24
PowerWorld Trainer: PowerWorld Trainer: MultiUser Operations Training Simulator Trainers’ Workshop Reception July 26 2012 July 26, 2012 Scott R. Dahman, P.E. 2001 South First Street [email protected] http://www.powerworld.com Champaign, Illinois 61820 +1 (217) 384.6330

PowerWorld Trainer · 132kV B Bus 4412 4422 Total Tx 4432 4442 TRE41A/X TRE96P3 TRE41B/X TRE9644 TRE4015-TRE4016 TRE41A/Y TRE4733 TRE41B/Z TRE9633 TRE9632 TRE4025-TRE4026 TRE4413

  • Upload
    others

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

  • PowerWorld Trainer:PowerWorld Trainer:Multi‐User Operations Training Simulator

    Trainers’ Workshop Reception

    July 26 2012July 26, 2012

    Scott R. Dahman, P.E.2001 South First [email protected]://www.powerworld.com

    Champaign, Illinois  61820+1 (217) 384.6330

  • PowerWorld Products

    • PowerWorld Simulator• PowerWorld Simulator– Analysis and visualization– Power flow, contingency analysis, available transfer , g y y ,capability, voltage stability, transient stability, geomagnetically induced current, optimal power flow (LMP markets)markets)

    • PowerWorld Retriever– Real‐time visualization for the control room– Integration with PowerWorld Simulator and analysis tools

    • OPS‐X: simulation training modules for NERC System O t C tifi ti i tOperator Certification requirement

    • PowerWorld Trainer: New simulation platform for multi‐user operations training

    2© 2012 PowerWorld CorporationPowerWorld Trainer

    user operations training

  • PowerWorld Trainer Highlightsg g

    • Uses PowerWorld’s industry‐leading user interface and• Uses PowerWorld s industry‐leading user interface and visualization platform

    • Easy to customize for company‐specific training requirements. PowerWorld Trainer supports:– multiple one‐line diagrams and graphical system representations– full breaker topology ‐ use the actual EMS system model not afull breaker topology  use the actual EMS system model, not a 

    planning equivalent– customizable monitors and alarms

    conditional remedial action schemes (RAS)– conditional remedial action schemes (RAS)– multiple simultaneous participants: transmission operators, 

    generation dispatchers, etc.• Instructor may pre‐program a sequence of events to which students 

