www.elvac.eu REFERENCE <27> Situace V naši republice se stále vyskytují stovky rozvoden bez zavedeného řídicího sys- tému. Nová legislativa však zpřísňuje po- žadavky na kvalitu elektrické energie, kdy její distributoři jsou povinni požadované parametry hlídat tak, aby nedocházelo k poškozování majetku zákazníka. Obchodní cíle Pro tyto účely firma ELVAC IPC dodává komplexní řídicí systém. MCS je multipro- cesorový parametrizovatelný systém pro sběr dat a řízení v reálném čase s rozliše- ním času změn na jednu milisekundu. Řešení Systém MCS je nasazen na více než 100 rozvodnách po celé Moravě. Jeden komunikační uzel tvoří až 248 nezá- vislých stanic, přičemž počet uzlů není omezen. Progra- mové vybavení jednoho uzlu podporuje měření a ovládání více než šestnácti tisíc procesních bodů, přičemž umož- ňuje snadnou modifikovatelnost systému. Místně nebo dálkově lze parametrizovat každý procesní bod (filtry, pře- vod na fyzikální jednotky, ošetření mezních stavů apod.). Propojení vzdálených monitorovacích nebo řídicích jed- notek může být realizováno např. přes GSM nebo LAN, přes optické redundantní spoje v rozvodně. Jsou vyvíjeny a testovány nové moduly pro měření fázorů a kvality, spe- ciální diagnostické karty a redundantní zdroje zabudo- vané v šasi systému MCS. Časová synchronizace je ze systému GPS nebo z nadřazeného systému. Naši významnou referencí je spolupráce na vývoji SW SCADA Mikrodispečink, což je SW produkt společnosti ČEZ Distribuce. Jedná se o dostupný, poměrně snadno a rychle aplikovatelný řídicí systém, který je vhodný pře- devším pro elektrické stanice a dispečerská centra. Umožňuje realizovat technicky vhodná a efektivní řešení pro malé i velké elektrické stanice, pro malá i velká dis- pečerská centra všech napěťových úrovní. Je to otevřený a adaptabilní systém, který lze poměrně rychle přizpůso- bit požadavkům zákazníka včetně úprav nebo rozšíření funkčnosti. Komunikaci s jinými systémy lze řešit přes sé- riová rozhraní i přes síťová propojení. Možnosti systému jsou patrné zejména z aplikace v ČEZ a.s., kde je realizo- váno propojení s různými informačními a řídicími systémy. Řízení rozvoden a energetické distribuční sítě v ČEZ, a.s. Naše společnost je dodavatelem průmyslových počítačů a dalších částí monitorovacích a řídicích systémů rozvo- den. Ve spolupráci s dalšími firmami se podílíme na vývoji, realizaci a údržbě systémů pro monitorování a řízení technologie včetně elektrických stanic a rozvoden.
Transcript
w w w. e l v a c . e u
RE
FE
RE
NC
E
< 2 7 >
Situace
V naši republice se stále vyskytují stovky rozvoden bez zavedeného řídicího sys-tému. Nová legislativa však zpřísňuje po-žadavky na kvalitu elektrické energie, kdy její distributoři jsou povinni požadované parametry hlídat tak, aby nedocházelo k poškozování majetku zákazníka.
Obchodní cíle
Pro tyto účely firma ELVAC IPC dodává komplexní řídicí systém. MCS je multipro-cesorový parametrizovatelný systém pro sběr dat a řízení v reálném čase s rozliše-ním času změn na jednu milisekundu.
Řešení
Systém MCS je nasazen na více než 100 rozvodnách po celé Moravě. Jeden komunikační uzel tvoří až 248 nezá-vislých stanic, přičemž počet uzlů není omezen. Progra-mové vybavení jednoho uzlu podporuje měření a ovládání více než šestnácti tisíc procesních bodů, přičemž umož-ňuje snadnou modifikovatelnost systému. Místně nebo dálkově lze parametrizovat každý procesní bod (filtry, pře-vod na fyzikální jednotky, ošetření mezních stavů apod.). Propojení vzdálených monitorovacích nebo řídicích jed-notek může být realizováno např. přes GSM nebo LAN, přes optické redundantní spoje v rozvodně. Jsou vyvíjeny a testovány nové moduly pro měření fázorů a kvality, spe-ciální diagnostické karty a redundantní zdroje zabudo-vané v šasi systému MCS. Časová synchronizace je ze systému GPS nebo z nadřazeného systému.
