Przykład kompaktowego systemu SPRECON-E-T3 do zarządzania zasilaniem

Najwyższy poziom stabilności sieci i bezpieczeństwa IT dzięki inteligentnej automatyce

W przeszłości dominowały sieci energetyczne zasilane centralnie. Obecne trendy...

W przeszłości dominowały sieci energetyczne zasilane centralnie. Obecne trendy zmierzają w kierunku integracji rozproszonych dostawców energii wykorzystujących odnawialne źródła energii, takie jak farmy słoneczne, farmy wiatrowe i biogazownie.

Wzrost znaczenia odnawialnych źródeł energii prowadzi do zwiększenia liczby zakładów energetycznych, które integrują rozproszonych dostawców energii z różnych źródeł. Występowanie wzmożonego obciążenia w różnych punktach sieci i o różnych porach wymaga ciągłego kontrolowania informacji o stanie i obciążeniu wszystkich elementów sieci, tj. dostawców, konsumentów i stacji transformatorowych.  Wszystkie istotne dane muszą być zapisywane i przetwarzane w czasie rzeczywistym. Aby osiągnąć optymalny poziom obciążenia, sieci teleinformatyczne muszą współpracować z inteligentnymi systemami automatyki.

Sprecher Automation oferuje innowacyjną, ekonomiczną platformę SPRECON o modułowej budowie, do automatyki i zabezpieczania urządzeń po stronie pierwotnej. Oprócz tradycyjnych zastosowań w obszarze automatyki stacyjnej, zabezpieczeń, telemechaniki i systemów SCADA, Sprecher Automation dostarcza nowoczesne i zaawansowane rozwiązania automatyki dla stale rosnącego obszaru dystrybucji, ze szczególnym uwzględnieniem bezpieczeństwa i stabilności obsługi sieci. Dotyczy to szczególnie rozwiązań automatyki dla rozdzielni i stacji transformatorowych (inteligentnych stacji energetycznych), a także zarządzania zasilaniem dla dostawców energii odnawialnej.

W kwestii bezpieczeństwa IT, systemy SPRECON, a także wszystkie powiązane z nimi procedury obowiązujące w firmie Sprecher Automation, zostały już przygotowane, aby mogły sprostać szczególnym wymaganiom. Dotyczy to zwłaszcza rynku niemieckiego,  gdzie sieci i procesy są gotowe do certyfikacji przez Niemiecką Agencję Federalną ds. Energetyki, Gazownictwa, Telekomunikacji, Poczty i Kolei (Dział Bezpieczeństwo IT, zgodnie z § 11, artykuł 1a niemieckiej ustawy o gospodarce energetycznej). W urządzeniach SPRECON zastosowano już następujące funkcje systemów zarządzania bezpieczeństwem informacji:

  • Szyfrowanie wszystkich komunikatów Ethernetowych bezpośrednio przez urządzenie (interfejsy procesów i serwisowe)
  • Dostęp do internetu poprzez zintegrowany web server zgodnie z Projektem Bezpieczeństwa Otwartych Aplikacji Sieciowych (OWASP)
  • Domyślnie nieaktywny web serwer (aktywowany zdalnie poprzez SCADA)
  • Hasła użytkowników/administratorów zgodne z odpowiednimi standardami (np. określonymi przez niemiecki urząd federalny ds. bezpieczeństwa informatycznego)
  • Zintegrowany firewall


Inteligentne stacje energetyczne

Inteligentne stacje energetyczne umożliwiają rozwój zdecentralizowanych systemów zasilania i są warunkiem sprostania przyszłym standardom jakości dostaw. Systemy sterowania SPRECON gromadzą wszystkie dane dotyczące sieci energetycznych niezbędne do sterowania. Aby sprostać wymaganiom prawnym i funkcjonalnym, systemy automatyki SPRECON mogą być rozbudowywane o kolejne moduły. Ponadto, urządzenia te umożliwiają podłączenie czujników o niskiej mocy do oszczędnego pomiaru parametrów sieci.