    must respond, or participate alongside operators

    3© 2012 PowerWorld CorporationPowerWorld Trainer

  • PowerWorld Trainer Client

    4© 2012 PowerWorld CorporationPowerWorld Trainer

  • Customizable Diagramsg

    Taree (TRE)Taree (TRE)96P 963

    No3

    Norm

    Pt Mquarie Stroud Tomago330 964

    TRE96P2

    TRE96P1

    TRE9642

    TRE9641

    TRE4732 TRE9631

    PMQ9641 TGO98A2

    20.0 Mvar

    21.6 Mvar

    137.06 KV 57.40 MVA 26.82 Mvar 50.75 MW

    139.03 KV 99.50 MVA 38.33 Mvar 91.82 MW

    137.06 KV 81.20 MVA 23.78 Mvar

    75.22 MWTOM1329631TOM1329631

    964296P2 4732 9632

    Section XSection Y

    Section ZSec Y

    132kV A Bus

    132kV B Bus

    4412 4422 4432 4442Total Tx

    TRE41A/X

    TRE96P3

    TRE41B/X

    TRE9642

    TRE9644

    TRE4015-TRE4016

    TRE41A/Y

    TRE4733

    TRE41B/Z

    TRE9633

    TRE9632

    TRE4025-TRE4026

    TRE4413

    137.06 kV

    137.06 kV

    137.06 kV

    137.06 kVTRE4423 TRE4433 TRE4443

    4412 4422

    No1 No2No3 No4

    4432 4442

    2412 2422 2722

    No2 No4

    3742

    No5

    3432 3442 3752

    Norm NormNorm

    Total Tx

    TRENO1STR

    TRE4412

    TRE2412

    4

    TRENO2STR

    TRE4422

    TRE2422 TRE2722

    4

    TRENO3STR

    TRE4432

    TRE3432

    TRENO4STR

    TRE4442

    TRE3442TRE3742 TRE3752

    5 5

    7.2 Mvar

    7.6 Mvar

    9.5 Mvar

    10.3 Mvar

    9.5 Mvar

    10.3 Mvar

    20 MVA -1 Mvar 20 MW 21 MW

    0 Mvar 21 MVA

    29 MW 2 Mvar 29 MVA

    29 MW 2 Mvar 29 MVA

    99 .51 MW -7.04 Mvar 99 .78 MVA

    2412 2422 2722

    33kVBus

    2712 12

    2112

    32 2822 52

    Sec 1 Sec 2

    33kVBus

    66kVBus

    3742

    8612 3812 86228682

    3102

    8632 8672

    3432 3442 3752

    Sec 2Sec 166kVBus

    Norm

    7G22

    TRE21/1

    TRE2413

    33.92 kV

    TRE13

    TRE12

    TRE11

    TRE2713

    TRE2712

    TRE21/2TRE2118

    TRE2423

    TRE33

    TRE32

    TRE31

    TRE2823

    TRE2822

    TRE2821

    TRE53

    TRE52

    TRE51

    33.92 kVTRE2723

    TRE31/1 TRE31/2TRE3107-TRE3102

    TRE3108

    TRE3433 TRE3443

    68.74 kV 68.74 kV

    TRE8613

    TRE8611

    TRE3813

    TRE3811

    TRE8623

    TRE8622

    TRE8621

    TRE8683

    TRE8682

    TRE8681

    TRE8633

    TRE8632

    TRE8631

    TRE8673

    TRE8672

    TRE8671

    TRE3753

    TRE7G23

    TRE7G22

    TRE7G21

    No1 No3COUNCIL

    No4 No5 861Spare866

    862Forster

    868 863 867No1

    7G2

    TT

    Kew

    John's RiverBohnock

    Whitbread Whitbread FailfordHarrington Kanangra DriveT

    Kanangra Drive

    Bootawa Wingham

    16 MW -4 Mvar

    12 MW -3 Mvar

    16 MW -4 Mvar

    5 MW -1 Mvar

    10 MW 5 MW -1 Mvar

    10 MW -2 Mvar

    10 MW -2 Mvar

    9 MW 1 Mvar

    6.8 Mvar

    0.0 Mvar -3 Mvar

    CEHR45010

    0 MW 0 Mvar

    5© 2012 PowerWorld CorporationPowerWorld Trainer

  • System‐Wide Viewy

    6© 2012 PowerWorld CorporationPowerWorld Trainer

  • Integrated Topology Processingg p gy g

    EMS systems use a Planners use a Consolidated‐EMS systems use a Full‐Topology Model

    Planners use a Consolidated‐Topology Model

    PowerWorld Trainer can use BothPowerWorld Trainer can use Both

    SuperBus

    7© 2012 PowerWorld CorporationPowerWorld Trainer

  • Monitors and Alarms

    • Can be configured and sent from server• Can be configured and sent from server• Monitors work like filters

    – Users can specify a type of device to monitor and a condition on a particular field (e.g. Bus voltage > 1.08 pu)pu)

    – To make the alarms more decipherable, it is also possible to create a description of the alarm based onpossible to create a description of the alarm based on various model fields (e.g. Bus Name, Label, Nominal kV)

    • When the monitor condition is met, an alarm is generated

    8© 2012 PowerWorld CorporationPowerWorld Trainer

    g

  • Monitors and Alarms

    Monitors: show what is being monitored and the filters gthat define limits

    Alarms: show devices that violate those limits

    9© 2012 PowerWorld CorporationPowerWorld Trainer

  • How Trainer Works

    • Architecture• Architecture– Trainer Server– Trainer Client

    • Using Trainerg– Develop Training Content– Server SetupServer Setup– Client Setup

    • Operation• Operation • Demo

    10© 2012 PowerWorld CorporationPowerWorld Trainer

  • Trainer Architecture

    Traditional operator training platform does computation on the server and passes full system state; PowerWorld Trainer approach uses less network

    11© 2012 PowerWorld CorporationPowerWorld Trainer

    passes full system state; PowerWorld Trainer approach uses less network bandwidth

  • Trainer Architecture

    E h li t i t i it d l f th• Each client maintains its own model of the power system

    • To avoid every client having a different state, the server managesthe server manages– Starting point– Solution options– Changes that affect system state (e.g., opening lines, changing generator outputs, …)

    12© 2012 PowerWorld CorporationPowerWorld Trainer

  • Event Processingg

    13© 2012 PowerWorld CorporationPowerWorld Trainer

  • Event Processingg

    Commands are issued as inCommands are issued as in EMS environment1. Click on device1. Click on device2. Request action3. Confirm action3. Confirm action4. Message broadcast to all clients in Trainer Logclients in Trainer Log

