Phasor Measurement Systems (PMS), המכונה לעתים קרובות טכנולוגיית סינכרונרופוטור, מייצגת קפיצת שינוי ב ניטור רשת החשמל ושליטה. בעוד היתרונות הטכניים - מודעות מצבית בזמן אמת, חשיפה רחבה והערכה של יציבות דינמית - הם מתועדים באופן נרחב, המקרה הכלכלי של פריסה שלהם נשאר שיקול קריטי עבור שירותים, רגולטורים, ומשקיעים.ההחלטה להשקיע ב- PMS כרוך בטכניקות השקעה משמעותיות נגד מנגנוני מדידה, שיפור משמעותי, מניעת שיפור משמעותי, עיבוד בפועל, וחיסכון תפעוליים, וחיסכון תפעוליים, וחיסכון תפעוליים, ואפקטיביים של מערכות מדידה, יעילות לטווח ארוך טווח זה, מניעת שיפור של עלויות ניתוח יעיל יותר, מנגנוני מדידה, יעילות, וחיסכון יעיל יותר, וחיסכון יעיל יותר, וחיסכון תפעוליים, יעילות, יעילות, מניעת שיפור של עלויות ניתוח יעיל של עלויות של יעילות, וחיסכון תפעולי של עלויות ניתוח יעיל, וחיסכון תפעולי של עלויות של יעילות, וחיסכון תפעולי של מערכת ניהולי של מערכת מדידה, וחיסכון תפעולי של יעילות, וחיסכון תפעולי של יעילות, מניעת שיפור יעיל, וחיסכון תפעולי של מערכת מדידה, והשקעות לטווח ארוך טווח זה, וחיסכון יעיל יותר, מניעת שיפור יעיל, מניעת שיפור יעיל יותר, וחיסכון יעיל

הנוף הכלכלי של מערכות Phasor Measurement

רשתות חשמל מודרניות יותר לחוצים על ידי שילוב מתחדש, דפוסי עומס משתנים, ותשתיות ההזדקנות. phasor מדידות (PMUs) דגימות מתח הנוכחי עד 60 דגימות לשנייה עם תזמון GPS מדויק, המאפשר למפעילים לצפות דינמיקות רשת כי מערכות בקרה מסורתית ורכישת נתונים (SCADA) לא יכולות ללכוד את ההקצאה הכלכלית עבור PMS נובעת מיכולתה למנוע מזהמים שחורים, להפחית את השימוש ב- UropHS, ל-S להטבות ל- 10.

יישום PMS כרוך בעלויות על פני חומרה, תוכנה, תקשורת, שילוב ובירת אדם.ההיקף של הפריסה - בין אם ב substation יחיד או על פני כל חיבור - באופן דרמטי משפיע על העלות של עונש.הבנת רכיבי העלות האלה הוא הצעד הראשון בבניית תיק עסקי אמין.

הפחתה של אימות PMS

השקעות הון (CAPEX)

ההוצאה היחידה הגדולה ביותר בכל פרויקט PMS היא רכש והתקנה של תשתיות פיזיות.מכשיר PMU עולה בדרך כלל בין 5,000 $ ל-$5,000 דולר ליחידה, בהתאם לשיעור הדיוק (למשל, P-class for Protection או M-class for מ"מ), ספירת ערוצים ויכולות תקשורת.תועלת בינונית עשויה לדרוש מאות עד אלפי PMUs כדי להשיג חשיפה משמעותית.

  • (FLT:0) כלכלנים נתונים (PDCs): 1 {\displaystyle \ \ \"המשכים" (PDCs) ו-Time-align PMU data Flows. Enterprise-class PDCs נע בין 20,000 דולר ל-100,000 דולר לכל אחד, ודרישות הונדוניות לעתים קרובות מכפילות את ה-Outlay הזה.
  • (FLT:0) רשתות תקשורת: 1.10LT:1 גבוה פסוויד, קישורים בעלי עוצמה נמוכה (fiber אופטיקה או מיקרוגל ייעודי) חיוניים למשלוח נתונים בזמן אמת. תקשורת משנה עלייה יכול לעלות 50,000 $-200,000 $ לאתר.
  • שעון FLT:0GPS SynSyncization: FLT:1 כל PMU דורש מקור זמן מדויק. מקלטי GPS עם יכולות של עצירות להוסיף $2,000-5,000 $ ליחידה.
  • (FLT:0) אינטגרציה והנדסה: עיצוב מערכת 1FLT:1, התקנה שדה, תצורה, בדיקות שירותים - לעתים קרובות 20-30% של CAPEX הכולל.

