Drony w branży elektroenergetycznej

Szczegóły

Nadrzędna kategoria: Artykuły

Opublikowano: poniedziałek, 02, styczeń 2023 18:04

Drony – bezzałogowe statki powietrzne (BSP) – są coraz powszechniejszym i ekonomicznym narzędziem stosowanym w wielu dziedzinach życia. Drony umożliwiają większą precyzję i lepszy dostęp do trudno dostępnej infrastruktury i realizację niebezpiecznych procedur kontrolnych, zwykle wykonywanych przez ludzi. W artykule przedstawiono kilka zastosowań dronów w sektorze energetycznym, które optymalizują prace projektowo-wykonawcze całego sztabu ludzi.

Więcej...

Metody sterowania napięciem w sieciach nn z instalacjami prosumenckimi

Szczegóły

Nadrzędna kategoria: Artykuły

Opublikowano: wtorek, 20, grudzień 2022 18:47

Wzrost liczby prosumenckich instalacji fotowoltaicznych przyłączanych do sieci niskiego napięcia doprowadził do sytuacji, w której generacja może lokalnie przekraczać zapotrzebowanie na energię. Skutkiem tego jest wzrost napięcia rejestrowany obecnie w wielu sieciach dystrybucyjnych na terenie kraju. Zbyt wysoka wartość napięcia stanowi poważny problem dla operatorów systemu dystrybucyjnego (OSD) i jest podstawowym ograniczeniem w przyłączaniu nowych źródeł. W artykule zaprezentowano wymogi przepisów w zakresie przeciwdziałania wzrostowi napięcia. Przedstawiono także ocenę efektywności wybranych metod sterowania napięciem na przykładzie modelowej sieci nn.

mgr inż. Klara Janiga, dr hab. inż. Piotr Miller, Katedra Elektroenergetyki, Politechnika Lubelska

Liczba instalacji odnawialnych źródeł energii (OZE) w Polsce stale wzrasta. Z roku na rok zmienia się jednak struktura mocy zainstalowanej w OZE – ostatnie lata to przede wszystkim duży wzrost liczby systemów fotowoltaicznych (PV). W 2021 roku po raz pierwszy moc zainstalowana w fotowoltaice przekroczyła moc źródeł wiatrowych [1]. Pod względem całkowitej mocy zainstalowanej w PV (11,06 GW – stan na wrzesień 2022 r.) Polska znajduje się już na szóstej pozycji wśród krajów Unii Europejskiej [1, 2]. Tempo rozwoju rynku PV jest także rekordowe. Wynik 3,715 GW nowych mocy w fotowoltaice w 2021 r. plasuje Polskę na drugiej pozycji w UE i dziesiątej na świecie [3, 4]. Tak znaczne przyrosty mocy zainstalowanej są zasługą głównie instalacji prosumenckich, które stanowią ok. 75% mocy wszystkich systemów PV. Od cztrech lat rynek prosumentów dynamicznie się rozwija – względem roku 2018 moc zainstalowana wzrosła ponad 30-krotnie, osiągając pod koniec III kwartału 2022 r. 8,36 GW w ponad milionie instalacji prosumenckich (rys. 1).

Intensywny rozwój rynku prosumentów przyniósł wiele pozytywnych skutków. Systematyczny wzrost liczby odnawialnych źródeł energii wpisany jest w politykę UE i ma przyczyniać się do stopniowego ograniczania inwestycji w wysokoemisyjne źródła węglowe oraz zmniejszać deficyty mocy w systemie. Przyłączanie źródeł energii do sieci dystrybucyjnej, a więc bliżej odbiorców, skutkuje obniżeniem strat mocy na przesyle i spadków napięcia w sieci. Jednak oprócz pozytywnych stron tego zjawiska istnieją także pewne problemy techniczne, szczególnie wyraźnie widoczne w sieciach o dużym nasyceniu źródłami PV. Najpoważniejszym z nich jest zjawisko nadmiernego wzrostu napięcia w sieci. Dochodzi do niego lokalnie, gdy poziom generacji jest wysoki przy jednoczesnym niskim zapotrzebowaniu na energię elektryczną. Sytuacja ta jest zwykle przejściowa i występuje w szczytach nasłonecznienia. Zjawisko wzrostu napięcia dotyka szczególnie prosumentów przyłączonych w głębi sieci, z dala od transformatora SN/nn. Za właściwy poziom napięcia odpowiadają operatorzy systemu dystrybucyjnego, zatem aby umożliwić przyłączanie kolejnych źródeł do sieci i zapewnić stabilne warunki zasilania odbiorcom, konieczne jest podjęcie działań mających przeciwdziałać przekroczeniom napięciowym. Mogą być to inwestycje w modernizację sieci albo wdrożenie odpowiednich metod sterowania napięciem.