Naši významnou referencí je spolupráce na vývoji SW SCADA Mikrodispečink, což je SW produkt společnosti ČEZ Distribuce. Jedná se o dostupný, poměrně snadno a rychle aplikovatelný řídicí systém, který je vhodný pře-devším pro elektrické stanice a dispečerská centra. Umožňuje realizovat technicky vhodná a efektivní řešení pro malé i velké elektrické stanice, pro malá i velká dis-pečerská centra všech napěťových úrovní. Je to otevřený a adaptabilní systém, který lze poměrně rychle přizpůso-bit požadavkům zákazníka včetně úprav nebo rozšíření funkčnosti. Komunikaci s jinými systémy lze řešit přes sé-riová rozhraní i přes síťová propojení. Možnosti systému jsou patrné zejména z aplikace v ČEZ a.s., kde je realizo-váno propojení s různými informačními a řídicími systémy.
Řízení rozvoden a energetické distribuční sítě v ČEZ, a.s.
Naše společnost je dodavatelem průmyslových počítačů a dalších částí monitorovacích a řídicích systémů rozvo-den. Ve spolupráci s dalšími firmami se podílíme na vývoji, realizaci a údržbě systémů pro monitorování a řízení technologie včetně elektrických stanic a rozvoden.
w w w. e l v a c . e u
RE
FE
RE
NC
E< 2 8 >
Řízení větrných elektrárenpro společnost DRIBO, spol. s r.o.
Situace
Pro připojení větrných elektráren do distribuční sítě elektrické energie se používají dálkově ovládané spínače. Tyto spínače jsou řízeny z energe-tického dispečinku, na kterém se také monitoruje vlastní chod větrné elektrárny.
Obchodní cíle
Pro tyto účely firma ELVAC IPC vy-rábí speciálně vybavené modulární řídicí jednotky RTU 7M. Jednotka v konfiguraci pro ovládání úsekových spínačů je vybavena přizpůsobenými měřicími vstupy, binárními vstupy pro účely monitorování, releovými vý-stupy pro řízení spínače a modulem signalizace a ovládání. Jiná konfi-gurace slouží pro monitorování větrných elektráren, kde jednotka hlídá působení ochran, počítá vyrobený výkon přes vstupy měření proudu a napětí, měří vlastní i okolní teplotu. Pro komunikaci směrem na dispečink je možné vybavit jednotky ethernetovým nebo GSM rozhraním.
Řešení
Komunikace přes GSM se s výhodou používá u zařízení, která se nachází mimo trasy jiných komunikačních vedení. To znamená u vysokonapěťových spínačů rozmístěných po krajině a u osamocených větrných elektráren. Podmín-kou pro nasazení GSM modulů v daném místě je pokrytí signálem zvoleného operátora.
Pro datovou komunikaci v rámci skupiny větrných elektrá-ren je vhodné použít průmyslový Ethernet od firmy Moxa. Unikátní protokol Turbo Ring umožňuje spojení elektráren do sítě s redundantní kruhovou topologií a tím dokáže výrazně zvednout spolehlivost komunikace. Použití pře-pínačů s protokolem Turbo Ring nám zaručuje obnovení komunikace po záložní trase do 300 ms od přerušení
trasy primární. Spojení lze provést jak metalickým vede-ním, tak i optickými kabely, záleží na typu použitého pře-pínače a vzdálenostech mezi přípojnými body. K dispozici je široké spektrum produktů, které můžeme rozdělit na přepínače s možností správy, přepínače bez správy, pře-vodníky, opakovače, produkty pro průmyslový bezdrátový Ethernet a další.
Ethernetové přepínače se správou umí reagovat na různé události při probíhající komunikaci. Například se může jed-nat o odeslání varovného e-mailu na dispečink, může být sepnut releový výstup s připojenou sirénou a podobně. Přepínače mohou být doplněny o vstupy pro připojení různých senzorů a alarmů z technolgie. Dalším prostřed-kem pro správu přepínačů je protokol SNMP. Etherne-tové přepínače lze spravovat také přímo z dispečerských SCADA systémů přes SNMP OPC server, který je k přepí-načům dodáván.