Korzyści dla operatorów sieci:

  • Gromadzenie wszystkich istotnych danych i sterowanie siecią za pomocą kompaktowych sterowników modułowych SPRECON-E-T3 z wbudowanymi protokołami zabezpieczeń sieciowych  IPsec/Open-VPN
  • Nadzór nad konkretnymi dostawcami, odbiorcami i centrami logistycznymi
  • Decentralizacja zadań zarządzania w celu odciążenia centralnego systemu SCADA

SPRECON-E-T3 obsługuje wszystkie istotne protokoły IEC oraz różne systemy transmisji danych, takie jak GPRS czy DSL. Ponadto, SPRECON-E-T3 pełni również rolę gatewaya dla podległych lub zewnętrznych układów (np. przez Modbus). Jego głównymi zaletami są:

Funkcje telemechaniki do gromadzenia danych sieciowych, sterowania sieciami niskiej i średniej mocy oraz sterowania transformatorami

  • Zbieranie sygnałów, komend i pomiarów (cyfrowo i analogowo, dopuszczalnie do 8 modułów)
  • Bezpieczeństwo IT: szyfrowanie danych bezpośrednio przez kartę CPU urządzenia
  • Wbudowany web serwer jako portal informacyjny dla operatora sieci
  • Podłączenie do panelu sterowniczego SPRECON-CP do obsługi lokalnej
  • Wbudowany sterownik PLC do funkcji automatyki
  • Obsługa karty SD do szybkiej wymiany moduów i lokalnej archiwizacji
  • Monitoring sieci trójfazowej (prąd, napięcie, kierunek przepływu obciążenia B lub A, P, Q, cos Φ, częstotliwość, funkcja wskaźnika średnich, detekcja kierunków zwarć i doziemień itd.)

Ponadto urządzenia te umożliwiają podłączenie zdalnie odczytywanych inteligentnych liczników różnych producentów.

Systemy SPRECON mogą być obsługiwane zdalnie i dzięki funkcji zdalnego odbioru szczególnie sprawdzają się przy realizacji dużych projektów.

 

Zatwierdzone rozwiązania automatyki dla znanych operatorów

Operator sieci w Turyngii (Niemcy), ʺThüringer Energienetze GmbH (TEN)ʺ, na swoich stacjach korzysta ze znormalizowanych szaf z zasilaniem rezerwowym, standardowych wtyków Hartinga (aby umożliwić obsługę każdej szafy telemechaniki na wszystkich stacjach), interfejsu Modbus do podłączenia przekładników pomiarowych, a także modemu GPRS. Wszystkie urządzenia automatyki zostały dostosowane do tych specyficznych stacji, z których każda składa się z czterech pól odpływowych i jednego transformatorowego. Parametryzacja urządzeń SPREECON-E-T3 jest również standaryzowana, ale łatwo można je dostosować do lokalnych warunków (np. w zakresie zbierania pomiarów z przekładników pomiarowych podłączonych przez Modbus). Na tych stacjach urządzenia SPRECON-E-T3 monitorują sieci dystrybucji, sterują aparatami łączeniowymi i transmitują sygnały, a także zbierają dane pomiarowe i określone, pojedyncze sygnały z szaf średniego napięcia.

Ponad 50 stacji należących do TEN zostało już wyposażonych w tego typu sterowniki SPRECON.

 

Schemat inteligentnej sieci średniego/niskiego napięcia z automatyką i zabezpieczeniami SPRECON (SPRECON-E-T3 i SPRECON-E-P D6)

 

Zarządzanie zasilaniem

W TEN w wielu przypadkach SPRECON został użyty do zarządzania zasilaniem. Niedawno Sprecher Automation został zaproszony do realizacji  projektu setnej stacji zasilania w obszarze działań spółki TEN.

