zoznam použitých symbolov a skratiek ... - Žilinská univerzita

Žilinská univerzita v ŽilineBakalárska prácaOBSAHZOZNAM POUŽITÝCH SYMBOLOV A SKRATIEK............................................ 61. ÚVOD......................................................................................................... 72. DEFINOVANIE POTREBNÝCH ZNALOSTÍ PRE DISPEČERSKÉ RIADENIE...... 82.1. Vznik dispečerského riadenia elektrizačnej sústavy Slovenska....................... 82.2. Charakteristika Slovenskej elektrizačnej prenosovej sústavy......................... 92.3. Organizácia dispečerského riadenia elektrizačnej sústavyna vymedzenom území...................................................................................... 112.3.1. Dispečerské riadenie..................................................................................112.3.2. Činnosti dispečingu prevádzkovateľa prenosovej sústavyna vymedzenom území .............................................................................122.3.3. Činnosti dispečingov prevádzkovateľov distribučných sústav..................132.3.4. Dokumentácia dispečerského riadenia a archivácia..................................142.4. Predpoveď počasia a jej využitie v energetike pri riadení ES........................ 152.4.1. Predpoveď počasia..................................................................................... 152.4.2. Metódy vylepšenia predpovede................................................................ 162.4.3. Aplikácia v energetickom sektore..............................................................163. VNÚTORNÉ A VONKAJŠIE PODMIENKY SPOĽAHLIVOSTI DISPEČERA..... 173.1. Podmienky spoľahlivosti ľudského činiteľa.....................................................173.2. Podmienky nepretržitej prevádzky v hodnotení dispečerov.......................... 173.3. Ľudský faktor...................................................................................................... 183.4. Automatizácia a dispečerské riadenie............................................................... 204. ANALÝZA SÚČASNÉHO STAVU A PREHĽAD VO SVETE............................. 214.1. Vznik a začiatky medzinárodnej spolupráce Slovenska s okolitýmikrajinami............................................................................................................ 214.2. Výskumný ústav jadrových elektrární............................................................. 234.2.1. Vznik a spolupráca.....................................................................................234.2.2. Oblasti pôsobenia.......................................................................................234.2.3. Príprava personálu.....................................................................................24Katedra výkonových elektrotechnických systémov 4

Žilinská univerzita v ŽilineBakalárska prácaZOZNAM POUŽITÝCH SYMBOLOV A SKRATIEKCDOČEPSDMDRSDMESDPEMSESESSRETSOJEMSPPMSRPPDSPESPPSRMDTSSCADASESEDSEPSSSEŠVSTSOVSEVETVUJEZSECentrálna dispečerská organizáciaČeská elektrizačná prenosová sústavadynamický model dispečerského riadiaceho systémudynamický model elektrizačnej sústavydispečerský poriadok(Energy Management System) výkonný riadiaci systémelektrizačná sústavaelektrizačná sústava Slovenskej republiky(European Transmission System Operators) Asociáciaprevádzkovateľov prenosových sústav krajín Európskejúniejadrová elektráreňmodul simulácie prenosových prostriedkovmodul simulácie riadiacich prostriedkovprevádzkovateľ distribučnej sústavyprepojená energetická sústavaprevádzkovateľ prenosovej sústavyriadiaci modul dispečerského trenažérového simulátora(Supervisory Control and Data Acquisition) kontrolnériadenie a zber dátSlovenské elektrárneSlovenský elektroenergetický dispečingSlovenská elektrizačná prenosová sústava akciováspolocnosť UCTE (Union for the Co-ordination ofTransmission of Electricity)Únia pre koordináciu prenosu elektrinyStredoslovenská energetikaškoliace a výcvikové stredisko(Transmission system operator) dispečer prenosuVýchodoslovenská energetikaVodné elektrárne TrenčínVýskumný ústav jadrových elektrárníZápadoslovenská energetikaKatedra výkonových elektrotechnických systémov 6

Žilinská univerzita v ŽilineBakalárska práca1. ÚVODZákladnou úlohou dispečera, respektíve dispečerského riadenia elektrizačnej sústavyje zabezpečovanie rovnováhy medzi spotrebou a výrobou elektrickej energie. Trebabrať do úvahy efektívnosť a spoľahlivosť technologického procesu výroby elektrickejenergie a rozvodu, pri rešpektovaní ekonómie prevádzky energetických diel, ochranyživotného prostredia a dodržaní zásad medzinárodnej energetickej spolupráce.Cieľom je zabezpečovanie plynulého zásobovania odberateľov elektrickou energiouv stanovenej kvalite. Energetické organizácie, alebo ostatné organizácie pre túto činnosťzriaďujú samostatné dispečerské pracoviská. Na Slovensku sa touto úlohou zaoberáslovenský elektroenergetický dispečing (SED) so sídlom v Žiline.Dispečer sa musí riadiť podľa predpisov a zákonov (dispečerský poriadok), ktorý naSlovensku schvaľuje Úrad pre reguláciu sieťových odvetví podľa § 15 odsek 3 zákonač. 276/2001 z. z. o regulácii v sieťových odvetviach a o zmene a doplnení niektorýchzákonov v znení neskorších predpisov [1].Dispečerský poriadok (DP) určuje pravidlá vzájomnej spolupráce medzidispečingami navzájom a medzi dispečingom distribučnej sústavy a SED, ako aj medziostatnými účastníkmi trhu s elektrinou.Dispečerské riadenie zahŕňa:• prípravu prevádzky elektrizačnej sústavy (ES),• operatívne riadenie prevádzky ES,• analýzu, kontrolu a hodnotenie prevádzky ES,• vydávanie dispečerských pokynov.Katedra výkonových elektrotechnických systémov 7

Žilinská univerzita v ŽilineBakalárska práca2. DEFINOVANIE POTREBNÝCH ZNALOSTÍ PRE DISPEČERSKÉRIADENIE2.1. Vznik dispečerského riadenia elektrizačnej sústavy SlovenskaV počiatkoch elektrifikácie boli elektrárenské zariadenia budované a prevádzkovanév jednotlivých lokalitách vzájomne medzi sebou neprepojené. Takéto malé izolovanepracujúce elektrické siete postupom času požiadavky kvality a spoľahlivosti dodávkyelektrickej energie odberateľom nesplňovali. Z týchto dôvodov prevádzkovateliamalých izolovaných sietí hľadali a využívali všetky možnosti prepojenia so susednýmioblasťami. Tým sa ale zvyšovali nároky na riadenie prevádzky rozširujúcich sa sietía spolupracujúcich elektrární. V počiatkoch takúto prevádzku sieti zabezpečovalia riadili v rozsahu podľa dohodnutých pravidiel pracovníci elektrární a rozvodní.Po vytvorení Slovenských elektrární (SE) sa rozvíjalo prepojovanie sietí a výrobnínielen vedeniami vn ale aj vedeniami 110 kV. Nárast spotreby elektrickej energiepredstihol rast zdrojov a ukázala sa potreba riešiť túto situáciu administratívnymiopatreniami (odberové diagramy, dohodnuté objemy energie), ako aj prostriedkamioperatívneho riadenia elektrizačnej sústavy. Preto bola v polovici roka 1946v Energetických závodoch Slovenska Bratislava zriadená pohotovostná službazabezpečujúca zber informácií o prevádzke elektrizačnej sústavy. Komplikovanásituácia v zabezpečovaní zásobovania elektrickou energiou viedla k tomu, že sa užvykonávali pohotovostné služby v dvoch smenách a onedlho nato v nepretržitejtrojsmennej službe. V pomerne krátkom čase prešla táto služba na riaditeľstvo SE, čímsa na Slovensku položili základy dispečerského riadenia.Po rozhodnutí o následnej reorganizácii slovenskej energetiky bolo v polovici r. 1948prijaté rozhodnutie o vytvorení národného podniku Slovenské elektrárenské výrobnev Žiline (účinnosť od 1.1.1949), ktoré dostali za úlohu výrobu elektrickej energie a jejrozvod sieťami 110 kV. Do činnosti tohto podniku bolo začlenené aj zabezpečovaniedispečerského riadenia prevádzky na celom území Slovenska. Na základe tohto bolorozhodnuté o dočasnom poverení zriadiť a zabezpečovať dispečerské riadenieoblastným riaditeľstvom SE v Žiline už v priebehu r. 1948 a začala sa pravidelnátrojsmenná prevádzka dnešného SED v Žiline.Katedra výkonových elektrotechnických systémov 8

