Inteligentna stacja SN/nN – skalowalny system telemechaniki
Kluczowym wyzwaniem dla wszystkich Operatorów Systemów Dystrybucyjnych (OSD) jest niezawodność oraz ciągłość dostaw energii elektrycznej do klienta. Ciągłość zasilania definiowana za pomocą współczynników niezawodnościowych SAIDI/SAIFI/MAIFI jest jednym ze wskaźników jakościowych pracy sieci dystrybucyjnej.
Urząd Regulacji Energetyki (URE), wprowadzając taryfę jakościową, dodał wspomniane parametry do wskaźników jakościowych obowiązujących dla OSD. Wprowadzenie nowego modelu regulacji jakościowej powoduje konieczność opracowania oraz realizacji określonych celów ukierunkowanych na poprawę efektywności elektroenergetycznej. Jednym ze sposobów poprawy jakości dostaw energii jest inwestowanie w infrastrukturę dystrybucyjną i urządzenia wspomagające. Do tych działań zalicza się projekty automatyzacji stacji transformatorowych SN/nN.
WAGO, wychodząc na wprost tym oczekiwaniom, opracowało skalowalny system telemechaniki.
Realizowane funkcje rozwiązania WAGO dla stacji SN/nN:
- telesygnalizacja i telesterowanie rozdzielnicą SN oraz nN
- równoległa komunikacja z systemami SCADA (DNP3.0, IEC60870-5-104) poprzez łączność GPRS/TETRA
- detekcja i lokalizacja zwarć dla każdego typu sieci SN – redukcja SAIDI/SAIFI
- sterowanie pracą sieci w ramach automatyki FDIR
- komunikacja z urządzeniami EAZ w czasie rzeczywistym (IEC60870, IEC61850, MODBUS)
- sterowanie transformatorem z podobciążeniowym przełącznikiem zaczepów – automatyka do kształtowanie obciążeń w sieci nN
- 3-fazowy pomiar prądów, napięć, mocy i energii wraz z analizą harmonicznych
na odpływach nN - zdalny system kontroli wkładek bezpiecznikowych nN
- dostęp i wizualizacja poprzez webserver
- cyberbezpieczeństwo danych (szyfryzacja danych AES128, IPsec, OpenVPN)
- zaawansowany system zasilania EPSITRON® wraz z kontrolą pracy baterii
Interwymienność i interoperacyjność w sieciach Smart Grid
Rozwiązania do automatyzacji sieci SN i nN oparte jest na nowoczesnej, spójnej platformie sprzętowej, która łącząc w sobie możliwości współpracy w obrębie własnych komponentów oraz urządzeń dowolnych producentów, może być zaadaptowana
do wymaganej aplikacji. Oznacza to, że rozwiązania jest skalowalne, otwarte
na współpracę z dodatkową aparaturą w oparciu o zdalną komunikację z systemem nadrzędnym, w standardowych protokołach. Forma transmisji zależy od preferencji użytkownika (GPRS/TETRA/ETHERNET).
Rys. 1. Skalowalny system telemechaniki WAGO
Skalowalny system telemechaniki WAGO
Propozycją WAGO dla automatyzacji sieci SN i nN jest modularny układ zbudowany z elementów WAGO-I/O-SYSTEM. Zastosowanie jednostek centralnych w wykonaniu telecontrol daje możliwość komunikacji z systemem nadrzędnym, natomiast szeroka gama dostępnym modułów I/O, detekcji zwarć oraz osprzętu dodatkowego (przekładniki prądowe, cewki Rogowskiego, odczepy napięciowe, układ zasilania gwarantowanego) umożliwiają obsługę obiektu w zakresie pomiarów i sterowania. Atutami takiego układu są: wspólna, jednolita platforma sprzętowa dla dowolnej aplikacji, pełna skalowalność rozwiązania, ale przede wszystkim otwartość na współpracę z dowolnym osprzętem oraz dowolnym systemem, z wykorzystaniem preferowanych przez użytkownika form łączności.
W rozwiązaniu WAGO jednostką centralną jest modularny sterownik PFC 750-8202 w wersji telecontrol. Poza interfejsami sieciowymi oraz obiektowymi, wspiera on również obsługę modułów wejść i wyjść dwustanowych, analogowych oraz specjalnych z serii 750/753.
Rys. 2. Zarządzanie stacją SN/nN – zdalny monitoring i sterowanie
Elastyczne rozwiązanie 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). Skalowalne rozwiązanie umożliwia również komunikację równoległą z wieloma systemam IT, takimi jak SCADA, AMI czy GIS.
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.
Rys. 3. Skalowalna koncepcja telemechaniki
Istotnym czynnikiem są również warunki zewnętrzne, w których układ będzie pracował. Do wymagających aplikacji energetycznych przeznaczone jest w wersji XTR. Zakres temperatur pracy od -40 do +70°C pozwala na rezygnację z klimatyzacji i zwiększenie efektywności energetycznej. Kompaktowe gabaryty, dające możliwość zabudowy w ograniczonych przestrzeniach, np. przedziałach rozdzielni nN stacji transformatorowych lub w małogabarytowych szafkach instalacyjnych, są dodatkowym atutem.
4. Wizualizacja obiektu elektroenergetycznego
Adrian Dałek, WAGO.PL