Dohledové centrum malých vodních a fotovoltaických elektráren postavené z Foxtrotů

Po solárním boomu a překotné výstavbě fotovoltaických elektráren přišlo období zájmu o zvýšení výtěžnosti, období změn majitelů a s nimi často i zvýšená technická péče o instalované zařízení. Jedním z takových případů je i firma GEEN General Energy, která postupně konsoliduje všechny své elektrárny (obr. 1) do jednotného systému. Centrála firmy sídlí v komplexu Gity v Brně a najdeme zde monitorovací pracoviště, kterému vévodí stěna složená z osmi velkoplošných obrazovek. Za nimi nepřetržitě pracuje několik Foxtrotů, vyrobených firmou Teco, a. s.

Obr. 1. Firma GEEN General Energy postupně konsoliduje fotovoltaické elektrány s různým datem vzniku i s různým technickým vybavením pod jedno dohledové centrum

Zeptali jsme se autora implementace Ing. Pavla Smílka z firmy Rameco, jakou koncepci pro toto dispečerské pracoviště zvolil. Proč a jaké výhody přináší toto řešení?

Řešení vychází z koncepce, která se nám osvědčila na jiném projektu, v dohledových systémech záložních generátorů, kde bylo nutné připojit stovky zařízení různých výrobců lišící se stářím i provedením datového výstupu do jednotného dohledového rozhraní. Foxtrot se díky své výbavě z hlediska konektivity, škálovatelnosti a spolehlivosti tenkrát ukázal být výbornou volbou a nejinak tomu bylo i zde. Foxtroty na jednotlivých lokalitách FVE zajišťují jak datovou komunikaci se střídači, tak i sběr dalších veličin z okolního prostředí: alarmy a logy z EZS, čidla osvitu, teploty a větru. Transformují data podle uživatelských požadavků, jako je sjednocení periodicity měření, očištění a sjednocení datové základny od všech použitých technologií a zasílají je do dohledového centra. Zde další Foxtroty zajišťují zobrazení hodnot na dohledových panelech a lokální (či vzdálenou) správu na IT prostředcích techniků a managementu společnosti. Kromě toho zajišťují Foxtroty archivaci dat, odesílání reportů a alarmů, popř. slouží jako výstupní rozhraní pro další zpracování údajů o výkonu a výrobě jednotlivých MVE a FVE.

Jaký instalovaný výkon a kolik elektráren je tady na obrazovkách vidět popř. kolik je jich zde pod kontrolou. Uvažuje se o dalším rozšíření?

V současnosti je dohledována desítka FVE (některé FVE jsou dále rozděleny na logické části podle použité technologie či topologie zapojení) a také dvě malé vodní elektrárny (MVE) kde každá z nich je opět dvojicí samostatných MVE, celkový instalovaný výkon se pohybuje někde nad 10 MW. Ze strany investora bylo požadováno řešení, jehož škálovatelnost zajistí do budoucna podstatně větší počty lokalit, máme se tedy i z technického hlediska na co těšit, počítáme s rozšířením systému o SCADA/HMI Reliance.

Co je na této implementaci Foxtrotu standardní řešení a naopak. Co je nové nebo nadstandardní?

Standardním je použití Foxtrotů pro dohled a řízení průmyslové technologie. Nakonec za tímto účelem je Teco vyrábí již desítku let.

Mezi zajímavé aspekty této instalace by mohla patřit nutnost vypořádat se s širokým spektrem použitých technologií. Ať už jde o střídače a trackery na jednotlivých elektrárnách, kde je zastoupena desítka výrobců a od každého z nich ještě škála typů od současných až po ty velmi staré, jejichž dohled vyžadoval vývoj specifických protokolů a postupů. Bylo také nutné zajistit sjednocení a kalibraci měření veličin. Zde mi pomohla třeba kalibrovaná čidla dopadající energie, která Teco má ve stavebnici Foxtrotu jako standardní součást. Následně třeba vytvořit rozhraní k nasazeným nejrůznějším zabezpečovacím systémům, vypořádat se s proměnlivou kvalitou spojení s některými lokalitami apod.