עבור שירות גדול הפורסה 500 PMUs על פני 200 תת-התתות, הוצאות ההון הכוללות עשויות לעלות על 50 מיליון דולר. פרויקטים קטנים יותר עבור רשתות אי או מיקרו-צמחונים תעשייתיים יכולים להתחיל ב -500,000 דולר.הטבע הקבוע של PMS אומר כי השגת כלכלות של קנה מידה היא קריטית; עלויות per-PMU יורדות בחדות ככל שהפריסות מתרחבות.

Expenditure (OPEX)

לאחר התקנת, PMS דורש השקעה מתמשכת כדי לשמור על ביצועים ואיכות נתונים. קטגוריות Key OPEX כוללות:

  • (FLT:0) שימור ו- Calibration: FIRUs 1 ו- GPS מקלטים חייבים להיות מפורשים מדי שנה או באופן biannually.
  • (FLT:0)Software Licensing ועדכונים:BuildFLT 1 PDC תוכנה, הדמיה ופלטפורמות ניתוח (למשל, זיהוי אווסוציאציה, דירוג קו דינמי) דורשות מנויים שנתיים או חידושי רישיון, החל מ-10,000 $ עד 200,000 $ בהתאם לפונקציונליות.
  • (FLT:0) אחסון נתונים וניהול: 1FLT 1 1 PMU אחד מייצרת מעל 5 מיליון נקודות נתונים ביום.עבור מערכת 500-PMU, עלויות אחסון נתונים (ענן או על-premise) יכולות לעלות על 50,000 $ בשנה.
  • (FLT:0) להכשיר ולצוות: FLT:1 אופרות, מהנדסים וצוות IT חייבים להיות מאומן כדי לפרש נתונים phasor ולשמור על אבטחת סייבר צוותים ייעודיים לעתים קרובות עולה $ 300,000 $ 60 000 $ לשנה משכורת.
  • (FLT:0)Cybersecurity: 1.FLT:1 PMUs ו- PDCs הם מכשירים ברשת הדורש ניטור רציף, תיקון וציות לסטנדרטים של אבטחת סייבר שנתית של NERC יכול להוסיף 10-15% עד OPEX.

סך OPEX בדרך כלל פועל 15-25% מה-CAPEX הראשוני בשנה.עבור פריסה של 50 מיליון דולר, עלויות התפעול השנתיות עשויות להיות 7.5-$12.5 מיליון דולר.ההוצאות הללו חייבות להיות מופקדות לכל ניתוח עלות מחזור חיים.

יתרונות כלכליים: היכן ש- PMS מספק ערך

למרות העלייה המשמעותית של ה-PMS יכול לייצר החזרים כלכליים משמעותיים באמצעות ערוצים מרובים.היתרונות המרשימים ביותר נופלים לשלוש קטגוריות: אמינות משופרת, יעילות מוגברת והוצאה הון מופרכת.

שיפור אחריות הרשת ולהימנע מעלויות מחוץ ליציאה

הנהג הכלכלי העיקרי עבור PMS הוא מניעת של הפרעות שחורות נרחבות ועומסים יקרים.הצפון-מזרחי של 2003, אשר השפיע על 55 מיליון אנשים וגרם להפסדים כלכליים בשווי של 4–10 מיליארד דולר, מיוחס במידה רבה למחסור במודעות מצבית רחבה (PMS) אשר מנעה מ- 100 מיליארד דולר ל-RC) עלויות קבועות של מערכת בריאות, אשר מנעו מ- 30 מיליארד דולר בממוצע, ו- 30 מיליארד דולר ל-4% מהניתוחים של פעילות גופנית (בטווח) של פעילות גופנית) ב- 30 מיליארד דולר) של פעילות גופנית, אשר מנעו מ- 30 מיליארד דולר בלבד, והפסדים של הגבלת זמן מוגבל של הגבלת זמן מוגבל של הגבלת זמן מוגבל של הגבלת זמן מוגבל של הגבלת זמן מוגבל של הגבלת זמן מוגבל ל- 50 מיליארד דולר) על ידי הגבלת זמן מוגבל של הגבלת זמן של הגבלת זמן של הגבלת זמן של 50 מיליארד דולר) על ידי חברת החשמל (R) ו- 50 מיליארד דולר) והפסדים) על ידי הגבלת זמן מוגבל ל- 50 מיליארד דולר) ו-ידי חברת החשמל של 50 מיליארד דולר ל- 50 מיליארד דולר, והפסדים (בטווח של 50 מיליארד דולר) והפסדים של הגבלת זמן מוגבל ל- 50 מיליארד דולר) והפסדים) והפסד

