkcija, vizualizacije, i veze prema drugim sistemima.
● Demonstrirano je i kreiranje novih vrijednosti kao što su
poboljšana pouzdanost i produktivnost, bolje iskorišćenje kapitalnih
investicija, te praćenje regulatornih obaveza.
● Uz efikasnu komunikaciju podataka, rješenje omogućava da se
neoperativni podaci počnu koristiti kao operativni u “realnom
vremenu” (potvrda hipoteze).
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 37

38. Dalji pravci istraživanja
● Poboljšanje interoperabilnosti i podrška procesu harmonizacije
standarda.
● Razvoj i upotreba naprednih OSS alata za integraciju (Enterprise
Integration Patterns), kao i alata za upravljanje podacima (Data
Management Systems)
● Rješenje se može integrisati sa sistemima za praćenje udara groma,
vremenske prognoze, socijalnim mrežama i dr., sa ciljem obrade
kombinovanih podataka (Big data).
● Korišćenje sinhrofazora i mjerenja iz PMU uređaja; implementacija
analize kvara na bazi protoka sinhrofazorskih podataka.
● Dodavanje i unapređivanje funkcionalnosti koje podržavaju napredno
upravljanje topologijom sistema.
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 38

39. Hvala na pažnji!
● Pitanja i diskusija
19. jun 2014. T. Popović: Doktorska disertacija 39