Obr. 2. Videostěnu dohledového centra tvoří osm velkoplošných obrazovek

Foxtrot je PLC. Je určený pro on-line řízení připojených vstupů a výstupů. Vy tady využíváte především jeho grafické, vizualizační a komunikační funkce, které jsou spíše doplňkem a mají i určitá omezení. Je tu na úrovni dispečinku implementována nějaká automatická řídicí funkce? Na jaké limity jste narazil a jak je řešíte?

Foxtrot má velmi kvalitní integrované vizualizační rozhraní. To umožňuje jeho profesionální nasazení i na tomto dohledovém centru (obr. 2). Některá omezení z minulosti, např. počty proměnných na jedné obrazovce, lze nyní řešit využitím nových grafických knihoven s technologií tzv. Canvasu, česky: kreslicího plátna (obr. 3). To mi mj. umožňuje zkombinovat grafy výkonu několika FVE zároveň spolu se zobrazením stavu 400 střídačů a dalších informací na jedné obrazovce. Kliknutím na kterýkoliv střídač, jehož stav či výkon lze v grafice snadno porovnat s ostatními, se lze přenést do tabulkového zobrazení parametrů tak, jak jsme zvyklí z běžných serverových aplikací.

Automatické řídicí funkce prostřednictvím PLC jsou realizovány spíše na úrovni FVE: řízení trackerů, ochrany a watchdogy různých technologií.

Na úrovni dispečinku jde o možnosti zásahu do řízení přepínáním manual/auto a různé drobnější doplňkové funkce.

Obr. 3. Technologie Canvas používaná pro pokročilé grafické a interaktivní funkce na interních webových stránkách Foxtrotu umožnila na dohledovém centru umístit na plochu každé jedné obrazovky skutečně velké množství základních informací i detailů

Provozujete zde i spojení s moduly Solar Monitor. Můžete i tuto část řešení okomentovat? S kolika různými typy měničů zde komunikujete?

Solar Monitory zde slouží pro transformaci protokolů střídačů různých výrobců do jednotného datového stromu na bázi XML, který je dále zpracováván ve Foxtrotech. V současnosti používáme na lokalitách tři modelové řady Solar Monitorů s kapacitou šest, třicet nebo sto střídačů na jednotku a komunikace probíhá s pěti různými typy střídačů od výrobců ABB, Delta, Kaco, SMA a Solutronic. Na některých FVE využíváme i jednotky SM2-PC pro dispečerské řízení výkonu. Zkušenosti se všemi uvedenými jednotkami jsou zatím velice dobré.

Foxtroty nasazujete zákazníkům i na tzv. chytré instalace. Co mají takové instalace společného a co naopak zásadně odlišného od realizace tohoto dispečinku? Dají se některé funkce tohoto velkého dispečinku využít i „v malém“ na řízení např. energetiky rodinného domu?

Společným znakem obou typů aplikací je dohled nad činností FVE. Tedy nad množstvím vyrobené energie, nad stavy střídačů, nad poruchami a komunikací s uživatelem. Zásadním rozdílem je velikost instalovaného výkonu. A také v použitých řídicích a regulačních funkcích. V případě domácí FVE Foxtrot, který je nadřazeným systémem pro všechny technologie v domácnosti, provádí dále optimalizaci ohřevu TUV, chodu klimatizace, řízení spotřebičů, jejichž činnost může rozložit v čase, řídí ukládání energie do akumulátorů apod. Použití Foxtrotu v domácnosti se od velkých FVE zde na dispečinku, kde se pouze dohleduje výroba, liší podstatnou měrou tím, že doma má uživatel kromě přehledu o výtěžnosti své investice do FVE i plnou kontrolu nad tím, jak je vyrobená energie využívána.

---

Vyšlo v časopise Elektro č. 4/2017 na straně 38. 
Tištěná verze – objednejte si předplatné: pro ČR zde, pro SR zde.
Elektronická verze vyšlých časopisů zde.