Вітроелектростанція: zenon – як система керування енергозбереженням

Перспективи вітроенергетики

Вітер займає другу позицію серед джерел відновлюваної енергії. Вітроелектростанція – система відновлюваної енергетики. Підраховано, що за нинішнього рівня розвитку вітроенергетики спорудження у «вітряних» регіонах України вітроелектростанцій (ВЕС) дозволило б покрити ледве не третину потреби електроенергії, яку ми споживаємо. З технічної точки зору вітрова електроенергетика на сьогодні вже впритул наблизилася до традиційної. Коефіцієнт використання встановленої потужності (КВВП) на сучасних вітротурбінах сягає 45% . Це майже стільки, як на турбінах поширених нині теплових електростанцій.

Вітер дає великі можливості для використання місцевого енергоджерела, створення нових робочих місць. Це величезний потенціал, який необхідно використовувати для заміщення традиційного викопного палива.

Найбільш ефективний регіон для будівництва вітрових електростанцій (ВЕС) в Україні, з точки зору вітрового потенціалу, має територія від Одеської до Херсонської області. За рахунок різниці температур Чорного та Азовського морів, що провокує переміщення повітряних мас, там утворилася так звана «повітряна труба». Також гарний вітровий ресурс має Львівська та Іванно-Франківська області.

 За перше півріччя 2018-го в Україні встановили 270 МВт «зелених» потужностей, що більш ніж вдвічі у порівнянні з аналогічним періодом минулого року (127 МВт), та перевищує показники за увесь 2017 рік (257 МВт), повідомляє Держенергоефективності. Друге місце серед нових об’єктів відновлюваної енергетики посідають вітрові електростанції із загальною потужністю 50 МВт.

Як повідомили у прес-службі Львівської облдержадміністрації, 15 червня 2018 року у Львівській ОДА відбувся круглий стіл «Вітрова енергетика Львівщини», присвячений відзначенню Всесвітнього дня вітру.

Директор департаменту паливно-енергетичного комплексу Львівської ОДА Михайло Мельник ознайомив присутніх зі здобутками Львівщини в розвитку альтернативних джерел енергетики».

«На 1 січня 2018 року потужність вітрових станцій в Україні – 410 МВт. Львівщина зі встановлення потужності на даний час знаходиться на п’ятому місці з потужністю 33,9 МВт. Водночас, за 2017 рік ми показали найбільший приріст потужності – 20,7 МВт. Приріст у 2017 році по вітровій станції – 61%, по сонячній – 69%», – розповів Михайло Мельник.

SCADA zenon – рішення для енергозбереження

З розвитком галузі відновлюваної енергетики  необхідно впроваджувати сучасні рішення і проекти. Вітроелектростанція Чеджу Сонгмеон (Південна Корея) продемонструвала це в успішній співпраці з нашим партнером – компанією COPA-DATA (Австрія). 

Корейський острів Чеджу був обраний у 2009 році, як місце розташування для тест-класу Smart Grid, що представляє собою основу для амбітних планів інфраструктури Smart Grid корейського уряду. Коли Korea Midland Power Co. Ltd (KOMIPO) створила нову вітрову електростанцію та енергозберігаючу установку на острові, вона звернулася до партнера COPA-DATA NEOPIS з не менш революційним рішенням, заснованим на програмному забезпеченні zenon для автоматизації виробництва енергії. 

KOMIPO є дочірньою компанією Korea Electric Power Corp. і є одним з п’яти державних постачальників енергії в Кореї. Компанія експлуатує теплові та відновлювальні енергетичні електростанції по всій Кореї, а в 2015 році розпочала роботу над новою вітровою установкою потужністю 21 МВт, що складається з семи вітрових турбін на корейському острові Чеджу.

Автори проекту нового вітропарку Чеджу Сонгменон знали, що, як і в будь-якому проекті з відновлюваних джерел енергії, пропозиції не завжди співпадають з попитом, і це може спричинити проблеми при плануванні надійного електропостачання.

Щоб вирішити цю проблему було створено проект по включенню нової вітряної електростанції в енергозберігаючу систему (ESS), оснащену високопродуктивною технологією літій-іонних елементів керування акумулятором (BMS). Дана технологія в свою чергу була розроблена компанією LG Chem спеціально для підтримки стабілізації енергопостачання операцій з відновлюваних джерел енергії.

Таким чином, сфера дії проекту передбачала безпечну та надійну систему управління та моніторингу електрообладнання (ECMS) та систему керування енергоспоживанням (PMS), яка б мала можливість візуалізувати та контролювати електрообладнання та також під’єднуватися до системи зберігання енергії ESS. Надзвичайно важливо було, щоб нова система програмного забезпечення була достатньо гнучкою для виконання вимог усіх включених підсистем – і могла забезпечити надійне дублювання між головним сервером ECMS і PMS та вторинним сервером ECMS та PMS для безперебійного постачання.

Надійний та ефективний локальний контроль

Сім вітрових турбін контролюються за допомогою ECMS на основі zenon та використовуються протокол IEC 61850; типова програма автоматизації підстанції, яка забезпечує надійний та ефективний локальний контроль.

Система керування живленням (PMS), програмне забезпечення, що керує ESS, також було впроваджено NEOPIS за допомогою zenon.

zenon показує і забезпечує контроль над тим, скільки електроенергії зберігається в батареях і скільки передається безпосередньо в мережу. У системі можна встановити критерії для зберігання електроенергії. Наприклад, відносну вартість. Електроенергія відновлюватиметься вночі, коли її вартість дешевша через обмежений попит. Тобто щоб оптимізувати прибутковість, енергія відновлюватиметься тоді, коли вона матиме найнижчу ціну.

Інтегрована логіка

Іншою ключовою перевагою zenon є його інтегрована логіка , яка служить як Soft PLC. Програмний інтерфейс IEC 61131-3 zenon Logic є невід’ємним компонентом zenon протягом багатьох років і надає інженерам з автоматизації значні переваги. zenon і zenon Logic отримують доступ до загальної бази даних, а спільні змінні та типи даних можуть створюватися, змінюватися чи видалятись будь-якою системою. 

На прикладі південно-корейської вітряної електростанції zenon продемонстрував свої переваги, такі як:

• Система керування та моніторингу електрообладнання, що відповідає вимогам IEC 61850 (ECMS)
• Гнучка система керування живленням (PMS) для управління та моніторингу зберігання електроенергії
• Швидка вбудована конфігурація резервування
• Інтегрований інтерфейс IEC 61131-3 – відповідно Soft PLC (zenon Logic)
• Унікальне поєднання  Soft PLC, SCADA, HMI, серверу бази даних та аналізу даних у єдиній системі

За матеріалами COPA-DATA, Вікіпедії, порталів “Екологія підприємства” і ecotown.