    14© 2012 PowerWorld CorporationPowerWorld Trainer

  • Trainer ServerConfigure files to send to each Client

    Connected Clients tab has a list of the Clients that are connected and information b t h (B ild D t d C tabout each one (Build Date and Computer Name are not populated until GetBuildDate Command is sent)

    Server Log contains a list of commands 

    15© 2012 PowerWorld CorporationPowerWorld Trainer

    gThat have been sent and received

  • Trainer Server

    D i d t b i l ibl• Designed to be as simple as possible– Server has no knowledge of system state– Every client is treated the same

    • Primary function is to send model and solution• Primary function is to send model and solution options and forward commands

    • Several options and commands have been added to support logging, recovery from errors, pp gg g, y ,and scripted behavior

    16© 2012 PowerWorld CorporationPowerWorld Trainer

  • Trainer Client

    Th T i Cli t i t i d d i f• The Trainer Client is a stripped‐down version of PowerWorld Simulator– Only the Trainer ribbon is available, which contains mostly one‐line diagram functionsy g

    – Commands that can potentially change the state have been disabledhave been disabled

    • Cannot load aux files or change values through dialogs or the Model Explorerthe Model Explorer

    – All changes are made through a dialog that forwards the changes to all clients via the server

    17© 2012 PowerWorld CorporationPowerWorld Trainer

    forwards the changes to all clients via the server

  • Developing Training Content

    • Develop training scenarios or exercises in PowerWorld

    p g g

    • Develop training scenarios or exercises in PowerWorld Simulator and/or Retriever – Models, cases (pwb): may use topology processing for node‐

    b k d lbreaker models– One‐line diagrams (pwd)

    • Multiple one‐lines may be used• Supports contouring, saved views, layers, dynamic formatting, emphasis filter, one‐line links, and other features

    – Auxiliary files (aux): simulation options, contingencies, alarms ( i i l l)(setup in Retriever Control Panel)

    – Time Step Simulation (tsb): schedule events to happen at a certain time during training simulation

    • Instructor may also participate on a Trainer Client alongside trainees: manually force outages or sabotage the system

    18© 2012 PowerWorld CorporationPowerWorld Trainer

  • Time Step Simulation

    F t h t ti d

    p

    • Footer shows current time and progress through simulation

    19© 2012 PowerWorld CorporationPowerWorld Trainer

  • Server Setup

    R S

    p

    • Run Server program • Choose files to send 

    – At a minimum the case and options files should be sent• Check server configuration optionsCheck server configuration options• Start server, wait for clients to connect• After all of the clients have connected

    – Send GetBuildDate command– If the build dates are the same, send the files; the “Send all files” commands sends all the selected files

    20© 2012 PowerWorld CorporationPowerWorld Trainer

  • Trainer Client Setup

    St t th T i

    p

    • Start the Trainer program• Configure the Trainer client optionsg p

    – Set the server address and port number to match the server configurationthe server configuration

    – Set the working directory (this is where the files from the server will be stored)from the server will be stored)

    21© 2012 PowerWorld CorporationPowerWorld Trainer

  • Server/Client Configuration

    • Server

    / g

    • Server – Manages starting point– Manages solution options– Manages solution options– Manages changes that affect system state

    • ClientClient – Maintains own model of system– Only certain changes made through special dialogsOnly certain changes made through special dialogs (branch status, generator outputs, generator AVR, etc.)

    – Receives changes made by other clients through the server

    – Monitors and Alarms: Monitor a specific device and field and log (Alarm) when it meets this condition

    22© 2012 PowerWorld CorporationPowerWorld Trainer

    field and log (Alarm) when it meets this condition 

  • Server Operation

    D i th t i i i l ti th

    p

    • During the training simulation, the server may be used to:– Log events– Automatically save system statesAutomatically save system states– Restore the simulation in the event of a blackout or failurefailure

    23© 2012 PowerWorld CorporationPowerWorld Trainer

  • Client Operation

    • Files are sent from the server to each client to establish a

    p

    • Files are sent from the server to each client to establish a common training scenario

    • When a participant interacts with the system (e.g. opens a )circuit breaker)

    – a command is sent from the participant’s client to the server– the server broadcasts the command to all clients andthe server broadcasts the command to all clients, and– the power flow is solved on each client

    • Commands are stored in a buffer queue so they will be li d i h dapplied in the proper order

    • If there are multiple commands in the buffer queue, several may be applied together before the power flow is solved (tomay be applied together before the power flow is solved (to enhance program speed, as solving the power flow takes much more time than applying a command)

    24© 2012 PowerWorld CorporationPowerWorld Trainer