• ネットワーク低電圧障害時に必要かつ最適な負荷遮断を特定する
• 停電時や孤立モード時に重要な負荷が継続的に動作することを保証する
• 安全上の問題とコストのかかるダウンタイムの両方につながる製造生産の損失を回避する
• 完了までに数時間かかる予期せぬシャットダウンによる規制の再検証を防止します。

重要な生産プロセスの負荷軽減の改善を模索

施設の既存のシステムでは負荷遮断が最適化されておらず、負荷は順番に遮断されていたため、障害発生時には接続されているすべての負荷が遮断されていました。インテリジェントな負荷制限ソリューションがなければ、電力網の停止により計画とプロセス全体が停止する確率は90% になります。 

電気ネットワーク

システム単位:

• 電源1 - 2.7 MW - 発電機1
• 電源2 - 3.3 MW - 発電機2
• SCEグリッド接続

電力系統への相互接続:

• 施設全体が2つの接続に分かれている
• スイッチヤードAは12の変電所と2台の大型チラーに電力を供給しています。
• スイッチヤードBは4つの変電所と2台の大型コンプレッサーに電力を供給しています。

スイッチヤードAには、施設の大部分に電力を供給する3つの電源があり、電源1の発電機は約2.7 MWを供給します。ソース2は約3.3MWを供給する別の発電機であり、残りは約1.6MWの電力網によって実行されます。施設の2番目の部分は、スイッチヤードBから電力を供給されています。このスイッチヤードは現在、電力網にのみ接続されており、施設ではこのスイッチヤードに新しいオンサイト発電システムを設置中です。 

オンサイト発電の試運転中、B. Braunは同時にETAPと連携して、重要な負荷を維持して電気ネットワークへの (物理的および経済的) 損害を防ぐための負荷制限システムの設計を検討しました。

ケーススタディの最初の部分は、2つの変電所での電気ネットワークの運用を視覚化するために、電気システムのETAP Digital Twinを開発することでした。ケーススタディの2番目の部分では、リアルタイム運用制御システム用の追加の負荷制限ソリューションの実装を分析しました。施設の大部分はスイッチヤードAから電力を供給されているため、ケース スタディでは、クリティカル、準クリティカル、非クリティカルの負荷カテゴリが混在するこのスイッチヤードに負荷制限を追加することに焦点を当てました。

ETAP Power Simulator - あらゆる電気ネットワークの統一された電気Digital Twinを構築し、負荷フロー、短絡、その他多くの解析を解析するために使用される、高電圧および低電圧電力システム用の使いやすい包括的なネットワークモデリング、解析、シミュレーションソフトウェア

ETAPリアルタイムインテリジェント負荷制限（ETAP iLS）-  プロセスと電力システムのダイナミクスを考慮した電力バランスと高速応答を使用して、重要な負荷を維持し、広範囲にわたるシステム停止を回避するための、産業施設向けの高速でプロアクティブかつ最適化された負荷制限ソリューション

• 施設内の既存の電気ネットワークを明確に視覚化
• 提案された負荷制限スキームによるネットワークのシミュレーション
• HMIとブレーカーステータスを備えた、リアルタイムで柔軟かつ使いやすい負荷遮断システム
• 動的に更新され最適化された負荷テーブル
• 負荷制限ソリューションをコントローラに継続的に接続することで、障害に即座に対応します。

電気ネットワーク負荷解析にETAP Power Simulatorを使用することで、負荷はクリティカル、セミクリティカル、非クリティカルに分類され、エネルギー配信の優先順位が最適化されました。ネットワークのDigital Twinは、デジタル モデルに基づいて電力品質を評価し、安全な負荷制限シナリオを準備するために使用されました。

次に、ETAP Intelligent Load Shedding (iLS) を使用した最適化シナリオが実装され、アイランドシナリオ中に負荷制限が正常に実行され、施設システムの継続的な計算と最適な負荷選択の両方が提供されました。 

現在、ETAP iLSは、何らかのイベントが発生する前に、どの負荷を削減できる可能性があるかを継続的に予測して計算しているため、障害が発生するたびに即座に対応できます。 負荷の最適化は優先度に基づいて行われるようになり、ETAP iLSは、必要な負荷に近い負荷を最大3% の偏差で削減します。施設ではETAP環境を使用して負荷制限構成を監視および変更できるようになったため、手動による変更のためのプロセスと計画的なシャットダウンが最小限に抑えられます。  

重要なシステム運用をrで維持リアルタイム負荷制限

• 停電1回あたり約 $1百万米ドルのコスト削減
• 停電により医療機器製造施設の重要な電力が停止することはなくなりました
• 最小限の負荷または任意の負荷のみを削減する設定可能な負荷制限を使用して、孤立状態の間も安全に運用を継続します。
• 発電、グリッド輸入/輸出電力、各負荷遮断ポイントでの電力消費など、動作状況の監視の改善
• 停電後の電気ネットワークの手動調整や長時間の規制再検証にかかる時間を削減
• 将来のアップグレードや拡張は、ネットワークのデジタルシミュレーションを使用して正確に評価できます。

ETAP iLSは、負荷制限テーブルを継続的に更新し、リアルタイムで決定を実行して、20ミリ秒以内に障害に応答します。

Eric Ham、ETAPシニアオートメーションおよび制御エンジニア