Zarządzanie rozproszonymi źródłami energii

Zapotrzebowanie energetyczne polskich odbiorców stale rośnie, co wymaga od dostawców inwestowania w jej wytwarzanie zarówno za pomocą źródeł standardowych, jak i (pomimo szeregu ograniczeń) coraz bardziej popularnych na świecie odnawialnych źródeł energii (OZE) takich jak energia wiatrowa, słoneczna czy z biomasy, produkowana także przez odbiorców indywidualnych.

Przyłączanie do sieci takich prosumentów zmienia jej charakter na rozproszony i stawia dostawcy energii nowe wyzwania w zarządzaniu siecią dystrybucyjną i przesyłową. Utrzymanie odpowiedniego poziomu napięcia oraz częstotliwości staje się coraz trudniejsze chociażby ze względu na konieczność stabilizacji mocy w zależności od rodzaju źródła energii (wiatrowa, solarna itp.). Wymusza to rozwój infrastruktury, który wymaga odpowiednich narzędzi do pomiaru, zbierania i zarządzania danymi, zwłaszcza w przypadku dużej ich ilości oraz rozproszenia.

Oprogramowanie SCADA PcVue francuskiej firmy ARC Informatique umożliwia nadzór dowolnej elektrowni i rozdzielni energetycznej, poczynając od prostych generatorów po dużej skali linie przesyłowe. Co istotne, jest ono wykorzystywane m.in. w branży energii odnawialnej do administrowania siecią elektrowni wiatrowych w USA, które są zarządzane przez firmę Iberdrola Renewables (o czym pisaliśmy kilka numerów temu).

PcVue jest dostosowane do sprawnego zarządzania procesami wytwarzania energii m.in. dzięki wbudowanym protokołom dystrybucji elektrycznej (IEC 61850, IEC 60870-5-104, DNP3, Modbus TCP/IP, itd.) oraz wbudowanemu protokołowi TPS (Time Stamped Protocol).

Oprogramowanie obsługuje bardzo szeroki zakres standardów komunikacyjnych, w tym wbudowanych sterowników przeznaczonych do wytwarzania energii, T&D, oraz systemów energetycznych. W przypadku omawianej branży istotną, wbudowaną funkcją są GEO Mapy oraz system GIS (Geographic Information System), niezbędny do zarządzania obiektami rozproszonymi na dużym terytorium.

System SCADA umożliwia symulowanie zachowania sieci i przewidywanie możliwych scenariuszy. Dzięki funkcji archiwizowania i raportowania (poprzez serwer SQL) diagnostyka w przypadku awarii sieci jest szybsza i łatwiejsza do przeprowadzenia. Co ważne architektura systemu może być redundantna, dzięki czemu zapewnia stałą dostępność, możliwość pozyskiwania danych i backupu.

PcVue ma zaawansowany system ochrony dostępu, umożliwiający przypisanie indywidualnych uprawnień dla każdego użytkownika. Oprogramowanie może być obsługiwane za pomocą urządzeń mobilnych, dzięki czemu możliwy jest dostęp do danych z poziomu smartfona czy tabletu (tylko z systemem Windows).

Możliwa jest również konfiguracja w trybie online, dzięki czemu można zmieniać parametry bez przerywania pracy systemu. Dzięki trzem funkcjonalnym narzędziom: Application Architect (do tworzenia szablonów), Application Exporter (konfiguracja i diagnostyka) oraz Smart Generator (import danych ze źródeł zewnętrznych np. programów PLC czy oprogramowania CAD) czas konfigurowania aplikacji można skrócić do niezbędnego minimum.

Interfejs użytkownika jest niezwykle wydajny i intuicyjny - zawiera wszystko to, co jest potrzebne do projektowania i wyświetlania grafiki procesów w danej aplikacji. Środowisko ma wbudowane animacje oraz przeglądarki, biblioteki obiektów (w tym obiekty dla środowiska dystrybucji energii elektrycznej jak przełączniki, wyłączniki automatyczne, itp.), co umożliwia szybki i łatwy rozwój projektu za pomocą konfiguracji on-line.

Wiele animowanych ikon oraz wyskakujących okienek, ograniczających ryzyko zasłaniania ważnych informacji, zapewnia uproszczony widok - ważny dla operatora. Użytkownik ma możliwość kolorowania obiektów oraz magistrali, dzięki czemu uzyskuje przejrzystą informację o statusie danych połączeń i linii energetycznych. Funkcja tworzenia szablonów treści oraz akcji nawiązujących do animacji graficznego interfejsu użytkownika (GUI) pozwala uzyskać spójny układ graficzny.

System SCADA PcVue pozwala na ciągłe monitorowanie wydajności sieci i poszczególnych linii, a w przypadku podłączenia do sieci odpowiednich urządzeń pomiarowych zbieranie informacji np. o zmieniających się warunkach pogodowych, co pozwala m.in. na ostrzeganie pracowników wykonujących zadania na otwartym terenie przed zbliżającym się zagrożeniem.

SCADA PcVue wyposażona jest w funkcję alarmów i powiadamiania np. za pomocą maila czy SMS-A, dzięki czemu użytkownik nie musi przez cały czas śledzić parametrów sieci. Operator ma możliwość filtrowania, przeszukiwania i sortowania alarmów po statusie, poziomach i/lub atrybutach - modyfikowalne online, a przeglądanie alarmów jest konfigurowalne. Funkcje te ułatwiają analizę i podejmowanie decyzji przez operatora.

Zastosowanie odpowiednich urządzeń pomiarowych oraz informatycznych systemów monitorujących i zarządzających pozwala przeprowadzać kontrolę jakościową parametrów energii elektrycznej. Umożliwia to proste i szybkie reagowanie na stany awaryjne występujące w systemie zasilającym. Monitorowanie poszczególnych działów, rozdzielni oraz odbiorców (w przypadku zastosowania nowoczesnych liczników wyposażonych w niezbędne czujniki i kontrolery) sprawia, że praktycznie zaraz po wystąpieniu nieprawidłowości można zlokalizować ich przyczynę.

W dłuższej perspektywie modernizacja infrastruktury energetycznej powinna zmierzać do utworzenia inteligentnych sieci energetycznych, które pozwolą integrować zachowanie i działanie wszystkich podłączonych do niej użytkowników (wytwórców, konsumentów i prosumentów). Co w efekcie umożliwi stworzenie systemu energetycznego, charakteryzującego się niskim poziomem strat oraz wysoką jakością i bezpieczeństwem. Kiedy nasze sieci energetyczne staną się inteligentne nie sposób przewidzieć, jednak inwestowanie w odpowiednie narzędzia do ich modernizacji z pewnością przybliży nas do tego celu.

P.P.H. WObit E.K.J. Ober s.c.
www.wobit.com.pl