Žilinská univerzita v ŽilineBakalárska prácaSamozrejmosťou je aj postupný vznik rajónnych dispečingov obr. 2.1, ktorýchdoménou je rozvod vn. V rozvodných energetických podnikoch do roku 1998 súrajónne dispečingy so sídlom v mestách: ZSE − Nitra, Trnava, Bratislava, Trenčín, SSE − Žilina, Banská Bystrica, Liptovský Mikuláš, Rimavská Sobota, Žiar nadHronom, VSE − Spišská Nová Ves, Košice, Michalovce, Prešov.Slovenský energetický dispečingVýrobneSE a.s.DispečingSSEDispečingVSEDispečingZSEDispečingVETRajónnedisp.Rajónnedisp.Rajónnedisp.VýrobneVETObr. 2.1. Hierarchické úrovne dispečerského riadeniaCelý proces tvorby a realizácie riadenia chodu ES ako celku sa dostáva, najmäv poslednom období, na vyššiu úroveň tým, že prudko rastie kvalifikačná úroveňpracovníkov, ktorí sa podieľajú na procese, ale dostávajú sa im aj lepšie možnosti, ktoréim poskytuje využívanie novej techniky.2.2. Charakteristika Slovenskej elektrizačnej prenosovej sústavySlovenská elektrizačná prenosová sústava, a.s. (SEPS) vykonáva prenos elektrickejenergie na celom území Slovenska. Zabezpečuje prenos elektrickej energie z elektrárnído distribučnej siete a veľkým odberateľom napojených na 220 kV a 400 kV siete.Prostredníctvom vedení a elektrických staníc prenosovej sústavy sa realizuje dovoz,vývoz a tranzit elektrickej energie a jej presné meranie.Katedra výkonových elektrotechnických systémov 9

Žilinská univerzita v ŽilineHlavným predmetom činnosti SEPS je:Bakalárska práca• spoľahlivá prevádzka prenosovej sústavy (400, 220 kV a časti vedení 110 kV,ktoré slúžia na účely prenosu el. energie),• dispečerské riadenie elektrizačnej sústavy,• vyrovnaná bilancia sústavy (výroba − spotreba) v časovom rozpätí dojedného roka,• prenos elektrickej energie na základe zmlúv,• systémové a podporné služby,• údržba, obnova a rozvoj jednotlivých zariadení prenosovej sústavy a sústavyako celku,• tranzit elektrickej energie,• koordinácia riadenia sústavy v rámci medzinárodne prepojených sústav.2.3. Organizácia dispečerského riadenia elektrizačnej sústavyna vymedzenom území2.3.1. Dispečerské riadenieDispečerské riadenie zabezpečujú:a) dispečing prevádzkovateľa prenosovej sústavy na vymedzenom území,b) dispečingy prevádzkovateľov regionálnych distribučných sústav,c) dispečingy prevádzkovateľov miestnych distribučných sústav.Určujúcou hranicou medzi prenosovou a distribučnou sústavou na vykonávaniečinností dispečerského riadenia dispečingom prevádzkovateľa prenosovej sústavy (PPS)a dispečingom prevádzkovateľa distribučnej sústavy (PDS) je 110 kV stranatransformátorov 400/110 kV a 220/110 kV, kde zapnutie alebo vypnutie na stranevyššej napäťovej úrovne vykonáva vždy dispečing PPS po odsúhlasení dispečingomprevádzkovateľa distribučnej sústavy a zapnutie alebo vypnutie na strane nižšejnapäťovej úrovne vykonáva vždy dispečing prevádzkovateľa distribučnej sústavypo odsúhlasení dispečingom prevádzkovateľa prenosovej sústavy, s rešpektovanímvýnimočných prípadov podľa § 22 ods. 1 písm. g) bodu 1. a 2. zákona o energetike, keďmôže dispečing prevádzkovateľa prenosovej sústavy vykonať zapnutie alebo vypnutieKatedra výkonových elektrotechnických systémov 11

Žilinská univerzita v ŽilineBakalárska prácana strane vyššej napäťovej úrovne bez odsúhlasenia dispečingom prevádzkovateľadistribučnej sústavy [1].SED spracováva v rozsahu svojich kompetencií daných príslušnou legislatívouprípravu prevádzky v nasledujúcich etapách:• ročná príprava prevádzky ES, vydávaná ako „Štúdia o prevádzke ES SR“ predaný rok,• mesačná príprava prevádzky ES, vydávaná ako „Režimy prevádzky ES SR“pre daný mesiac,• týždenná príprava prevádzky ES,• denná príprava prevádzky ES.2.3.2. Činnosti dispečingu prevádzkovateľa prenosovej sústavyna vymedzenom území• dispečerské riadenie elektrizačnej sústavy na vymedzenom území,• dispečerské riadenie zariadení na výrobu elektriny pripojených k prenosovejsústave a zariadení na výrobu elektriny pripojených k distribučnej sústavev rozsahu poskytovaných podporných služieb,• dispečerské riadenie dodávateľov elektriny, odberateľov elektriny, ktorýchelektrické zariadenia sú pripojené k prenosovej sústave a obchodníkovobchodujúcich s elektrinou s využitím prenosovej sústavy,• zaisťovanie prevádzkovej bezpečnosti elektrizačnej sústavy na vymedzenomúzemí a technických podmienok poskytovania systémových služiebna základe zmluvy o prenose a prístupe do prenosovej sústavy uzavretejmedzi prevádzkovateľom prenosovej sústavy a účastníkom trhu s elektrinou,pri rešpektovaní zásad bezpečnosti prevádzkovania elektroenergetickýchzariadení, ďalej zásad ochrany životného prostredia a dodržiavaní zásadmedzinárodnej energetickej spolupráce a ďalších dvojstrannýcha viacstranných dohôd či zmlúv o prenose elektriny cez spojovacie vedeniaza účelom dovozu a vývozu elektriny,• dispečerské riadenie prevádzky prenosovej sústavy v rámci prepojenýchprenosových sústav členských štátov Európskej únie alebo tretích štátov.Katedra výkonových elektrotechnických systémov 12

Žilinská univerzita v Žiline2.3.3. Činnosti dispečingov prevádzkovateľov distribučných sústavBakalárska práca• dispečerské riadenie regionálnej distribučnej sústavy a miestnej distribučnejsústavy priamo pripojenej k prenosovej sústave,• dispečerské riadenie miestnej distribučnej sústavy, ktorá nie je priamopripojená k prenosovej sústave,• dispečerské riadenie elektroenergetických zariadení na časti vymedzenéhoúzemia a vybraných elektroenergetických zariadení účastníkov trhus elektrinou,• dispečerské riadenie zariadení na výrobu elektriny pripojených k distribučnejsústave, ktoré poskytujú podporné služby prevádzkovateľovi prenosovejsústavy s rešpektovaním technických údajov uvedených v zmluvácho dodávkach elektriny,• dispečerské riadenie zariadení na výrobu elektriny pripojených k distribučnejsústave, ktoré neposkytujú podporné služby prevádzkovateľovi prenosovejsústavy s rešpektovaním technických údajov uvedených v zmluve o dodávkeelektriny a zmluve o prístupe do distribučnej sústavy a distribúcii elektriny,• dispečerské riadenie dodávateľov elektriny, odberateľov elektriny aleboobchodníkov s elektrinou, ktorých odberné elektrické zariadenia sú pripojenék distribučnej sústave a obchodníkov s elektrinou, ktorí využívajúdistribučnú sústavu pri rešpektovaní zmlúv o prístupe do distribučnej sústavya distribúcii elektriny,• zaisťovanie prevádzkovej bezpečnosti distribučnej sústavy a technickýchpodmienok na základe zmlúv o prístupe do distribučnej sústavy a distribúciielektriny uzavretých medzi prevádzkovateľom distribučnej sústavya účastníkmi trhu s elektrinou, pri rešpektovaní zásad bezpečnostiprevádzkovania elektroenergetických zariadení a zásad ochrany životnéhoprostredia.Katedra výkonových elektrotechnických systémov 13

