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남아프리카공화국의 한 지자체는 20만 명이 넘는 고객으로 구성된 지역 사회의 전력 공급 현황을 투명하게 파악하고 효율성을 높이기 위해, 배전 및 운영 관리 시스템 개선의 첫 단계로 여러 개의 통합 변전소를 갖춘 SCADA 마스터 스테이션을 포함한 새로운 전력 시스템 모니터링 시스템 구현 방안을 평가하는 사례 연구에 착수했습니다.
Altek Solutions는 남아프리카에 본사를 둔 최고의 시스템 통합업체이자 선도적인 다분야 엔지니어링 회사로, 아프리카 전역 12개국 이상의 고객에게 서비스를 제공하고 있습니다. 이 회사는 처음부터 끝까지 포괄적인 전력 시스템 엔지니어링 정보, 패널 제작, 스마트 시티 설계 및 통합을 제공하는 데 특화되어 있습니다.
Stellenbosch Municipality 시는 남아프리카 공화국 서부 케이프 주에 있는 스텔렌보스 시와 주변 농촌 지역을 포함하는 831제곱킬로미터 면적의 자치단체입니다. 인구가 20만 명 이상으로 증가하고 있는 이 도시는 지역 사회를 더 잘 지원하기 위한 혁신적인 해결책을 모색하는 데 전념하고 있습니다.
Location: 남아프리카 공화국 서부 케이프 주 스텔렌보스 시
Year: 2024
목표 및 방법
전력망 운영 현대화를 통해 서비스 신뢰성과 안전성을 향상시킵니다.
기존 네트워크는 9개의 변전소와 40개의 보조 변전소로 구성되어 있었으며, 기존 변전소 설비와 신규 설비가 혼합되어 있었습니다. Altek의 분석에서는 단계적 접근 방식 권장. 1단계에서는 네트워크 가시성 향상에 중점을 두고 사례 연구를 위해 4개의 변전소로 구성된 소규모 그룹을 선정했습니다. 이 그룹 내에서 그들은 새로운 인프라와 기존 인프라, 그리고 기존 OEM 시스템을 연구에 통합할 수 있었으며, 동시에 해당 전기 시스템 개발 작업도 진행했습니다. 이러한 가상 전기 네트워크 모형은 기존 시스템의 효율성을 평가하는 데 도움이 되었습니다. 2단계에서는 전력망의 가시성이 다른 모든 1차 및 2차 변전소로 확장되었으며, 추가적으로 제어 기능과 지능형 부하 차단 기능이 구현되었습니다. 이번 사례 연구에는 다음 단계 계획도 포함되어있으며, 이 단계에서는 지리 공간 분석, ADMS, OMS 및 통합 운영자 교육이 통합될 예정입니다.
사용된 제품
ETAP App – 기존 시스템의 전기 모델링을 지원하고 현장 업데이트를 지속적으로 수행하기 위한 모바일 데이터 수집 및 검증 앱
Digital Twin - 포괄적인 전기 네트워크 설계 및 분석(다음 사항 포함):
ETAP eSCADA - 리얼타임 모델 기반 전기 시각화 및 분석, 데이터 수집 및 제어 하드웨어로, 맞춤형 HMI 뷰어와 알람, 이벤트, 추세 및 표 형식 보기를 제공하는 알림 시스템을 포함합니다.
성과
팀의 첫 번째 활동은 전기 네트워크를 모델링하는 것이였으며, 여기에는 기존 시설 도면을 신중하게 분석하고 필요에 따라 도면을 업데이트하며 추가적인 현장 정보를 수집하기 위해 변전소를 직접 둘러보는 등의 정보 수집 작업이 포함되었습니다. 1단계에서 4개 변전소의 전기 설비가 완료됨에 따라 기존 네트워크에서 조류 계산, 단락 및 계전기 보호 및 협조 분석 연구를 수행할 수 있었습니다. 이후, IEC Standard 61850을 사용하여 신규 장비의 IED 및 RTU 연결을, IEC 60870-5-104를 사용하여 RTU와 마스터 스테이션 장비 간의 연결을 구축함으로써 리얼타임 시각화 및 제어를 위한 하드웨어 평가 및 신규 장비 업그레이드에 집중할 수 있었습니다. 일부 경우에는 기존 장비가 남아 있는 상황에서 통신 데이터를 얻기 위해 Modbus RTU와 함께 IEC 104 프로토콜이 사용되었습니다. 여러 제조업체의 RTU가 디지털화된 전기 네트워크에 연결되도록 적절하게 프로그래밍되었습니다.
이 과정을 완료한 후에는 네트워크를 리얼타임으로 완벽하게 시각화하여 'what if'를 활용한 평가를 통해 향후 진행 방향을 결정할 수 있었습니다. 또한 운영자와 엔지니어가 네트워크 문제를 신속하게 파악할 수 있도록 HMI 뷰어, 웹 인터페이스 및 스마트폰 뷰어를 포함한 맞춤형 툴을 준비했습니다. 최종 단계에서는 리얼타임 운영 모니터링 및 제어를 위해 다양한 화면을 제공하는 전기 SCADA 시스템이 구축되었습니다.
결과
이제 저희는 초보자부터 고급 사용자까지 누구나 시스템에 쉽게 접근하여 필요한 작업을 수행할 수 있는 매우 사용자 친화적인 인터페이스를 갖추게 되었습니다. Alvin Naidoo, Altek Solutions의 상무이사
스텔렌보스 지방자치단체는 남아프리카 공화국 서부 케이프 주에 위치하며 200,000명 이상의 고객에게 서비스를 제공합니다. 이들은 제어 센터에 SCADA 마스터 스테이션을 구축하여 배전망을 감독하고 운영하는 데 필요한 엔드투엔드 지원을 제공할 유능한 OEM 파트너를 찾고 있었습니다. 또한, SCADA 마스터 스테이션 시스템 구성을 준비하고 완전히 통합된 변전소 보호 및 제어 솔루션을 구현하는 데 도움이 필요했습니다.
Altek Solutions(남아프리카 공화국의 ETAP 시스템 통합업체)의 도움으로, 이 프로젝트는 고객의 목표를 달성하기 위해 실행되었습니다. 이 시연은 여러 단계로 구현된 지방자치단체 제어 센터의 새로운 SCADA 마스터 스테이션에 대해 설명합니다. 첫 번째 단계는 제어 센터에 SCADA를 구축하고 7개의 변전소를 연결하는 것이었습니다. 다음 단계는 SCADA 시스템에 DMS(배전 관리 시스템) 및 OMS(운영 관리 시스템) 기능을 추가하는 것입니다.
ETAP은 모듈식 및 확장 가능한 플랫폼으로, ETAP SCADA 시스템을 기반으로 미래에 필요한 배전 관리 시스템을 쉽게 구축할 수 있기 때문에 이 단계에 선정되었습니다.
Electrical SCADA.
그리드 모델링 & 시각화