יעילות וחיסכון בעלויות

PMS מאפשר למפעילים לדחוף את הרשת קרוב יותר לגבולות היציבות שלה ללא היערכות בטיחות. יכולת העברת מוגברת זו מפחיתה עלויות הצפיפות. באזורים כמו מפעילי המערכת העצמאית בינונית (MISO), סנכרון דירוג דינמי מבוסס קו דינמי מבוסס דינמית זה פתח 10-20% יכולת שידור נוספת על קווים סטנדרטיים קיימים, חיסכון של עשרות מיליוני דולרים בשנה בהימנעות מהאשמות נוספות, PMS מסייע אופטימיזציה של עלויות התפעוליות של 10 עד צמצום של $ 50 דולר להורדת לחץ על ידי הגבלת זמן של צריכת דלק גבוה) על ידי הגבלת זמן של 500 דולר לצמצום עלויות התפעול של צריכת דלק (אורדומי חשמל בסכום של $) וצמצום עלויות התפעולית של $ לשנה.

השקעות תשתית

שדרוגים ו substation הם פרויקטים עתירי הון כי לעתים קרובות להתמודד עם קווי זמן ארוכים המאפשרים קווי זמן. על ידי מתן נתונים בזמן אמת מדויקים על טעינה קו וניצול, PMS מאפשר לבעלי נכסים להידרדר או להימנע מבניה חדשה.לדוגמה, דירוג דינמי (DTR) אשר מופעל על ידי PMUs יכול להגדיל את יכולת ראש הממשלה של שידור על ידי 10-30% במהלך מזג אוויר קריר יותר, חיסול הצורך כדי לזהות מחיר שווה $ 200,000 $.

אתגרים ואסטרטגיות מייגציה

שלושה אתגרים עיקריים מעצימים את האטרקטיביות הכלכלית של PMS: הון גבוה, קוונטיות לא ברורה של הטבות בלתי מוחשיות, ומורכבות שילוב.

זמינות הון ומודלים מימון

שירותים רבים, במיוחד שיתופי פעולה קטנים יותר או כלי רכב עירוניים, חסרים את המאזן לממן גדול PMS rollouts. תוכניות מימון ציבורי היו אינסטרומנטליות או שירותים עירוניים, תוכנית Smart Grid Investment Grant (SGIG) הוענקה 155 מיליון דולר לפרויקטים של PMS בין 2009 ל-2014, אשר מקטין את ההשקעה של PMS של מעל 400 מיליון דולר.

יתרונות בלתי מוחשיים

היתרונות כמו יציבות מערכת משופרת, שיקום מהיר יותר, והימנעות משחורים גדולים הם פרוביביליסטיים מטבעם של השימוש במושגים של יעילות גבוהה.שימוש במונחי יעילות גבוהה יותר, לעתים קרובות מונעים מציון ערך דולר להפחתה בסיכון.הפתרון נמצא בניתוח סיכונים פרוביביליסטי באמצעות נתונים היסטוריים בשילוב עם מודלים של סימולציה (הסטנדרט של תקן IEEE C37.11 סימולציה מבוססת סימולציה) ניתן להשתמש גם על ידי מערכת נתונים של סימולציה של נתונים המבוססת על עלויות ניתוח נתונים של 2.

אינטגרציה וטכנולוגיות סיכון

פרויקטים של PMS סובלים לעתים קרובות מעיכובים עקב בעיות בין-אופרציה, תאימות לאבטחת סייבר או בעיות איכות נתונים.סיכוןים אלה לנפח עלויות ולהפחית את ROI. Mitigation כולל אימוץ סטנדרטים פתוחים (IEEE C37.118.2, IEC 61850-90-5), ביצוע בדיקות קבלה במפעל קפדניות, ו-phasing Propation (למשל, פיילוט ב 10stations אבטחת סייבר, כולל הגדרות אבטחה, כולל , אבטחה של מרכזיות של CIP) ב-CDC - במיוחד, תמיכה בתקני אבטחה (CDC) בתקני אבטחה קריטיים (CDC - 15.

חזרה על ההשקעה: Case Studies

מקרה מחקר 1: Bonneville Power Administration (BPA)

BPA פרוס מעל 400 PMUs ברחבי האוקיינוס השקט בצפון מערב כחלק מתוכנית SGIG של DOE: סך ההשקעה: 28 מיליון דולר (כולל שדרוגי תקשורת) יתרונות: מנעו התמוטטות מתח 2012 אשר הייתה מופלת מחוץ לסיאטל (מחירים מחוסנים ב-200 מיליון דולר); הורדת תשלומי צפי שידור ב-15 מיליון דולר בשנה; פירע 10 מיליון דולר בשדרוגים substculaations: RSA משלמת כעת מעל 10 שנים).