Žilinská univerzita v Žiline2.3.4. Dokumentácia dispečerského riadenia a archiváciaBakalárska prácaDokumentácia dispečerského riadenia sa člení na:• operatívno prevádzkovú dokumentáciu – prevádzkový denník, ktorý jeurčený na záznamy o prevzatí a odovzdaní služby, o prijatých a vydanýchpríkazoch a o prevádzkových udalostiach,• prevádzkové zmluvy − určujú pravidlá a rozsah v oblasti medzinárodnejenergetickej spolupráce, pravidlá na spracovanie prípravy prevádzky,pravidlá riadenia elektrizačnej sústavy a poskytovania podporných služieb,• prevádzkové inštrukcie a dispečerské pokyny − sa vzťahujú na oblasti:a) príprava prevádzky,b) riadenie činného výkonu,c) riadenie jalového výkonu,d) riadenie distribučnej sústavy vrátane prác pod napätím,e) systémy ochrán prenosových a distribučných zariadení a zariadenína výrobu elektriny a systémy automatického riadenia elektrizačnejsústavy,f) automatizovaný systém dispečerského riadenia,g) riadenie spotreby,• miestne prevádzkové predpisy − obsahujú technické informácie a pokynypre prevádzkový personál pracovísk jednotlivých elektroenergetickýchzariadení a konkretizujú pracovné postupy a technický popis na príslušnomelektroenergetickom zariadení,• dokumentácia na dispečerské riadenie elektrizačnej sústavy na vymedzenomúzemí − obsahuje schému zapojenia jednotlivých elektroenergetickýchzariadení a súvisiace údaje a technické parametre vrátane zariadeníautomatizovaného systému dispečerského riadenia.Dispečingy všetkých úrovní sú povinné archivovať dokumentáciu dispečerskéhoriadenia podľa stanovenej časovej doby a to najmenej tri roky pre dokumentáciuprípravy prevádzky a najmenej päť rokov pre prevádzkový denník a ostatné dispečersképrevádzkové evidencie a hodnotenia vrátane rozboru porúch. Dispečingy všetkýchúrovní sú povinné ďalej archivovať základné schémy elektrizačnej sústavy, ročnérozbory a hodnotenia vrátane termínu uvádzania nových elektroenergetických zariadenía zariadení automatizovaného systému dispečerského riadenia do prevádzky.Katedra výkonových elektrotechnických systémov 14

Žilinská univerzita v ŽilineBakalárska prácaObr. 2.3. Pracovisko dispečera, zobrazovacia stena dispečingu ČEPS2.4. Predpoveď počasia a jej využitie v energetike pri riadení ES2.4.1. Predpoveď počasiaJedným z hlavných faktorov, ktoré ovplyvňujú spotrebu energie, jej výrobuz obnoviteľných zdrojov, spoľahlivosť dodávok energie i ekologickú záťaž, je počasie.Preto kvalitná predpoveď počasia čí už v krátkodobom ale i dlhodobom horizonte hrádôležitú úlohu v mnohých oblastiach energetiky.Spoľahlivá predpoveď meteorologických veličín je veľmi dôležitá pre mnoho oblastíľudskej činnosti, ako napríklad pre dopravu, ochranu životného prostredia,poľnohospodárstvo, priemyslovú výrobu, šport či kultúru. Pri predpovedi spotrebyenergie hrá dôležitú úlohu znalosť očakávaného priebehu vonkajšej teploty, rýchlostia smeru vetra, oblačnosti resp. počet hodín slnečného svetla počas dňa apod. Extrémnemeteorologické podmienky (búrky, víchrice) môžu mať významný vplyvna spoľahlivosť a stabilitu dodávok energie.Katedra výkonových elektrotechnických systémov 15

Žilinská univerzita v Žiline2.4.2. Metódy vylepšenia predpovedeBakalárska prácaV mnohých krajinách sa pozornosť sústreďuje na výskum a použitie metódpre spresnenie meteorologických predpovedí s ohľadom na špecifické potreby danéhoodvetvia. Jednou z možností, ako dosiahnuť spresnenie, je využívanie rôznychnumerických modelov počasia umožňujúci modelovanie vývoja meteorologickýchsituácií v dostatočnom priestorovom i časovom rozlíšení a využívajúci napr. meraniez daných lokalít, ktoré môžu priamo vstupovať do procesu výpočtu numerickýchmodelov. Pre spresnenie globálneho modelu sa používajú dáta z vybranýchmeteorologických staníc rozmiestnených po celom svete, ktoré dodávajú svoje meraniado medzinárodnej siete. Ďalším zdrojom dát, ktoré sa používajú sú údajez meteorologických družíc a z niekoľko ďalších zdrojov. Stav atmosféry výpočtovýmmodelom sa potom matematickými technikami upresňuje tak, aby odpovedalpozorovaniam. Pretože do medzinárodnej siete prispieva relatívne malý počet staníc, jemožné upresniť konečný stav pre regionálne modely s využitím väčšieho počtupozorovaní. Tie sa dajú získať z národnej meteorologickej siete alebo i z ďalšíchmeracích staníc prevádzkované pre iné účely.2.4.3. Aplikácia v energetickom sektoreMožnosti využitia v energetike spočívajú v tvorbe špecifických indikátorov rizikaextrémnych meteorologických situácií, ktoré by mohli spôsobiť výpadky v dodávkachelektrickej energie. Týka sa to včasného varovania pre výskyt výchric, búrok a námraz.Vzhľadom k tomu, že meteorologické javy majú často lokálny charakter, je výpočetpredpovede počasia v malom priestorovom rozlíšení veľkým prínosom. Ide odvodiťi štatistické indikátory dávajúce do súvislostí počet porúch elektrickej siete spôsobenémeteorologickými javmi a očakávanými meteorologickými podmienkami [11].Na základe takýchto informácií, ktoré sa týkajú počasia sú dispečeri schopnípripraviť sa vopred na blížiacu sa situáciu v energetike a patrične reagovať. Toto imv podstate môže uľahčiť pracú aj keď súčasný stav počasia na Slovensku je taký, ženedochádza k nejakým extrémnym zmenám počasia, ako to môže byť v iných krajinách,kde sa vyskytujú silné vetry alebo dokonca víchrice či tornáda.Katedra výkonových elektrotechnických systémov 16

Žilinská univerzita v ŽilineBakalárska práca3. VNÚTORNÉ A VONKAJŠIE PODMIENKY SPOĽAHLIVOSTIDISPEČERA3.1. Podmienky spoľahlivosti ľudského činiteľaSpoľahlivosť ľudského činiteľa spočíva na rovnováhe medzi vnútornýmipodmienkami jednotlivca a vonkajšími podmienkami, ktoré ho obklopujú [3].Vnútorné podmienky reprezentuje ľudská psychika. Kvalita psychiky, pripadne jejokamžitý stav sa získava z prejavu psychickej aktivity dispečera. Pravdepodobnosťstanovenia odpovedajúcich vnútorných podmienok ja založená na štatistickej závislostiúčinnosti skúšok a počtu úspešne skúšaných osôb. Vnútorné podmienky v podstateurčujú psychickú kvalitu človeka, čo v konečnom dôsledku určuje či je vhodný preprácu dispečera alebo nie.Vonkajšie podmienky tvorí pracovná a mimopracovná oblasť, ktoré môžu maťpozitívne a tiež aj negatívne účinky na človeka. Pracovné podmienky materiálnehocharakteru zaručujú vykonávanie profesionálnej činnosti a pracovnú pohodu personálu.Úroveň dispečerskej riadiacej techniky, odpovedajúca zložitosti riadenej oblastielektrizačnej sústavy a celkové vybavenie dispečingu, ktoré sú pri prací dispečeranepostrádatelným pomocníkom rozhodujú o miere pracovnej záťaže. Pracovný režimzasahuje i do súkromného života.3.2. Podmienky nepretržitej prevádzky v hodnotení dispečerovStriedanie smien v nepretržitej prevádzke je neoddeliteľným znakom dispečerskéhoriadenia. Prispôsobivosť človeka zo zdravotného hľadiska sa prejaví v pomerne krátkomobdobí, po absolvovaní niekoľkých cyklov striedania smien. Striedanie smienv krátkodobých intervaloch dní má vplyv i na zdravotne prispôsobivého pracovníka a tona jeho mimopracovnú činnosť a súkromný život. Výhody a nevýhody nepretržitejprevádzky vyplývajúce z porovnania osobných záujmov sú chápané ako faktorspoľahlivosti výkonu dispečera, ktorý vychádza zo vzťahu pracovnýcha mimopracovných podmienok [3].Vplyv striedania smien nepretržitej prevádzky sa môže odraziť v súkromnom životepracovníka, čo zas môže viesť k narušeniu profesionálnej spoľahlivosti dispečera počasKatedra výkonových elektrotechnických systémov 17