Firma ELVAC IPC nabízí kompletní vybavení dispečer-ských stanovišť, kvalitní počítače, monitory Eizo a vývoj SW pro dispečery na platformě Citect.
V České republice se novým trendem stává budování ekologických zdrojů elektrické energie. Jedním takovým diskutabilním ekologickým zdrojem jsou větrné elektrárny. O jejich kladných i záporných stránkách se vedou nekonečné diskuze s rozličnými závěry. Hlavním přínosem pro životní prostředí je bezesporu fakt, že tyto elekt-rárny nevypouštějí do ovzduší exhaláty a nehrozí u nich ani jiná ekologická katastrofa. Jejich naopak nevýhodou je hlučnost a jiná nebezpečí, která představují pro zvířenu a ptactvo. Dalším častým argumentem proti větrným elek-trárnám je, že hyzdí okolní krajinu, protože vhodné lokality pro výstavbu těchto větrných farem jsou v nadmořské výšce nad 700 m a většinou bývají součástí chráněných krajinných oblastí. Otázkou zůstává, zda-li chladicí věže tepelných a jaderných elektráren jsou hezčí. Přes výše uvedené nevýhody jsou větrné elektrárny jedinou účin-nou možností ekologické výroby elektrické energie v našich zeměpisných podmínkách. A jelikož předpokládaný povinný nárůst ekologické energie v rozvodném systému České republiky má v roce 2010 činit až 12 % z celkové výroby elektřiny, nezbývá nám zřejmě nic jiného, než se smířit s jejich výstavbou.
w w w. e l v a c . e u
RE
FE
RE
NC
E
< 3 3 >
Výchozí stav
Distribuční transformační stanice vn/nn (DTS) jsou bez dálkového monitorování, měření a indikace porucho-vých stavů. Několik desítek DTS je osazeno indikátory zkratových proudů s místní signalizací, ale bez dálkové komunikace na dispečink a na specializované praco-viště, kde je možné z naměřených záznamů poruchy zjistit typ a možnou příčinu. Při vzniku poruchy je nutné objíždět takto vybavené stanice a zjišťovat stavy přímo v místě.
Takovéto časově náročné vyhledávání poruchy vede k dlouhým prodlevám od vzniku poruchy do jejího od-stranění a může způsobit vyšší škody a finanční ztráty. Vznikl tedy požadavek na jednotku s funkcí indikátoru poruchových stavů a dálkovou komunikaci na dispečink protokolem IEC 60870-5-104.
Řešení
Po vzájemných konzultacích s pracovníky Západosloven-ské energetiky byla v ELVAC IPC s.r.o. vyvinuta kompaktní řídicí jednotka RTU7.4, která vychází z osvědčené řady jednotek RTU7 společnosti ELCOM IPC, s.r.o. (nyní ELVAC IPC s.r.o.) a je již řadu let úspěšně nasazována v aplikacích pro řízení a monitorování energetických sítí zejména DTS,
ale i v dalších oblastech s vyso-kými požadavky na spolehlivost a robustnost systémů.
Jednotka RTU7.4 v sobě kromě základních provozních a komu-nikačních funkcí, digitálních vstupů a výstupů slučuje ze-jména 4 třífázová měření proudů (alternativně napětí) s funkcí in-dikace zkratů a zemních spojení založené na osvědčené techno-logii samostatně dodávaných jednotek M3Z. Tato integrace nabízí také možnost přenosu rychlozáznamů průběhů sig-nálů na analogových vstupech spouštěných od poruchových událostí, což spolu s variabilitou, počtem komunikačního rozhraní a možností použít standardizo-vaný protokol IEC 60870-5-104 nabízí vysoce efektivní a cenově výhodné řešení mnoha aplikací.
Použité produkty a technologie
30 ks … RTU7.430 ks … Napájecí zdroje Siemens LOGO
Vývoj a pilotní dodávka kompaktních řídicích jednotek RTU7.4 pro monitorování, měření a indikaci poruch v distri-buční síti elektrické energie v Bratislavě. Nasazení jednotek do DTS provedla firma IFT.
Řídicí jednotky RTU7.4 pro Zápa-doslovenskou energetiku (ZSE)
Dodávky řídicích jednotek RTU7M pro aplikace Recloser, DOÚS a DTS
Celoroční dodávky modulárních řídicích jednotek RTU7M s komunikací po GPRS pro řízení odpínačů a vypínačů v distribuční síti elektrické energie. Řídicí jednotky nasazuje v oblasti Moravy firma Dribo, spol. s r.o., která instaluje vlastní typy odpínačů a vypínačů, případně produkty jiných výrobců.
