Na rynku energetycznym zachodzą zmiany – pojawia się coraz więcej instalacji OZE, wzrasta liczba prosumentów, zmieniają się zachowania konsumentów, rosną wymagania dotyczące niezawodności sieci i jej zdalnego przekonfigurowania. A to wszystko wymusza poszukiwanie i wdrażanie rozwiązań umożliwiających zarządzanie, monitorowanie i sterowanie stacjami energetycznymi SN/nN.
WAGO wraz z partnerami przygotowało aplikację inteligentnej stacji energetycznej, zapewniającej pełny monitoring wszystkich istotnych parametrów pracy stacji z możliwością zdalnego sterowania napędami odłączników SN, zdalną regulacją zaczepów na transformatorze oraz wizualizacją stanu pracy rozłączników nN w czasie rzeczywistym. Głównym elementem jest sterownik WAGO, który pozwala na zarządzanie, monitoring i zdalne sterowanie stacją poprzez:
- wizualizacje i sterownie zespołem wyłącznikowym
- pomiary prądów, napięć, częstotliwości,
- funkcje zabezpieczeniowe z sygnalizacją odczyt oraz transmisję danych kart pomiarowych WAGO-I/O-SYSTEM,
- komunikację z systemami SCADA (m.in. w protokołach DNP3.0, IEC60870-5-101//103//104, IEC61850 poprzez łączność GPRS/GSM),
- kontrolę kierunku przepływu energii elektrycznej poprzez zdalną, podobciążeniową regulację zaczepów na transformatorze,
- kontrolę dostępu do obiektów energetycznych,
- zdalną parametryzację oraz wymianę oprogramowania poprzez serwer WWW.
Rys. 1. SMART stacja energetyczna
WAGO-I/O-SYSTEM 750
Sterownik WAGO opiera się na modularnym WAGO-I/O-SYSTEM, spełniającym wymogi stawiane systemom rozproszonego sterowania. Jego modularna struktura pozwala na tworzenie dowolnych aplikacji, współpracujących z różnymi protokołami, w tym również telecontrol. Rozwiązanie WAGO składa się z wybranych modułów odpowiadających za konkretne funkcje w systemie. Głównym elementem jest jednostka swobodnie programowalna, czyli sterownik, integrujący w sobie funkcje m.in. sterownika telemechaniki, koncentratora danych oraz gateway’a między stacją energetyczną a systemem dyspozytorskim SCADA, poprzez wykorzystanie standardowych protokołów spotykanych w elektroenergetyce (DNP.3, IEC60870, IEC61850, Modbus).
ZARZĄDZANIE STACJĄ ENERGETYCZNĄ
Wszystkie sygnały z monitorowanego obiektu dołączone są do sterownika PLC za pomocą modularnych wejść/wyjść analogowych oraz dwustanowych. Taka konfiguracja zapewnia realizację pomiarów pracy stacji, sygnalizację stanów łączników oraz ich zdalne sterowanie. Opracowane oprogramowanie umożliwia kontrolę stanu pracy rozdzielnic SN oraz sterowanie odłącznikami. Mamy też możliwość wyboru sposobu sterownia zdalnie/lokalnie.
Zastosowany układ zasilania dla systemów automatyki oraz napędów łączników SN oparty o komponenty z oferty WAGO (zasilacz, UPS oraz baterie z funkcją kontroli stanu pracy i ładowania z kompensacją temperaturową) zapewnia niezawodność i pewność pracy przy maksymalnym wykorzystaniu żywotności baterii.
Sterownik WAGO udostępnia szereg możliwości do kontroli przepływu energii w poszczególnych odpływach dzięki połączeniu z modułem pomiaru mocy 3-fazowej. Rozwiązanie to sprawia, że zespół sterownika wraz z kilkunastoma kartami pomiarowymi zajmuje podobną ilość miejsca jak 1-2 liczniki energii.
Dodatkowo układ ten zbiera i przesyła informacje nt. temperatury i wilgotności w przedziałach stacji, wysokości wód gruntowych i zadymieniu.
Rys. 2. Odwzorowanie stanu pracy stacji
MONITORING ONLINE
Sterownik WAGO udostępnia wszystkie informacje w jednym centralnym miejscu poprzez serwer WWW. Dzięki temu użytkownik może dowiedzieć się o stanie pracy stacji za pomocą komunikacji GPRS/GSM i aplikacji WebVisu. Dodatkowo właściciel otrzymuje zdalny dostęp do elementów sterownia. W razie wystąpienia alarmu system automatycznie powiadomi operatora o zaistniałym zdarzeniu. Uzyskujemy też dostęp do danych historycznych, z możliwością odtworzenia zdarzeń, jakie miały miejsce na stacji.
Rys. 3. Przedział sterownika
UKŁAD ZABEZPIECZEŃ ELEKTROENERGETYCZNYCH
Do kontroli prądów zwarciowych w obwodach SN wykorzystujemy detektory zwarć z serii WE-SG-750, które realizują funkcje wykrywania zwarć międzyfazowych oraz doziemień w sieci SN.
Wykorzystując moduł pomiaru mocy 3-fazowej rozwiązanie WAGO stanowi układ umożliwiający kontrolę przepływu energii od strony nN oraz pełni funkcję zabezpieczeń elektroenergetycznych od nadmiernych zmian napięcia i częstotliwości w sieci. Do pomiaru prądu wykorzystywane są przekładniki prądowe lub cewki Rogowskiego.
KOMUNIKACJA Z SYSTEMAMI SCADA
Elastyczne rozwiązanie WAGO dla telesterowania na bazie protokołów: DNP3.0, IEC 60870-5-101/–104, 61850, 61850-420 i 61400-25 pozwala sprostać wymaganiom, jakie przyszłość postawi przed
rynkiem energetycznym. Przełączanie, regulacja parametrów pracy i monitorowanie stacji energetycznych – wszystko to jest możliwe w systemie Smart Grid – przez sieć wewnętrzną, telefoniczną, Internet lub bezprzewodowo przez GSM (np. GPRS). Dodatkowo zaimplementowane w sterownikach standardy bezpieczeństwa teleinformatycznego (szyfryzacja danych AES128, IPSec, OpenVPN) pozwalają na stosowanie tych rozwiązań w najbardziej odpowiedzialnych i newralgicznych punktach sieciowych. Sterownik WAGO umożliwia zdalny dostęp do oddalonych stacji oraz przesyłanie wszystkich istotnych parametrów pracy równolegle do kilku systemów za pośrednictwem protokołów telecontrol.
Paweł Gdaniec, WAGO.PL