Žilinská univerzita v ŽilineBakalárska prácasmien. Riešenie sa ponúka v upevňovaní vnútorných podmienok, t. j. psychickýchkvalít, umožňujúcich vyrovnať sa s prípadnou situáciou.Dispečerská činnosť patri do skupiny operátorských profesii s prevažujúcouduševnou činnosťou nad fyzickou námahou. „Duševná únava býva často závažnejšiaa s horšími následkami než únava telesná. Môže sa dostaviť tzv. zakrádacim spôsobombez zreteľnej signalizácie, takže potom môže ľahko dôjsť k preťaženiu a k dočasnémuvyradeniu duševnej činnosti. Je pozoruhodné, že u mnohých ľudí akútny stavunavenosti neprejavuje v priebehu alebo koncom fázy enormného duševného vypätia,ale až za niekoľko dní, kedy už príčiny duševného vypätia alebo napätia pominuli, aleboboli odstránené“ [3].S dispečerským riadením je spojená predovšetkým záťaž pri rozhodovaní a riešeníproblémov okamžitých stavov siete, zodpovednosť za bezpečnosť riadených osôbv teréne a množstvo neúplných informácií o danej situácii pri poruche. Predpoklady prezaraďovanie osôb do funkcie dispečera sú zvyšované výberom jednotlivcov, podľapožadovaných psychických vlastností. K udržiavaniu zdravia a prekonávaniu kríz jevšak potreba osobného záujmu a udržiavanie osobnej duševnej hygieny. Duševnáhygiena vychádza z bežných životných situácii a týka sa spánku, stravy, voľného časua aktívnej ochrany pri záťažovej situácii.3.3. Ľudský faktorĽudský faktor patri k hlavným príčinám veľkých havárií. Tento pojem zahrňujevšetky činnosti človeka (fyzické i mentálne), ktoré ovplyvňujú fungovanie systému.Porozumieť a pochopiť chovanie človeka a prečo sa dopúšťa chýb nie je ľahké. Kvalitariadenia je priamo úmerná mentálnym schopnostiam operátora (veľkosť znalostí,skúseností a schopnosť ich použiť). K zníženiu riadiacej schopnosti dispečera dochádzav záťažových (stresových) situáciách, kedy nemusí vyvodiť správne závery z neúplnýcha niekedy i protichodných informácií o stave systému.Veľkosť duševnej záťaže je individuálna a závisí na získaných skúsenostiach.Úlohy, ktoré skúsení dispečeri riešia rýchlo aktiváciou stereotypu, musia začiatočníciriešiť cez komplexnejšie mechanizmy abstraktného myslenia.V podmienkach zvýšenej duševnej záťaže dochádza k chybám pravé pri činnostiachzaložených na pravidlách a na znalostiach, napríklad:• vynechanie časti postupu z dôvodu nespomenutia,• vykonanie úlohy v chybnom poradí,Katedra výkonových elektrotechnických systémov 18

Žilinská univerzita v ŽilineBakalárska práca• vykonanie činnosti na nesprávnom objekte,• nesprávne vyhodnotenie situácie a následné použitie nesprávnych pravidiel,• existuje pravidlo pre danú situáciu.Rozdielne typy chýb sú spôsobené rôznymi zdrojmi. Vo vzťahu k riadiacej činnostidispečera ich môžeme rozdeliť do dvoch skupín. Na tie, ktoré sám zapríčinil vlastnoučinnosťou (aktívne) a na tie, ktoré ovplyvniť nemohol (pasívne) obr. 3.1.Obr. 3.1. Aktívne a pasívne zdroje ľudských chýb [10]Stále zvyšovanie automatizácie obmedzuje účasť ľudského faktoru pri riadení a tímznižuje i výskyt aktívnych chyb. Chyby sa presunuli z dispečerov na projektantov.Poruchových situácií je menej, ale ich následky sú však výrazne väčšie.Človek môže sledovať iba obmedzený počet paralelne pribiehajúcich dejov.Za mimoriadnej pracovnej záťaže dispečer nie je schopný spracovávať všetkyprichádzajúce informácie a reagovať na ne odpovedajúcim spôsobom. Ale i nízka záťažčloveku neprospieva. Je pri nej spokojný ale stráca ostražitosť. Oba extrémy zvyšujúpravdepodobnosť chybnej činnosti.Katedra výkonových elektrotechnických systémov 19

Žilinská univerzita v Žiline3.4. Automatizácia a dispečerské riadenieBakalárska prácaK chybám dochádza neustále, ale väčšinu z nich prehliadneme, pretože nemajúpriamy ekonomický dopad. Veľké havárie nie sú tak časté, ale ich dopady sú rozsiahle.Sú spôsobené neočakávanou súhrou viacerých udalostí a vždy sa v nich vyskytujeľudský faktor.Automatizácia pomaly nahrádza človeka pri riadení. Základná myšlienka vychádzalaz predstavy, čím dokonalejší je stroj, tím jednoduchšia môže byť obsluha a tím sa budedopúšťať menej chýb. Postupne sa úloha operátora zmenila z výkonnej na dozornú.Jednou z príčin vzniku chýb je postupná strata priameho kontaktu človekas výrobným procesom. Neustále zdokonaľovanie sledovacích systémov sa nahradilovirtuálnou realitou. Všetky systémy ide sledovať a riadiť z jedného miesta v sede.Na počítačovej klávesnici alebo kliknutím myši, čí dotykom na obrazovke môžemeovládať ľubovoľné akčné členy, či meniť žiadané hodnoty. Došlo k útlmu vedomostí,ktoré dispečeri používali pri riešení rizikových situácií v minulosti.Vznik poruchy je často dôsledkom nedorozumenia medzi človekom a výpočtovýmsystémom. Nižšia sledovateľnosť systému je spôsobená automatizáciou, pretože zvýšilazávislosť dispečera na technike. Dispečer prenecháva zodpovednosť na automatepričom predpokladá, že neomylne zvládne všetky situácie. Automatom však chýbajúfunkcie myslenia a rozhodovania, preto je funkcia človeka v rozhodovacím procesestále dôležitá, lebo dokáže lepšie reagovať na neočakávané udalosti. Výpočtovátechnika mu má pomôcť zabrániť poruchám a nesprávnym rozhodnutiam.Katedra výkonových elektrotechnických systémov 20

Žilinská univerzita v ŽilineBakalárska práca4. ANALÝZA SÚČASNÉHO STAVU A PREHĽAD VO SVETE4.1. Vznik a začiatky medzinárodnej spolupráce Slovenska s okolitýmikrajinamiNárast zaťaženia a vznikajúca nerovnováha v bilancii medzi spotrebou a výrobouelektrickej energie, ale aj úsilie optimalizovať prevádzku zdrojov nútila jednotlivéelektrizačné sústavy hľadať možnosti vzájomnej spolupráce s okolitými sústavami.Prvá paralelná spolupráca elektrizačnej sústavy Slovenska bola ešte v rámcielektrizačnej sústavy Československej republiky (ČSR) a uskutočnila sa s elektrizačnousústavou Maďarska v r.1952 na úrovni sietí 110 kV Nové Zámky – Kisigmánd. Neskôrv rámci rozvoja spolupráce medzi elektrizačnými sústavami jednotlivých štátov boliprepojené 220 kV vedeniami elektrizačné sústavy Poľska, bývalej ČSR, vtedajšejNemeckej demokratickej republiky (NDR) a bývalý Zväz sovietskej socialistickejrepubliky (ZSSR).V tomto období vzájomné vzťahy v dodávkach elektrickej energie a prevádzkeprepojených sústav riešili jednotlivé štátne dispečingy dvojstrannými dohodami.Rozširovaním prepojenej sústavy a nárastom objemu výmen si prevádzkové režimyvynútili potrebu spoločného riadiaceho orgánu tejto prepojenej sústavy (prepojenáenergetická sústava PES). Po dohode uzatvorili zúčastnené štáty 25.2.1962 Centrálnudispečerskú organizáciu (CDO) so sídlom v Prahe. Prudký nárast spotreby elektrickejenergie v jednotlivých štátoch PES si vyžiadal budovať prenosovú sústavu s napätím400 kV. Následkom ekonomických a politických zmien v stredoeurópskom regióne bolaprepojená sústava PES CDO postupne delená na jednotlivé časti a prestala byť funkčná.Dňa 11.októbra 1992 bola vytvorená sústava CENTREL, v ktorej boli elektrizačnésústavy Poľska, Česka, Maďarska a Slovenska s cieľom spoločného postupuna pripojenie týchto sústav k západoeurópskej sústave UCTE (Union for the Coordinationof Transmission of Electricity − Únia pre koordináciu prenosu elektriny). Prejednotlivé sústavy bol vypracovaný zástupcami západoeurópskych spoločností súbordoporučení a opatrení pre pripojenie k UCTE. Urýchlene bolo nutné realizovaťopatrenia, ktoré zahrňovali technické, hospodárske a organizačné opatreniav elektrizačnej sústave Slovenska nutné k pripojeniu k sústave UCTE (primárnaa sekundárna regulácia výkonu generátorov, udržiavanie výkonovej rezervy,udržiavanie U a Q na požadovanej úrovni, opatrenia proti veľkým poruchám atď.).Všetky tieto opatrenia boli úspešne splnené a zvládnuté. Na základe tohto bolaKatedra výkonových elektrotechnických systémov 21

