*Artykuł sponsorowany* System GridNode - rozwiązanie dla zarządzania mikrosieciami (Microgrids), np. parku przemysłowego obejmującego farmę fotowoltaiczną, system magazynowania energii, fabrykę z kogeneracją oraz stację ładowania pojazdów z farmą fotowoltaiczną.

W parku przemysłowym niezbędny jest system sterowania mikrosiecią, mocą w punkcie styku z siecią el-en (POI) oraz rozproszonymi zasobami energetycznymi. Każdy rozproszony zasób energetyczny zwykle posiada swój dedykowany sterownik.

Firma GE Vernova posiada rozwiązania dla zarządzania mikrosieciami, oparte na systemie GridNode. System ten to kompleksowe rozwiązanie do monitorowania i sterowania energią elektryczną w elektrowniach i mikrosieciach. Wspomaga spełnienie wymagań kodeksu sieciowego, zapewnia zdalne połączenie z operatorami systemów przesyłowych (OSP), a poprzez monitorowanie urządzeń elektrycznych i zaawansowane funkcje automatyzacji poprawia dyspozycyjność zakładu. Rozwiązanie GridNode opiera się na platformie GPG firmy GE Vernova.

Sterownik mikrosieci GPG może regulować moc i optymalizować działanie farmy fotowoltaicznej, bateryjnego systemu magazynowania energii, elektrociepłowni i stacji ładowania EV z farmą fotowoltaiczną. Integruje on sterowniki rozproszonych zasobów energetycznych, lokalny system SCADA oraz system SCADA operatora sieci przy wsparciu protokołów: IEC 60870-5-104, DNP3.0, Modbus, OPC UA/DA i standardu IEC 61850. Urządzenia w całej sieci są synchronizowane poprzez zegar GPS.

Rys. Architektura sterowania i komunikacji w mikrosieci

Rozwiązania, Aplikacje i Funkcje

Głównym zadaniem sterownika GPG w mikrosieciach jest sterowanie przepływem mocy czynnej i biernej w punkcie połączenia mikrosieci z zewnętrzną siecią el-en (POI). Do tego celu wykorzystuje między innymi następujące moduły funkcjonalne: Regulacja mocy czynnej, Utrzymanie częstotliwości, Regulacja mocy biernej, Regulacja współczynnika mocy, Regulacja napięcia, Dyspozytornia wytwarzania.

System GridNode określa wartości zadane mocy czynnej (P) i biernej (Q) na podstawie danych odniesienia operatora systemu przesyłowego, topologii farmy fotowoltaicznej / wiatrowej / hydroelektrycznej oraz stanu głównych aktywów.

Regulacja mocy czynnej (zadane P) odbywa się na podstawie danych dostarczanych przez system lokalny lub zdalny i obejmuje sterowanie mocą czynną i sterowanie dynamiką przyrostu mocy.

Funkcja utrzymania częstotliwości zapewnia regulację sieci, w przypadku przekroczenia lub obniżenia częstotliwości, posługując się różnymi charakterystykami P(f) zgodnie z normami dla połączeń, wymogami kodeksu sieciowego lub wymogami umownymi.

Regulacja mocy biernej (zadane Q) sprawia, że nastawy mocy biernej i polecenia wysyłane do jednostek wytwarzających mieszczą się w zakresie mocy znamionowej elektrowni lub limitów mocy określonych w wymaganiach umownych. 

Regulacja współczynnika mocy bierze pod uwagę bieżącą zdolność do wytwarzania mocy biernej (falowników i baterii kondensatorów), aby określić wartość wyjściową zadaną dla Q elektrowni.

Regulacja napięcia to utrzymanie stabilnego napięcia w sieci, przy jednoczesnym zapewnieniu pracy każdej jednostki wytwarzającej w ramach jej możliwości produkcyjnych.

Dyspozytornia wytwarzania rozdziela zadane wartości P i Q na wszystkie dostępne jednostki wytwórcze.

Sterowanie Mikrosiecią

Planowana praca wyspowa umożliwia płynne przejście z trybu połączonego z siecią el-en na pracę wyspową, gdy zajdzie taka potrzeba.

Nieplanowana praca wyspowa daje możliwość przejścia mikrosieci ze stanu połączenia z siecią el-en, do pracy wyspowej, w przypadku nieoczekiwanego wyłączenia wyłącznika.

Płynne nieplanowane przełączanie na pracę wyspową (szybkie odciążanie).

Resynchronizacja, czyli płynne przejście z pracy wyspowej, do stanu połączenia z siecią el-en.

Wymiana mocy w punkcie styku z siecią el-en, umożliwia działanie mikrosieci w trybie połączenia z siecią w celu regulacji przepływu mocy czynnej i biernej w punkcie styku.

Regulacja częstotliwości/napięcia, wykorzystywana w trybie pracy wyspowej.

Zarządzanie współczynnikiem mocy, w celu regulacji przepływu mocy czynnej i biernej w punkcie połączenia z siecią el-en, poprzez ustalanie limitów współczynnika mocy.

Podział obciążenia zapewnia mikrosieci pracującej jako wyspa, komunikację z rozproszonymi zasobami energetycznymi, aby równoważyć w niej moc czynną i bierną.

Black start jest wykorzystywany do przywrócenia prawidłowego działania mikrosieci w trybie pracy wyspowej, w celu przeprowadzenia resynchronizacji z siecią el-en.

Dyspozycja i planowanie umożliwia optymalizację wytwarzania energii, importu i eksportu do sieci oraz obciążeń, uwzględniając ceny energii, prognozę obciążenia itp.

Podsumowanie

GridNode firmy GE Vernova zapewnia kontrolę w czasie rzeczywistym i optymalizację energii dla uzyskania maksymalnego zwrotu z inwestycji (ROI). Rozwiązanie składa się z funkcji sterowania i optymalizacji w czasie rzeczywistym, sterownika mikrosieci GPG i HMI, usług inżynieryjnych, instalacyjnych, integracji, testowania, w celu zapewnienia klientowi końcowemu kompletnego rozwiązania, które jest agnostyczne i integruje przekaźniki zabezpieczeniowe (EAZ), liczniki, DER, PLC, systemy zarządzania budynkami, SCADA, zewnętrzne centra i systemy sterowania.

Bierzesz udział we wdrożeniach mikrosieci przemysłowych lub chciałbyś/chciałabyś wdrożyć je w swoim zakładzie?

Weź udział w 9. Konferencji „Inteligentna Energetyka” – Energetyczne mikrosieci przemysłowe – inteligentne systemy wytwarzania i zarządzania energią w przemyśle, która odbędzie się już 26 czerwca 2025 r. w Warszawie.

Podczas wydarzenia, mgr inż. Jakub Skrupski, Ekspert do spraw Systemów Sterowania i Cyberbezpieczeństwa, GE VERNOVA, opowie o tym, jak można zarządzać mikrosieciami przemysłowymi.

Zarejestruj się już dziś na konferencję! Rejestracja możliwa do 04.06.2025.