מקרה מחקר 2: EirGrid (אירלנד)

EirGrid יישמה ראש ממשלה ארצית כדי לשלב רמות גבוהות של כוח הרוח תוך שמירה על יציבות.עלויות ההון: 15 מיליון יורו (2013). היתרונות התפעוליים: אפשרו חדירה של רוח עד 65% מביקוש במערכת בשעות העומס הנמוכות, תוך שמירה על 40 מיליון יורו לשנה בהפחתה של דלק מאובנים; נמנעו מבניה של שני קווי שידור חדשים (120 מיליון נמנעו); צמצום חוות על ידי 8% מדי שנה: פחות מ-5 שנים של מערכת אי הפכה לדגם אירית.

מקרה מחקר 3: דיוק אנרגיה (דרום אמריקה)

דיוק אנרגיה פרסה את PMUs ב 250 תת-התשלאות בעלות של 35 מיליון דולר.תועלת ראשונית: זיהוי אווסוציאציה ותכניות פעולה מתקנת מנעו שלושה מסעות גנרטורים שגרמו ל-80 מיליון דולר בספיציפי שוק במקום במשך שנתיים.בנוסף, דירוגים דינמיים הוסיפו 300 MW של יכולת במסדרון מפתח (הפצה של 50 מיליון דולר שדרוג).

תחזית עתיד: כלכלה מעורבת

ככל שעלויות החומרה ממשיכות לרדת (מחירי PMU ירדו ב-40% מ-2010 עד 2020), וכניתוח מבוסס ענן להפחית את הצורך ב-Premise PDCs, המקרה הכלכלי של PMS יהיה אפילו חזק יותר.ההההתאוששות ברמת ההפצה (μPMUs) פותחת יישומים חדשים עבור אינטגרציה ומיקרו-Ggrid Management, מרחיבה את זרם הערך.

גורמים חיצוניים כמו תמריצים פדרליים במס, תמחור פחמן, ומנדטים מעבר אנרגיה יכולים לשפר עוד יותר את כלכלת PMS. למשל, קישור נתונים של PMS למערכת חשבונאות פחמן עשוי להיות זכאי מימון אג"ח ירוק.וכפי שאלגוריתמי למידת מכונה משפרים את הדיוק של החיזוי והדירוג הדינמי, החיסכון התפעולי יעלה ללא עלות פרופורציונלית.

מסקנה

הכלכלה של יישום מערכות מדד Phasor כוללת ניתוח זהיר ורב שנתי של הון ועלויות תפעוליות נגד הטבות קוונטיות ויעילות. בעוד ההשקעה הראשונית היא משמעותית - לעתים קרובות עשרות מיליוני דולרים עבור שירותים גדולים - תקופות החזר מוכחות על ידי פרויקטים גדולים (2-5 שנים) ותועלת יחסי ראש הממשלה (בדרך כלל 3:1 עד 71), לאשר כי PMS הוא מרכיב מרכזי של פיתוח רשת חברתית יעילה, כאשר היא יעילה, כלומר, כמו גם דרישות מימון כלכלי חיוני, כמו גם אם יש צורך, כמו גם, יעיל, כמו השקעות מודרנית, כמו גם, פיתוח, פיתוח, פיתוח עסקי יעיל, יעיל, פיתוח, יעיל, יעיל, יעילות, ותועלת, פיתוח, פיתוח, פיתוח, פיתוח יעיל של השקעות גבוהה, כלומר, כלומר, יעילות, פיתוח יעיל של השקעות גבוהה, כלומר, כלומר, פיתוח, פיתוח, יעילות, יעיל של השקעות גבוהה, כלומר, כלומר, יעילות, עבור עלויות מימון יעיל של השקעות עבור עלויות הקרן, עבור עלויות מימון יעיל של חברות פיתוח, עבור עלויות גבוהה של השקעות גבוהה, עבור עלויות מימון יעיל של מערכת יעילה, עבור עלויות מימון לטווח ארוך טווח, עבור עלויות מימון גבוה יותר, עבור פיתוח, עבור עלויות מימון גבוה, עבור פיתוח, עבור פיתוח, עבור עלויות של מערכת הבריאות, עבור פיתוח, עבור פיתוח, עבור פיתוח, 000.

לקריאה נוספת, מחלקת האנרגיה של ארה"ב מציעה דו"ח מקיף על הטבות מסנכרונכרן ועלות:0Synchrophasor טכנולוגיה ויישומים שלהם: The IEEE Power and Energy Society מפרסם גם מדריכים טכניים תקופתיים על ניטור דינמי מבוסס PMU (בנוסף, North American Electric Reliability Corporation (NERC Value) מספק משאבים על שילוב סינכרונכרומטיים לאמינות: TransFactors (R) ניתן למצוא את המאמר הרשמי של הסוכנות לניהול חשמל (R5E) של הסוכנות לניהול חשמל (RIFropability Agency) 3, כולל: 1931).