Žilinská univerzita v ŽilineBakalárska prácaelektrizačná sústava Slovenska v rámci celého bloku CENTREL 18.10.1995 synchrónnepripojená k sústave UCTE obr. 4.1.Obr. 4.1. Sústava UCTEDňa 1. októbra 1996 bolo uvedené do prevádzky riadiace a zúčtovacie centrumCENTREL EACC vo Varšave ako samostatný regulačný a zúčtovací blok UCTE .ETSO (European Transmission System Operators) – asociácia prevádzkovateľovprenosových sústav krajín Európskej únie (okrem Malty), Nórska a Švajčiarska. ETSObolo založené v roku 1999. Medzi jeho základné ciele patrí skúmanie a rozvoj princípovtýkajúcich sa harmonizácie a upevnenia pravidiel za účelom zlepšenia činnosti siete,udržiavanie bezpečnosti prevádzkového systému, podpora vnútorného európskeho trhus elektrinou, komunikácia a kooperácia s organizáciami a inštitúciami majúcimipodobné ciele, skúmanie a riešenie vedeckých a regulačných otázok spoločného záujmuvšetkých prevádzkovateľov prenosových sústav. V súčasnosti združujeprevádzkovateľov prenosových sústav z 28 krajín Európy.Katedra výkonových elektrotechnických systémov 22

Žilinská univerzita v Žiline4.2. Výskumný ústav jadrových elektrárníBakalárska práca4.2.1. Vznik a spoluprácaVýskumný ústav jadrových elektrární (VUJE) je spoločnosť, ktorá pôsobína Slovensku a v okolitých krajinách už 35 rokov.VUJE bolo založené 1.1.1977 Federálnym ministerstvom palív a energetikyso sídlom v Jaslovkých Bohuniciach a od roku 1985 sídlom v Trnave. V roku 1994 saVUJE transformuje na akciovú spoločnosť vlastnenú zamestnancami. V poslednýchrokoch sa spoločnosť presadzuje aj v nejadrovej energetike a rozširuje svoje pôsobeniedo susedných aj vzdialenejších krajín ako sú napr. Maďarsko, Holandsko, Švédsko,Francúzsko, Španielsko, realizuje prvé projekty v Číne a mnohých ďalších krajinácha to vďaka kvalite prác, ktoré vykonáva.4.2.2. Oblasti pôsobeniaVUJE navrhuje, vyvíja a dodáva špecifické metódy a jednoúčelové zariadenia prepotreby prevádzkovateľov energetických zariadení a poskytuje servis v oblasti skúšokintegrity materiálov, diagnostiky strojných zariadení a pod. Pri realizácii odbornýchúloh spája prvotriedne technické vybavenie s odbornými znalosťami pracovníkov.Ďalšou úlohou, ktorou sa VUJE zaoberá je otázka jadrovej bezpečnosti. Pomocounajmodernejších výpočtových programov vykonáva analýzy prechodových procesova havárií jadrových elektrární (JE). Výsledky analýz využíva pri návrhocha posudzovaní bezpečnostných zlepšení, pri tvorbe prevádzkových predpisova predpisov pre likvidáciu havárií. Pre Úrad jadrového dozoru vypracováva návrhybezpečnostných predpisov a návodov.V oblasti výstavby, rekonštrukcie a modernizácie ponúka komplexné zabezpečenietechnicky náročných investičných akcii, nadväzujúce projekčné, dodávateľskéa montážne aktivity. Ako už bolo uvedené v predchádzajúcej kapitole VUJEvybudovalo budovu a odovzdalo do prevádzky technológiu nového energetickéhodispečingu v Žiline a tým zabezpečil významnú modernizáciu systému riadenia ESSR.Okrem tohto významného projektu na Slovensku sa VUJE podieľalo aj na rekonštrukciiblokov jadrových elektrární Jaslovské Bohunice, vyraďovanie elektrárne A1, výstavbavysokonapäťoveho vedenia Varín – Sučany a mnohé ďalšie.Katedra výkonových elektrotechnických systémov 23

Žilinská univerzita v Žiline4.2.3. Príprava personáluBakalárska prácaPríprava zamestnancov je neoddeliteľnou súčasťou každého výrobného procesu.Je rozhodujúcim prvkom, pretože ovplyvňuje bezpečnosť, kvalitu, plynulosť a ostatnéaspekty prevádzky zariadení a procesov.Školiace a výcvikové stredisko (ŠVS) personálu vykonáva v oblasti prípravyzamestnancov široký rozsah činností od analýz výcvikových potrieb až po realizáciua hodnotenie školenia ako teoretického tak aj praktického. Aplikujú metódu SAT(Systematic Approach to Training − systematický prístup k výcviku).Činnosti ŠVS sa dajú rozdeliť do nasledujúcich skupín:• príprava zamestnancov v jadrovej energetike − ŠVS je dodávateľom školeniaa výcviku podľa legislatívnych požiadaviek a zabezpečuje:a) teoretickú prípravu všetkých zamestnancov jadrových zariadení v SR− absolvujú všetci zamestnanci jadrových zariadení,b) simulatorový výcvik pre personál blokových dozorní jadrových elektrární,c) skúšky na získanie osvedčenia − preskúšanie získaných vedomosti a vydanieosvedčenia,d) teoretickú prípravu tretích osôb pre vstup a činnosti vykonávanéna jadrových zariadeniach.• príprava zamestnancov v klasickej energetike − zameraná na:a) výcvik manipulantov elektrických staníc,b) výcvik zamestnancov dispečingu rozvodnej sústavy,c) výcvik prác pod napätím obr. 4.2,d) výcvik činností na voľnom trhu s elektrickou energiou,e) odbornú spôsobilosť elektrotechnikov.Obr. 4.2. Výcvik pracovníkovKatedra výkonových elektrotechnických systémov 24

Žilinská univerzita v ŽilineBakalárska práca• ostatné činnosti v oblasti prípravy zamestnancov − najväčší rozsah činnosti bolrealizovaný v oblastiach:a) organizácia medzinárodných kurzov, kurzy Európskeho spoločenstva,b) výroba multimediálnych výučbových systémov,c) realizácia kurzov ovládania počítačov,d) tvorba systémov podľa požiadaviek zákazníkov v národnom ajmedzinárodnom merítku,e) prenájom výučbových priestorov.• technická podpora − VUJE má širokú technickú základňu, ktorá predstavujesimulátory:a) plnorozsahový simulátor Bohunice V1,b) plnorozsahový simulátor Bohunice V2,c) multifunkčný simulátor Bohunice V1,d) simulátor pre výcvik manipulantov elektrických staníc,e) simulátor elektrizačnej sústavy SR,f) simulátor burzy s elektrickou energiou,g) simulátor virtuálneho poľa elektrickej rozvodne.Pri vývoji simulátorov VUJE spolupracovala s francúzskou firmou CORYS, ktorá jepoprednou spoločnosťou v Európe pre energetické simulátory (jadrové, parné, vodnéelektrárne a siete) a taktiež sa venuje tréningu i štúdiu.4.3. Česká elektrizačná prenosová sústava4.3.1. Charakteristika spoločnostiČeská elektrizačná prenosová sústava (ČEPS) je vlastníkom a prevádzkovateľomprenosovej sústavy České republiky tvorenej vedeniami veľmi a zvlášť vysokéhonapätia 220 a 400 kV. Dôležitou funkciou rovnako ako v ostatných sústavách, tak ajv ČEPS je zaistenie prenosových a systémových služieb ako je príprava prevádzky(budúcnosť), operatívne riadenie (súčasnosť − tzv. reálny čas) a vyhodnocovanie(minulosť). Operatívne riadenie zabezpečuje rovnováhu medzi výrobou a spotrebouČeskej republiky pri dodržaní zmluvného množstva vyrobenej a dovezenej elektrickejenergie a zaistenie spoľahlivého prenosu v rámci UCTE.Katedra výkonových elektrotechnických systémov 25

Žilinská univerzita v Žiline4.3.2. Nový dispečersky riadiaci systémBakalárska prácaČEPS vykonala upgrade dispečerských riadiacich systémov v časti SCADA/EMS(SCADA z anglického Supervisory Control and Data Acquisition − kontrolné riadeniea zber dát, EMS z anglického Energy Management System − výkonný riadiaci systém).Bol navrhnutý geograficky distribuovaný systém, ktorý zabezpečuje podporudispečerského riadenia v reálnom čase pre dispečingy ČEPS. Systém spĺňa požiadavkyvysokej dostupnosti a bezpečnosti v súlade s medzinárodnými normami. Zaisťujeautomatické riadenie a podporu pri rozhodovaní dispečera v plnom rozsahu. Tútozmenu ČEPS realizovala v spolupráci s firmou ELEKTROSYSTEM, a.s., dodávateľomsystému.4.3.3. Funkčná charakteristika SCADA/EMSSCADA − zaisťuje zber dát z objektov ES. Ide o hodnoty diaľkového merania(veľkosť napätia, prúdu, výkonu, elektrická práca, ...). Systém zabezpečuje varovanieužívateľa pri prekročení medze dosiahnutia definovaného stavu preťaženia. Tieto dátasa ďalej ukladajú a archivujú pripadne ďalej posúvajú na počítačové spracovanie.SCADA rovnako ďalej zaisťuje vysielanie žiadaných hodnôt (napätie, činnéhovýkonu) a povelov (zopni spínač prípojnic) na objekty.Ďalšia oblasť SCADA je prezentácia výsledkov zo systému vo forme znakov, textu,grafu a farieb. Patrí sem tiež prefarbovanie prenosovej siete podľa rôznych kritérií:• podľa topologie, kedy elektricky prepojené časti sú označené rovnakou farbou –dispečer môže v sieti rozlíšiť jej izolovanú časť,• podľa napäťovej úrovne,• podľa zaťaženia vedenia v MW a v %.EMS − táto časť poskytuje nadstavbu výpočtu nad systém SCADA. Jedná sao programy pre sieťové analýzy, patri sem:• estimácia − čo je v podstate odhad stavu sústavy. Výsledky sú vstupom presimulácie,• simulačné výpočty − umožňujú spočítať výkony, prúdy a napätia v sietipo zásahu typu vypnutí vedenia a podobne.• kontingenčná analýza − bezpečnosť prevádzky sa riadi tzv. N-1 kritériom, ktoréstanoví, že i pri výpadku jedného prvku sústavy nedôjde k preťaženiu ostatnýchKatedra výkonových elektrotechnických systémov 26