Výchozí stav
Distribuční transformační stanice vn/nn (DTS) jsou bez dálkového monitorování, řízení, měření a indikace po-ruchových stavů. Několik desítek DTS je osazeno in-dikátory zkratových proudů s místní signalizací, ale bez dálkové komunikace na dispečink a na specializované pracoviště, kde je možné z naměřených záznamů po-ruchy zjistit typ a možnou příčinu. Při vzniku poruchy je nutné objíždět takto vybavené stanice a zjišťovat stavy přímo v místě. Obdobný stav je u úsekových (ÚS) odpí-načů a u nově budovaných vypínačů (Recloser).
Takovéto časově náročné vyhledávání poruchy vede k dlouhým prodlevám od vzniku poruchy do jejího od-stranění a může způsobit vyšší škody a finanční ztráty. Vznikl tedy požadavek na jednotku s funkcí indikátoru poruchových stavů a dálkovou komunikaci na dispe-čink s využitím sítě mobilního operátora GSM/GPRS.
Řešení
Monitorování a ovládání distribučních stanic vn (DTS)Jednotky zajišťují dálkové ovládání (blokované, podmí-něné), signalizaci stavu digitálních vstupů (stavy silových spínačů, ovládacích jističů, pojistek, ovládání dálkově/místně, atd.). Dále měření proudů (napětí) a výpočty dalších veličin. Nutná je signalizace zkratů, nadproudů a zemních spojení na každém vývodu. Vhodný je ča-sový záznam veličin při poruchových stavech a jeho přenos do nadřazeného systému.
Dálkově ovládaný odpínač v síti vn (DOÚS)V tomto typu aplikace je v současnosti vyžadováno dálkové ovládání, signalizace stavu digitálních vstupů a měření včetně výpočtů analogových veličin a přenos je-jich hodnot. Funkce signalizace poruch (nadproud, zkrat, zemní spojení), záznam průběhu měřených napětí a proudů při poruše a jeho dálkový přenos. Z automa-tizačních funkcí je vyžadováno vypnutí v druhé beznapěťové pauze.
Dálkově ovládaný vypínač v sítí vn (Recloser)Vyžaduje se dálkové ovládání, signalizace stavu digitálních vstupů a měření včetně výpočtů analogových veličin a přenos jejich hodnot. Funkce ochran - vypnutí a signalizace při nadproudu a zkratu, sig-
nalizace zemního spojení (v případě potřeby i vypínání od zemního spojení), záznam průběhu měřených napětí a proudů spolu s příznaky jednotlivých ochran při po-ruše a jeho dálkový přenos. Z automatizačních funkcí je vyžadováno opětovné zapínání.
Použité produkty a technologie
RTU7M-DOUSRTU7M-DTSRTU7M-Recloser
w w w. e l v a c . e u
RE
FE
RE
NC
E
< 3 5 >
Implementace systému GW 2005 v ČEZ, a. s. přinesla jednotný způsob monitorování důležitých technologických PC včetně běžícího SW, komunikačních a dalších významných prvků spojených s řízením rozvodné sítě. Systém je vybudován na standardních technologiích Microsoft Windows Server a IIS.
Monitorování řídicích systémů v ČEZ, a. s.
Výchozí stav
Nejednotný způsob monitorování provozu řídicích sys-témů a komunikačních prvků, mnohdy pouze lokální stavová informace bez vzdáleného přístupu. Toto přiná-šelo vysoké nároky na obsluhu a údržbu technických prostředků z hlediska nutné obsluhy velkého počtu růz-ných systémů, založených na různých technologiích. Další nároky na obsluhu vznikaly z potřeby vyhodno-cení havarijních stavů systémů obsluhou zařízení bez jakékoliv vazby na nadřazené systémy. Současně zde neexistovalo komplexní monitorování datové sítě.