Wielkim wyzwaniem w trakcie adaptacji lokalnych sieci jest sprostanie wysokim wymogom technicznym spółki TEN wobec dostawców i zgodność z przepisami niemieckiego prawa dotyczącego energii odnawialnej (Erneuerbare-Energien-Gesetz, EEG), a także pokonanie różnic konstrukcyjnych pomiędzy stacjami.

Oprócz kompaktowych rozwiązań SPRECON-E-T3 do redukcji mocy i pomiaru wydajności dostawców, Sprecher Automation oferuje również rozwiązanie typu „one-box” z wbudowanym zabezpieczeniem QV (PRECON-E-P D6). Specjalnie dla TEN, urządzenia te zastosowano przy produkcji mocy powyżej 1250 kVA. Do wykonania takich zadań zwykle stosuje się dwa oddzielne urządzenia, natomiast SPRECON-E-P D6 łączy wszystkie konieczne funkcje zabezpieczeniowe i sterownicze (np. sterowanie dostawami mocy) w jednym urządzeniu.

Kolejnym wyzwaniem związanym z warunkami środowiskowymi jest, z jednej strony, układ przestrzenny przyłącza zakładu, a z drugiej strony jednostka zasilająca (falowniki fotowoltaiczne, sterownik farmy wiatrowej czy jednostki kogeneracji). Duże odległości pomiędzy komponentami sieci wymuszają szeroką decentralizację urządzeń po stronie wtórnej i komunikację poprzez Modbus. Komunikacja z nadrzędnym systemem SCADA firmy TEN odbywa się po protokole IEC 60870-5-104 poprzez GPRS, DSL lub bezpośrednio poprzez LAN. Transmitowane przez VPN dane są tutaj oczywiście szyfrowane.

Sprecher Automation już od kilku lat realizuje nowoczesne projekty dostarczając wysokowydajne systemy sieci inteligentnych dla różnych operatorów. Wiele znanych miejskich zakładów komunalnych - w tym DEW21, zakłady energetyczne w Mössingen, Gunzenhausen, Haltern am See i Mosbach (Niemcy) - opiera się na uznanej na rynkach zagranicznych platformie SPRECON firmy Sprecher Automation.

Nasza firma oferuje szeroko skalowalny system wizualizacji procesów SPRECON-V460 do centralnego sterowania i nadzoru. SPRECON-V460 cechuje mnogość funkcji i możliwości zastosowań, uzyskana za pomocą spójnej integracji międzynarodowych standardów i technologii, dzięki efektom synergii pomiędzy energetyką a zastosowaniami przemysłowymi, a także dzięki ciągłemu rozwojowi systemu wizualizacji procesów. SPRECON-V460 znajduje szerokie zastosowanie, od lokalnych stacji sterowniczych HMI, po redundantne, wielopoziomowe systemy SCADA dla łączonych sieci energetycznych.

SPRECON-V460 działa już pomiędzy różnymi zakładami w zakresie dystrybucji energii.

We współpracy z Fraunhofer IOSB (oddział firmy AST), Sprecher Automation dostarcza dodatkowy pakiet w postaci systemu zarządzania siecią do sterowania zasilaniem i obciążeniem. Standardowe interfejsy systemu zarządzania siecią pozwalają na łatwe włączenie w istniejące struktury IT operatorów sieci (zdalny odczyt liczników, rozliczenia, SCADA itp.).

W przypadku Niemiec, system zarządzania siecią spełnia wszelkie wymogi regulacyjne Federalnej Agencji ds. Sieci Elektrycznych, Gazowych, Telekomunikacji, Poczty i Kolei oraz Niemieckiego Stowarzyszenia Przemysłu Energetycznego i Wodnego.

Znacząco wzrasta popyt na kompleksowe i dokładne dane dotyczące komponentów sieci inteligentnych. Poprzez optymalizację wykorzystania istniejących sieci, a także minimalizację redukcji wymaganej mocy, systemy SPRECON zapewniają wysoką wydajność i efektywność funkcjonowania sieci dystrybucji.

 

 

bgContainerEnde