Žilinská univerzita v ŽilineBakalárska prácaprvkov. Tento program zhodnotí na základe opakovaného výpočtu stavu sústavs akou bezpečnosťou je prenosová sústava prevádzkovaná.• regulácia napätia a jalového výkonu − program na základe kritéria minimálnychčinných strát a splnenie rady okrajových podmienok (medza napätia, maximálnykrok zmeny napätia v uzle, ...) stanoví optimálne napätie pre tzv. pilotné uzlysústavy. Optimálna hodnota je po odsúhlasení dispečerom vyslaná ako žiadanáhodnota do pilotného uzlu.• rekonfigurácia − program navrhne dispečerovi kroky pre zlepšenienepriaznivého stavu sústavy – napr. pri preťažení vedení.4.4. ELEKTROSYSTEM a.s.4.4.1. Charakteristika spoločnostiFirma ELEKTROSYSTEM bola založená v roku 1990 v Žiline. O rok neskôr vzniklapobočka v Brne zameraná najmä na vývojovú činnosť. Po rozdelení Československa(1993) sa firma rozdelila na dva právne subjekty ELEKTROSYSTEM, s.r.o. v Žilinea ELEKTROSYSTEM, spol. s r.o. v Brne. Oba subjekty majú jedno riadenie a spoločnústratégiu. Predmetom činnosti tejto spoločnosti je vývoj, výroba, dodávky a následnýservis dispečerských riadiacich a informačných systémov nielen pre oblasť energetiky.Hlavný produkt spoločnosti pokrýva požiadavky od malých jednoduchých aplikáciídohliadajúcich systémov rozvodní až po najrozsiahlejšie aplikácie združených systémovpre riadenie niekoľkých napäťových úrovní na rozsiahlom území. Obsahuje všetkyfunkcie SCADA, vyššie energetické funkcie, funkcie pre plánovanie, vyhodnocovanieprevádzky a ďalšie, podľa požiadaviek energetiky i súčasnej legislatívy pre riadeniejednotlivých napäťových úrovní.4.4.2. Dispečerský tréningový simulátorDispečerský tréningový simulátor (DTS) je realizovaný na báze dvoch existujúcich apoužívaných produktoch. Je to systém MODES, ktorého autorom je Ing. K. Máslo, CSc.a dispečerský riadiaci systém TRIS, produkt spoločnosti ELEKTROSYSTEM a.s.DTS je tvorený nasledujúcimi modulmi:• dynamický model elektrizačnej sústavy (DMES),• modul simulácie prenosových prostriedkov (MSPP),Katedra výkonových elektrotechnických systémov 27

Žilinská univerzita v ŽilineBakalárska práca• modul simulácie riadiacich prostriedkov (MSRP),• dynamický model dispečerského riadiaceho systému (DMDRS),• riadiaci modul DTS (RMDTS).Dynamický model elektrizačnej sústavy (DMES) − model predstavuje obraztechnológie reálneho energetického prostredia. Zahrňuje nielen vlastné energeticképrvky ale i niektoré priamo nadväzné regulačné, ochranné a doplnkové zariadenia (napr.ochrany).Modul simulácie prenosových prostriedkov (MSPP) − modul simuluje chovanietelemetrií a ostatných prenosových zariadení. Vlastnosti prideľuje hodnotámpo skupinách tak, ako je realizované ich začlenenie do smeru v reálnom systéme.Umožňuje simuláciu poruchových stavov.Modul simulácie riadiacich prostriedkov (MSRP) − modul simuluje chovanieriadiacich prostriedkov použitých v elektrizačnej sústave, ktoré nie sú zahrnutév DMES. Patrí sem napríklad riadiaci systém rozvodní a elektrární.Dynamický model dispečerského riadiaceho systému (DMDRS) − vznikol nazáklade riadiaceho systému TRIS. Výhoda tohto riešenia spočíva v tom, že DMDRSpreberá prakticky všetky komponenty z TRIS a pri jeho aktualizácii môže byťaktualizovaný rovno DMDRS.Riadiaci modul DTS (RMDTS) − modul realizuje všetky riadiace činnosti DTS.Organizuje prenosy dát, spustenie potrebných funkcií, kontrolnú činnosť, apod.Realizuje funkcie potrebné pri príprave scenárov. Dôležitou činnosťou je generácia„reálneho času“ pre pracovisko výuky a s ním súvisiace aktualizácie hodnôt modelusústavy.Katedra výkonových elektrotechnických systémov 28

Žilinská univerzita v ŽilineBakalárska prácaDynamický modelelektrizačnej sústavy(DMES)Riadiaci modulDTS(RMDTS)Modul simulácieriadiacichprostriedkov(MSRP)Modul simulácie prenosovýchprostriedkov(MSPP)Dynamický model dispečerskéhoriadiaceho systému(DMDRS)Obr. 4.3. Väzby medzi modulmi DTS4.4.3. Princíp činnosti simulátoraZ vopred zadaného scenára (súbor údajov a zásahov, pomocou ktorého sa riadiDMES tak, aby sa simulačný systém choval ako „živý systém“) je pred začiatkomsimulačného chodu nasýtený dynamický model ES parametrami a východiskovýmstavom simulácií. Rovnako tak sú nasýtené potrebnými dátami ostatné časti simulátora.Dôležitou podmienkou správnej činnosti simulátora je zhodnosť databáz modelusústavy a modelu riadiaceho dispečerského systému. Modelu musia odpovedať i ďalšiedátové štruktúry ako zobrazovacie a tlačové zostavy, parametre výpočtových funkcií, apod. Všetky dáta sú platné pre dané oblasti ES, ktorá je simulovaná (po stránkepriestorovej, napäťovej úrovne i času). Po spustení simulačného chodu sa zpripraveného scenára v predpísané časové okamžiky posielajú do dynamického modeluES a prípadne do simulátora telemetrií a riadiacich systémov energetických objektovzmeny stavu alebo chovania simulovaných objektov. V DMES sa vyhodnotia následnézmeny modelu sústavy a cez simulátory prenosových prostriedkov sa prenesú domodelu dispečerského riadiaceho systému.Katedra výkonových elektrotechnických systémov 29

Žilinská univerzita v ŽilineBakalárska prácaPodobne ako zmeny v elektrizačnej sústave sú aj v scenári zahrnuté zmeny chovaniasústavy. Tieto sa potom zhodným mechanizmom prenášajú do simulátora, kde vyvolajúsimulované poruchy prenosových telemetrických smerov alebo jednotlivých veličín.Druhým zdrojom zmien, vnášaných do modelu sú zásahy žiakov (školenýchdispečerov). Tieto zmeny sú realizované dvoma spôsobmi. Prvý spôsob je diaľkovýmpoverovaním a ovládaním. Je realizovaný prostredníctvom modelu dispečerskéhoriadiaceho systému, kde dispečer – žiak prevádza zásahy štandardnými prostriedkamiriadiaceho systému.Druhý spôsob je prostredníctvom simulácie telefónneho rozhovoru na objekt,v ktorom má byť odpovedajúci zásah realizovaný. Simulovaný hovor je v tomto prípadevedený s inštruktorom, ktorý zásah prevedie. K tomu mu slúži upravený modulriadiaceho systému rozšírený o dátové štruktúry objektov, ktoré majú byť taktoovládané. Zadanie sa týmto spôsobom prevedie na štandardný zásah a ďalej sa chovárovnako, ako zásah, vnesený do systému diaľkovým ovládaním.Oba vyššie uvedené spôsoby generujú na výstupu modelu riadiaceho systémužiadosti o realizáciu zásahu v modelu ES. Tieto zásahy sú odchytávané modulom DTS.Sú ďalej filtrované podľa toho, či idú do modelu priamo alebo cez model riadiacehosystému objektu. V druhom prípade je žiadosť najskôr poslaná na vstupodpovedajúceho modulu riadiaceho systému objektu. Tento vygeneruje buďodpovedajúci zásah pre model DMES a štandardnú odpoveď (napr. chybný signál, žeblokovacie podmienky nedovolili žiadanú manipuláciu realizovať), ktorá je rovnakoštandardným spôsobom interpretovaná obsluhe v modely riadiaceho dispečerskéhosystému. Požadované zásahy sú potom v oboch prípadoch zaradené k okamžitémuspracovaniu v DMES už popísaným spôsobom. Ako bolo už vyššie uvedení, všetkyčinnosti v module sa realizujú na základe zásahov. Zásahy predstavujú nielen priamezmeny v štruktúre ES alebo stavu ich objektov (napr. výpadok bloku, zmena odberu,skrat na vedení apod.), ale i ďalšie priamo súvisiace zmeny v ochranných, regulačnýcha ďalších pomocných objektoch (napr. nastavenie ochrany, stav regulátora, apod.).Katedra výkonových elektrotechnických systémov 30