Obchodní cíle
Hlavním cílem instalace produktu GW 2005 v prostředí ČEZ, a.s. byla především snaha o zefektivnění práce technické obsluhy a údržby řídicích sys-témů, jednotné monitorování a především jednotné uživatelské rozhraní pro veškerá monitorovaná zařízení s propracovanou diagnostikou poruch. Významným prvkem je zpřístupnění dat zainteresovaným pra-covníkům prostřednictvím intranetového rozhraní. Zároveň budovaný systém při -nesl rozhraní pro výměnu dat s okolními systémy prostřednictvím standardních technologií (DCOM, API, file IO).
Řešení
GW 2005 je integrovanou sadou aplikací pro průmyslovou automatizaci a vizua-lizaci. Hlavní předností GW 2005 je sta-vebnicové řešení, které je schopné pokrýt jakékoliv požadavky zákazníka. Systém lze budovat od jednoduchého a pak ná-
sledným rozšiřováním hardwaru (bez nutností sof twarových změn) lze dosáhnout redun-dantního a distribuovaného systému. Hlavní předností je poskytnutí jednotného uživatel -ského rozhraní pro monitorované a ovládané systémy. V neposlední řadě je to dostupnost dat kdykoliv a kdekoliv, limitujícím faktorem je pouze existence síťového připojení.
Servery systému GW 2005 mohou být časově synchronizovány prostřednictvím GPS.
Využitím komunikace ve stávající TCP/IP síti, speciálně pak standardního SNMP protokolu, a ve spojení s bezdrátovými GSM terminály bylo dosaženo komplexní dostupnosti infor-
mací o stavu důležitých zařízení.
Standardní SNMP protokol umožnil:
detailní monitorování aktivních prvků datové sítě,
Celkový přehled monitorovaných systémů je k dispo-zici v základním zobrazení, kde jsou stavy všech připo-jených zařízení. Stav jednotlivých systémů je zde zobra-zen ze dvou hledisek:
komunikační – dostupnost systému/zařízení na základě protokolu ICMP (ping);
stavový – vyhodnocena provozuschopnost systému
w w w. e l v a c . e u
RE
FE
RE
NC
E< 3 6 >
Každému systému náleží také detailní stavová informace obsahující konkrétní hodnoty monitorovaných veličin včetně jejich popisu a nastavených mezí. Stav zařízení i jejich parametrů je pro zpřehlednění indikován také změnou barvy. Tato barva vznikne propagací stavu pod-řízených, níže ležících objektů. K dispozici je také HTML nápověda, popisující základní stavy jednotlivých zařízení a IO serverů.
Data jsou dostupná prostřednictvím:
SCADA „tlustého“ klienta (volitelná nadstavba)
Webového prohlížeče v datové síti Intranet
Mobilní technologie (Smartphone, PDA)
Systém GW 2005 umožňuje vzdálenou správu.
Veškerá monitorovaná data a zásahy do systému jsou ukládány do pracovní databáze s možností exportu (např. do Microsoft SQL). Prostřednictvím portálového řešení
Webová správa a prohlížení stavů Data jsou k dispozici prostřednictvím webového pro-
hlížeče kdekoliv v síti Intranet. K dispozici jsou ak-tuálně monitorovaná data, reporty, alarmní sestavy.
jsou tato data zobrazována k pozdější analýze. Rovněž je zde možnost výstupu pro výměnu dat s informačním systémem podniku a vyhodnocení dat pro ISO a další zákaznické audity.
Přínosy
Mezi hlavní přínosy implementace systému GW 2005 patří:
Komplexní dostupnost informací o stavu zařízení Monitorovaná data jsou dostupná kdykoliv, kdekoliv. Jedinou podmínkou je jen síťová konektivita.
Otevřená síťová architektura Použití komunikačních standardů umožňuje jedno-
duché rozšiřování systému podle aktuálních potřeb uživatele.
Zobrazení se automaticky konfiguruje na základě při-hlášeného uživatele.
Dostupnost vzdálených bodů přes GSM Pro monitorování míst, která nejsou v dosahu datové
sítě, byla využita technologie GPRS. Predikce poruchových stavů Jednotné uživatelské rozhraní pro všechny monitoro-
vané veličiny Vysoká spolehlivost systému
Produkty a technologie
SW balík GlobalWatch na platformě WindowsGSM modemy SIEMENS TC-35 pro odesílání a příjem SMS zprávDiagnostické karty MPC PCI/ISA v monitorovaných PCVzdálené monitorovací jednotky BBWatchVzdálené monitorovací jednotky GSM RTU 2
