Aj do vodných elektrární už „pritekajú“ moderné technológie

Obnoviteľná energia je základným kameňom energetického mixu zajtrajška. Slnečná a veterná energia, biomasa a samozrejme voda sú životne dôležité prvky na globálne zásobovanie energiou priateľské k životnému prostrediu. Vzhľadom na potrebu vyváženia ekonomických potrieb a ekologického povedomia z tohto zoznamu vyniká vodná energia, a to hneď pre niekoľko vlastností – ziskovosť, udržateľnosť a dostupnosť.
Aj do vodných elektrární už „pritekajú“ moderné technológie

Diaľkové monitorovanie a riadenie distribúcie obnoviteľnej energie

Správa vzdialených miest výroby energie má svoje osobitné výzvy, v neposlednom rade z hľadiska efektívneho monitorovania prevádzky. Slovinský výrobca energie z obnoviteľných zdrojov Gorenjske Elektrarne vyriešil tieto výzvy pomocou nového a technologicky pokročilého riešenia IoT, ktoré kombinuje moderný softvér SCADA s cloudovými službami.

Gorenjske Elektrarne je dcérskou spoločnosťou Elektro Gorenjska, jednej z popredných slovinských energetických spoločností. Špecializuje sa na výrobu energie z obnoviteľných zdrojov vrátane slnečnej a vodnej energie. Vzhľadom na povahu zdrojov energie sa mnoho výrobných závodov spoločnosti nachádza vo vzdialenom a ťažkom teréne, čo pre spoločnosť predstavovalo výzvy z hľadiska monitorovania a riadenia vzdialených lokalít.

Spoločnosť Gorenjske Elektrarne začala používať softvér SCADA zenon spoločnosti COPA-DATA v roku 2006 v rámci projektu rekonštrukcie vo vodnej elektrárni Soteska v miestnych riadiacich a monitorovacích systémoch. Tím Gorenjske Elektrarne bol spokojný so zlepšeným prehľadom systému a spoľahlivosťou, ktorú nové verzie softvéru prinášali. Jurij Čadež, projektový manažér spoločnosti Gorenjske Elektrarne, hovorí: „Zenon je jednoduchý nástroj z hľadiska jeho nasadenia a extrémne stabilný v prevádzke. Dôvera a pozitívna skúsenosť, ktorú s týmto riešením máme, sú dva z mnohých dôvodov, prečo sme sa rozhodli štandardizovať naše riešenia SCADA na produkte zenon.“

Lepšie sprehľadnenie pomohlo optimalizovať výkon

Ďalší projekt obnovy bol realizovaný v malej vodnej elektrárni Sorica 125 kW v roku 2007. Zenon tam bol implementovaný ako miestny systém SCADA na riadenie prevádzok, zaznamenávanie ich kľúčových parametrov, vizualizáciu celej vodnej elektrárne a upozorňovanie technikov na alarmové stavy a nie úplne optimálnu prevádzku. Zároveň umožňuje následnú analýzu a optimalizáciu celej prevádzky. Modernizácia systému riadenia závodu s riešením zenon viedla k zníženiu prevádzkových nákladov o 30 % a zvýšeniu výroby o 15 % odstránením prestojov a nie optimálnej prevádzky.

„S riešením COPA-DATA sme mali veľmi dobré skúsenosti. Pre nás bolo dôležité optimalizovať výrobné náklady a získať prehľad o všetkých prevádzkových parametroch. Zenon nám pomohol to dosiahnuť a tým nám pomohol zlepšiť výkon elektrární a znížiť súvisiace prevádzkové náklady,“ konštatuje Aleš Ažman, riaditeľ spoločnosti Gorenjske Elektrarne.

Centralizované riadenie prináša úspory nákladov

Projekt Sorica bol zameraný na zlepšenie centralizovaného a decentralizovaného monitorovania všetkých prevádzok, ktoré prebiehali od roku 2010 do roku 2013. Následne sa v roku 2014 a 2015 pripojilo k centrálnemu systému SCADA ďalších 23 fotovoltických elektrární. Zenon bol implementovaný plošne, aby umožnil zobrazovanie prevádzkových parametrov, správy alarmov a živých kamier v riadiacom stredisku vodnej elektrárne v Kranji. Pomocou webového servera a webového klienta zenon možno tieto informácie prezerať na ľubovoľnom vzdialenom decentralizovanom mieste s pripojením na internet. Zenon Webserver Pro umožňuje operátorom v teréne vzdialene sa pripájať k centrálnemu systému SCADA zenon, aby mohli monitorovať a riadiť elektrárne z ľubovoľného miesta. To umožnilo hlavne zníženie prevádzkových nákladov. Pohľad, ktorý poskytuje zenon, umožnil tímu v centrále v Kranji diagnostikovať udalosti v elektrárňach a pripraviť stratégie pred tým, ako vyslal prevádzkových technikov na miesto, čím sa dosiahli významné úspory drahocenného času a peňazí.