Žilinská univerzita v ŽilineBakalárska práca5. NÁVRHY TRÉNINGU A ZLEPŠENIA DISPEČERSKYCHSCHOPNOSTÍ5.1. Riadenie elektrizačných sústav dispečermiOdborníci potvrdzujú obavy [8], že prepojené elektrizačne sústavy území Európskejúnie UCTE prevádzkované na hraniciach svojich technických možností sú omnoho„náchylnejšie“ na vznik núdzových až havarijných stavov, i keď našťastie dosiaľnedošlo k totálnemu „blackoutu“ celej sústavy UCTE a ani nijakej celej národnejsústavy. Preto dispečerské riadenie prenosu elektrickej energie sa v súčasnej dobe stávastále náročnejšou a zložitejšou záležitosťou. Dispečer má k dispozícii riadiaci systém,ktorý mu pomáha pri rozhodovaní o postupe realizácie zásahu, vedúceho k riešeniusituácií. Rozhodnutie však musí urobiť sám. Ku krízovým situáciám dochádza(našťastie) len málokedy. To však má za následok, že sa v nich dispečer často ocitá prvýraz v živote. Ako už bolo popísané v kapitole 3.3 tejto práce, k nedostatočnýmskúsenostiam sa pridáva i faktor stresu, vyplývajúci z veľkej zodpovednostiza rozhodnutia. Aby sa uvedené negatívne faktory v čo najväčšej miere eliminovali, jetreba dispečerov na riešenie kritických situácií školiť. Je však prakticky nemožné, abyškolenie pre zvládnutie kritických stavov prebiehalo na reálnom prostredí. Preto jenutné orientovať sa na dispečerský tréningový simulátor. Ten musí poskytovaťtrénovaným osobám vernú simuláciu dispečerského riadenia časti elektrizačnej sústavy.Ďalej musí umožňovať simulácie normálnych stavov i krízových situácií v elektrizačnejsústave. Simulácie sa realizujú podľa tzv. scenárov. Súčasťou scenára je program úlohpre žiaka – dispečera.Veľmi dôležitou vlastnosťou každého simulátora je užívateľské rozhranie obsluhy(žiaka). Toto by malo byť zhodné (alebo aspoň veľmi podobné) s rozhraním, ktorédispečer bude používať pri riadení sústavy. Snahou autorov simulátorov, je splniťuvedené požiadavky.TSO (Transmission system operator − dispečer prenosu) je organizácia, ktorá mázodpovednosť a právomoc realizovať v reálnom čase koordinované akcie za účelomzaistiť stálu a spoľahlivú prevádzku synchronizovaných UCTE energetických systémov[9]. Kvôli vzájomnému vplyvu je trvala koordinácia potrebná. Národné (regionálnev niektorých častiach) riadiace strediská každej krajiny alebo oblasti sú zodpovedné zatúto koordináciu na operatívnej úrovni. Riadenie energetických systémov vyžadujeúčasť veľkých skupín odborníkov s podporou nových technológii, takže treba mať naKatedra výkonových elektrotechnických systémov 31

Žilinská univerzita v ŽilineBakalárska prácapamäti, že ľudia v riadiacich strediskách sa stretávajú s rôznymi situáciami a robiarozhodnutia. Je samozrejmé, že vhodný tréning tých ľudí je rozhodujúci faktor pribezpečnosti celého energetického systému.5.2. Tréning dispečerovTréning je usporiadaná postupnosť činností navrhnutých tak, aby pripravilijednotlivcov a tímy vykonať ich pracú a udržať alebo zlepšiť ich výkon práce.UCTE definuje štandardný priebeh pre operačný tréning za účelom poskytnúťprimeranú bezpečnosť, že dispečeri si udržia a prehĺbia vedomosti a schopnostioperovať s energetickým systémom bezpečným a spoľahlivom spôsobom kedykoľveka za každých okolností. Bežný systém pre tréning operačného a kontrolného personáluumožňuje rozvoj operačnej know how v normálnych i nebezpečných energetickýchpodmienkach. To by malo byť známe a špecifikované pre každú riadiacu oblasť. UCTEnavrhuje projekt všeobecných zásad a základné požiadavky pre tréning. To je záväzokkaždej TSO na zabezpečenie vhodnej kvalifikácie personálu vysporiadať sas akýmkoľvek druhom udalostí v systéme. Tréning tiež dáva spätnú informáciuo kvalitách a schopnostiach dispečerov.Tréningový proces pozostáva zo základného programu a pokračovacieho programu.Cieľ základného programu je pripraviť personál na dispečerskú pozíciu. To poskytujeadekvátne nutnú úroveň profesionálnych vedomostí za účelom získať požadovanúkvalifikáciu. Základný program by mal trvať najmenej 6 mesiacov pre žiakov bezakýchkoľvek skúseností s energetickým operačným systémom. Hlavný cieľpokračovacieho programu je získať a upevniť dispečerské vedomosti a schopnosti.Dispečeri sú v kontakte so susednými riadiacimi oblasťami, majú dostatočnévedomosti z angličtiny a operačných termínov na prevádzanie ich úloh. Bezpečnýa hladký tok informácií v medzinárodnej oblasti zabezpečuje používanie jasnýchvýrazov za účelom okamžitého porozumenia.Všeobecný tréning môže byť zrealizovaný nasledujúcimi spôsobmi:1. Vzájomné návštevy medzi susednými TSO dispečermi. Počas vzájomnýchnávštev charakteristických pre systém a operačné obmedzenia z TSOorganizácie. Vzájomné návštevy dávajú príležitosť operátorom získať novékontakty, spoznať sa spolu na osobnej úrovni a ukázať atmosféru medzidispečermi a poskytnúť celkový pohľad na susedné siete TSO dispečerom.Katedra výkonových elektrotechnických systémov 32

Žilinská univerzita v ŽilineBakalárska práca2. Všeobecné cvičné kurzy. V týchto všeobecných kurzoch sú účastníciinformovaní o špecifických položkách, problémoch, vývoji, atď. v rozdielnychsieťach a môžu zažiť zmenu na činnosti systému v okrajoch. Tieto kurzy mieriana ten istý súbor informácii všetkým príslušným dispečerom s cieľom lepšiehoporozumenia problémov susedných systémov a zmysel existujúcich procedúrv normálnych i abnormálnych stavoch systému.3. Výmenné pobyty znamenajú návštevu susedných dispečerov pre strávenie časuzmenami na hostiacej TSO. Počas výmenného pobytu v patričnej riadiacejmiestnosti dispečeri budú zlepšovať vzájomné vedomosti od susednýchprevádzok. Výmenné pobyty majú za ciel zlepšiť výšku chápaniaa medziľudskej komunikácie medzi susednými TSO dispečermi a upevňovanievedomostí susedných TSO systémov.4. Všeobecné dispečerské tréningové simulačné cvičné stretnutia zaistia lepšiukoordináciu susedných dispečerov v normálnych i kritických stavoch. Hlavnouúlohou stretnutí pre TSO dispečerov by mal byť tréning medzi TSO poruchamis cieľom, že TSO dispečeri jednajú v stresujúcich podmienkach.5.3. Organizácia tréninguZa tréning zodpovedá manažér tréningu, ktorý: navrhuje, sleduje a aktualizuje úplnýcvičný postup. Manažér tréningu určí vhodné procedúry pre organizáciu tréningu. Tietoprocedúry zahŕňajú:− popis požadovaných vlastností dispečerov (vedomosti a schopnosti),− základný zoznam tém pre tréningový program spojený s dispečerskýmipožadovanými vlastnosťami,− procesy pre základné a pokračujúce programy obsahujúci dokumenty z teórie,záznamy, pomôcky, podpora pre žiakov, hodnotenie a kontrola platnosti a ďalšiezlepšovanie programov,− vyberanie inštruktorov a ich tréning.Základný program býva dokončený hodnotením v ktorom sú testované vedomostia schopnosti uchádzača vykonávať pracú dispečera. Toto hodnotenie vydávajúinštruktori, platný dokument putuje k vedúcemu uchádzača. Výber inštruktorov sauskutočňuje s ohľadom na ich jednotlivé úlohy a povinnosti v tréningovýchKatedra výkonových elektrotechnických systémov 33

Žilinská univerzita v ŽilineBakalárska prácaprogramoch. Inštruktori sú vybraní z vlastných (skúsení dispečeri) alebo z vonkajšíchorgánov. Tréning inštruktorov závisí na vzdelaní a predošlých skúsenostiach a prekaždého je navrhnutý individuálny tréningový program. Môže byť poskytnutý internýmipohovormi alebo pohovormi v externých organizáciách.DTS je výkonná pomôcka pre simulovanie dynamického správania prenosovéhosystému a slúži k získaniu praktických zručností dispečera. DTS môže byť umiestnenýpriamo v dispečerskom stredisku alebo v externej organizácii, kde je nezávislýsimulátor, ktorý môže byť použitý pre zmiešaný zložený tréning v mnohých oblastiach.DTS by mal obsahovať komplexnú databázu s patričnými údajmi zo susedných sietí nadostatočnej úrovni a bezpečnosti.Hlavný ciel DTS tréningu je učiť riešenie situácií, ktoré sa vyskytujú v energetickejčinnosti systému a zahrňujú:− prevádzka počas normálneho stavu,− ochrana systému proti vážnym poruchám,− obnovenie systému začínajúca po výpadku.Ako už bolo uvedené v kapitole 4.2. tejto prace, na Slovensku sa výcvikoma tréningom dispečerov zaoberá VUJE, ktorý má na to určených kvalifikovanýchpracovníkov a odpovedajúce zariadenia.Obr. 5.1. Výcvik pracovníkov vo VUJEKatedra výkonových elektrotechnických systémov 34

Žilinská univerzita v ŽilineBakalárska práca5.4. Príprava personálu v British energy a na elektrárňach v USAV prípade USA už viac ako dve desaťročia a v Británii od roku 2004 sa prípravepersonálu jadrových elektrární venuje maximálna pozornosť zo strany vrcholovéhomanažmentu spoločnosti a manažérov na jednotlivých lokalitách. Obe krajiny majúzavedený systém akreditácií tréningových programov na jednotlivých lokalitách(obdoba akreditácií našich vysokých škôl), kde len získaním resp. potvrdenímakreditácie po danom časovom období, môže elektráreň pripravovať svoj personál ateda prevádzkovať jadrovú elektráreň.V British Energy po rokoch útlmu sa od roku 2004 investovalo do tréningu asi 20mil. libier, do výstavby a zariadenia tréningových centier jadrových elektrární a dovývoja tréningových programov a učebných materiálov. V rámci rozvoja a zlepšovaniaprípravy personálu v spoločnosti sa štvornásobne zvýšil celkový počet pracovníkovv tréningu (z pôvodných cca 50 na dnešných 200). V oboch krajinách jesamozrejmosťou veľmi kvalitne vybavené tréningové centrum. Tréningové centrumnepredstavuje len široká škála špecializovaných učební s modelmi a inými učebnýmipomôckami a plnorozsahový simulátor, ale aj dielne pre praktickú prípravuelektrikárov, strojárov, pracovníkov merania a regulácie. Dobrou praxou v tréningovýchcentrách v USA, UK a v mnohých iných krajinách v Európe je tzv. Flow Loopsimulátor. Je to umelý ale funkčný technologický okruh obsahujúci všetky základnéprvky použitej technológie v konkrétnej jadrovej elektrárni – nádrže, potrubia, čerpadlá,meranie a reguláciu, silové napájanie – vrátane média, teda vody. Takéto zariadenieumožňuje prakticky trénovať pracovníkov prevádzky a údržby a pripraviť ich tak najmäv oblasti ľudského faktora na možné nástrahy reálnej technológie v elektrárni.Katedra výkonových elektrotechnických systémov 35

Žilinská univerzita v ŽilineBakalárska práca6. ZÁVERDispečerské riadenie nepatrí medzi tie ľahšie povolania, ale medzi tie najťažšie. Ajkeď dispečerská funkcia nie je fyzicky náročná, po psychickej stránke je to úplnénaopak, ako to bolo popísané v kapitolách tejto práce. Dispečer v energetike zodpovedáza operatívne riadenie sústavy, spoľahlivý prenos a dodávku v PS.Pri poruchovom stave lokalizuje poruchové miesto, zisťuje rozsah a dopady nazásobovanie odberateľov, na výrobu elektriny a zahraničné prenosy. Rieši obnoveniedodávky a výroby elektriny a zahraničné prenosy tak, aby prerušenie dodávky alebovýroby bolo čo najkratšie. Čiže aby toto zabezpečili v čo najkratšom čase je potrebnévynaložiť určitú energiu a k tomu sa dostaví ešte množstvo iných nepriaznivýchfaktorov.Do podobnej situácie sa môžu dostať nielen dispečeri v energetike ale aj ostanýchodvetviach ako sú napríklad letoví dispečeri alebo dispečeri v doprave a mnohí ďalší,kedy musia robiť rozhodnutia v čo najkratšom čase. Z týchto dôvodov sa na tréninga prípravu dispečerov sústreďuje veľká pozornosť. Vždy je lepšie problémompredchádzať ako ich potom riešiť, aj keď nie vždy je to možné.Táto problematika dispečerského riadenia bola pre mňa zaujímavá, nakoľko som sapočas vypracovania bakalárskej práce stretol s viacerými novými informáciami, vďakaktorým som sa hlbšie dostal do danej problematiky a získal nové poznatky.Katedra výkonových elektrotechnických systémov 36

Žilinská univerzita v ŽilineBakalárska prácaLITERATÚRA[1] Dispečerský poriadok na riadenie elektrizačnej sústavy Slovenskej republiky,Slovenska elektrizačná prenosová sústava, Bratislava, 2009[2] Vývoj dispečerského riadenia elektrizačnej sústavy Slovenska,http://www.sepsas.sk/seps/DispVyvRiad.asp?kod=53, 2009[3] Špaček, L.: Vnútorné a vonkajšie podmienky spoľahlivosti dispečera krajskéhoenergetického dispečingu, Výskumný ústav energetický Praha, 1985[4] Medzinárodná spolupráca, http://www.sepsas.sk/seps/DispMedzinar.asp?kod=59,2009[5] Technické podmienky pre pripojenie, prístup a prevádzkovanie prenosovej sústavy,http://www.sepsas.sk/seps/Dokumenty/TechnickePodmienky/TP_DokumentD.pdf,2009[6] VUJE, http://www.vuje.sk/userdata/download/vuje_vz2005_sk.pdf, 2009[7] Rusín, T.: Nový dispečersky riadiaci systém ČEPS, Poděbrady, 2008[8] Neuman, P.: Trenažéry a školící strediska, Simulace a dynamické modelováníenergetických systému a procesů, prednáška: Dynamické modely vhodné prosimulaci elektrizační soustavy ve stavech blízkých kritickým pro analýzu i tréninkdispečerů, ČEPS, a.s. Elektrárenská 774/2, 10152 Praha 10, 2007[9] Policy 8: Operational Training, UCTE, 2008[10] Petružela, I.: Význam myšlenkových modelů pro snížení výskytu poruch při řízeníelektrizační soustavy, Poděbrady, 2008[11] Pelikán, E.: Simulace a dynamické modelování energetických systémů a procesů.Trenažéry, prednáška: Regionální předpověď počasí a její využití v energetickémsektoru, Ústav informatiky AV ČR, Pod Vodárenskou veží 2, 18707 Praha 8, 2008[12] Smrž, J.: Dispečerský tréninkový simulátor, Elektrosystem a.s., Bratislavská863/53, 602 00 Brno, 2008[13] Slovenská energetika, http://www.seas.sk/_cms_/_files/2335/se_01_09.pdf, 2009Katedra výkonových elektrotechnických systémov 37

Žilinská univerzita v ŽilineBakalárska prácaČESTNÉ PREHLÁSENIEPrehlasujem, že som zadanú bakalársku prácu vypracoval samostatne, pod odbornýmvedením vedúceho bakalárskej práce doc. Ing. Milana Nováka, PhD., konzultanta Ing.Rastislava Šmidoviča a použil som literatúru uvedenú v práci.V Žiline dňa ........................... podpis ..............................Katedra výkonových elektrotechnických systémov 38