„Po integrácii riešenia zenon sme zaznamenali výrazné zlepšenie práce s našimi údajmi. Celá naša údržba bola optimalizovaná, prevádzkové náklady sa znížili a stále sa znižujú,“ načrtáva ďalšie výhody A. Ažman.

„100 % spoľahlivosť zenonu bola pre nás skvelá. Projekt optimalizácie viedol k zníženiu prestojov a odhaleniu nie optimálnej prevádzky. Zenon nám umožnil vzdialene skúmať a diagnostikovať problémy skôr, ako môžu mať negatívny vplyv na výrobu. Kvôli rizikám spojeným s vysokou hladinou vody a povodňovou vodou je dôležité mať možnosť ovládať prevádzky na diaľku a aj v tomto prípade sa zenon ukázal ako veľmi užitočný,“ potvrdzuje J. Čadež.

Výzvy v oblasti komunikácie si žiadajú kreatívne riešenia

V posledných rokoch Gorenjske Elektrarne úspešne rozšírila svoje kapacity na výrobu energie a teraz vlastní a prevádzkuje 15 vodných elektrární, 23 fotovoltických elektrární a tri elektrárne s kombinovanou výrobou elektriny a tepla v celom Slovinsku. Zenon bol implementovaný do všetkých prevádzok v rámci všetkých vodných elektrární patriacich spoločnosť. Riešenie sa využíva na zber procesných údajov a údajov z meraní z PLC a na zabezpečenie základného riadenia a ochrany elektrárne. Ďalším krokom bude integrácia menších prevádzok a prevádzok s kombinovaným cyklom.

Vzhľadom na teritoriálne diverzifikované pôsobenie musela spoločnosť nasadiť kombináciu komunikačných riešení, aby splnila požiadavky týkajúce sa centralizovaného prehľadu o svojich prevádzkach. Pre spoločnosť Gorenjske Elektrarne by bolo neúnosné vybudovať si vlastnú komunikačnú sieť v takej širokej geografickej oblasti, takže sa musela spoliehať na IP-VPN prostredníctvom prenajatých sietí a v niektorých veľmi vzdialených lokalitách aj satelitného pripojenia. Najmä satelitné komunikácie sú nespoľahlivé a zenon zohral kľúčovú úlohu pri monitorovaní siete a bezpečnosti komunikačných zariadení.

Tieto výzvy prinútili spoločnosť kreatívne premýšľať o tom, ako dosiahnuť spoľahlivý a flexibilný prehľad o svojich prevádzkach z ľubovoľného miesta. To viedlo Gorenjske Elektrarne k preskúmaniu možností použitia softvéru zenon v kombinácii s cloudovou platformou Azure spoločnosti Microsoft vrátane balíka Azure IoT Suite. Microsoft Azure ponúka vysokoškálovateľnú platformu na poskytovanie podnikových aplikácií jednoducho a lacno z cloudu.

Zenon je úplne integrovaný do cloudových služieb Azure spoločnosti Microsoft. Tie poskytujú platformu, ktorá bola navrhnutá tak, aby pomohla organizáciám ťažiť zo škálovateľnosti, obratnosti a nákladovej efektívnosti cloudu bez potreby prepisovania aplikácií. Používatelia môžu dodávať podnikové aplikácie „tak, ako sú“ na akomkoľvek zariadení bez ich prepisovania; tým sa eliminuje potreba veľkých predbežných výdavkov a skracuje čas potrebný na uvedenie cloudových riešení do výroby.

Cloud prináša rýchly prehľad

Gorenjske Elektrarne teraz používa zenon v kombinácii s Microsoft Azure na rýchly a ľahký prístup k svojmu riadiacemu centru. Teraz môžu byť informácie z riadiaceho centra Gorenjske Elektrarne okamžite vizualizované v mobilných klientoch. Zamestnanci jednoducho inštalujú vzdialené klienty na ich počítačoch, tabletoch alebo telefónoch pripojených k internetu a potom môžu bezpečne pristupovať k aplikácii zenon. Vďaka malej prvotnej investícii a bez špecializovaného hardvéru môže Gorenjske Elektrarne zabezpečiť, aby každý člen tímu, ktorý to potrebuje, mal operatívny prehľad. Ten pozostáva z informačnej obrazovky aktualizujúcej sa v reálnom čase o celej infraštruktúre spoločnosti v rámci všetkých 36 geograficky rozmiestnených prevádzok vyrábajúcich elektrickú energiu.

Technici a vedúci pracovníci majú prístup k potrebným informáciám pomocou svojich inteligentných telefónov s Androidom. Aplikácia zenon, ktorá beží na Azure, poskytuje v reálnom čase správne informácie. Vďaka tomu umožňuje tímu reagovať čo najrýchlejšie a prijímať rozhodnutia na základe spoľahlivých a kvalitných údajov.

Zdroje

[1] On the way to zero downtime with zenon and Microsoft Azure. Prípadová štúdia COPA-DATA GmbH. [online]. Citované 10. 5. 2020. Dostupné na: https://www.copadata.com/download/0/1026/a08432c2-0ee4-4553-adcb-4203e93af741.