Wymogi przepisów dla mikroinstalacji w zakresie sterowania napięciem

Instalacje prosumenckie, będące szczególnym rodzajem mikroinstalacji (czyli instalacji OZE o mocy do 50 kW), podlegają przepisom zawartym w Instrukcji Ruchu i Eksploatacji Sieci Dystrybucyjnej IRiESD (np. [5]). Postanowienia dotyczące mikroinstalacji zawarte w IRiESD wynikają m.in. z kodeksu przyłączeniowego NC RfG (ang. Network Code Requirements for Generators) wprowadzonego Rozporządzeniem Komisji (UE) 2016/631 [6].

W zakresie sterowania napięciem IRiESD formułuje wymogi co do trybu pracy instalacji oraz rodzaju, nastaw i sposobu działania zabezpieczeń nadnapięciowych. Zgodnie z przepisami mikroinstalacja powinna mieć możliwość pracy w trzech trybach:

• w trybie podstawowym Q(U), zgodnym z zadaną charakterystyką (), ustawianym domyślnie dla każdej nowo uruchamianej mikroinstalacji. W trybie tym, gdy napięcie na zaciskach generatora przekroczy wartość 1,06 U_n, falownik instalacji PV powinien podjąć próbę obniżenia napięcia poprzez pobór mocy biernej, z zastrzeżeniem jednak, że wartość cosφ nie może spaść poniżej cosφ = 0,9_ind;
• w trybie alternatywnym cosφ(P);
• w trybie dodatkowym ze stałą wartością cosφ ustawianą w granicach od 0,9_ind do 0,9_poj.

Tryb alternatywny i dodatkowy może być ustawiony jedynie na polecenie OSD. Ponadto, w dokumencie zawarte jest także zalecenie, by mikroinstalacja miała możliwość płynnego zmniejszania mocy czynnej generowanej w funkcji wzrostu napięcia. Tryb P(U) powinien uaktywnić się dopiero, gdy wyczerpane zostaną możliwości sterowania napięciem w trybie Q(U). Przepisy nie precyzują nastaw charakterystyki P(U), a praca źródła w tym trybie nie jest wymogiem, a jedynie zaleceniem OSD. Mikroinstalacje o mocy przekraczającej 10 kW powinny być wyposażone w port wejściowy RS485 obsługujący protokół komunikacyjny SUNSPEC, co umożliwi OSD ograniczenie generacji lub całkowite odłączenia od sieci źródła w sytuacji zagrożenia bezpieczeństwa pracy sieci. Przed wejściem w życie kodeksu sieci RfG, tryb pracy falownika nie był określony, a zatem mikroinstalacje pracowały w trybie najbardziej korzystnym dla prosumenta, ze stałą wartością cosφ = 1. Na istniejące mikroinstalacje (na które umowa zakupu została zawarta przed 17 maja 2018 r.) nie nałożono obowiązku dostosowania do nowych przepisów [7].

Oprócz wymaganych trybów sterowania napięciem mikroinstalacje powinny być wyposażone także we wbudowany układ zabezpieczeń chroniących dwustopniowo przed wzrostem napięcia (tabela).

* 10-minutowa wartość średnia, zgodni z EN 50160. Szczegółowe wymagania w zakresie pomiaru wartości średniej zawarte są w normie PN-EN 50438:2014-02

[Fragment artykułu z numeru 12/2022]

Zgrana współpraca Rittal i Eplan – niczym na boisku

Szczegóły

Nadrzędna kategoria: Artykuły

Opublikowano: wtorek, 26, listopad 2019 16:38

Profesjonalne drużyny sportowe, a w szczególności futbolu amerykańskiego i ich przemyślana strategiczna współpraca podczas gry, która umożliwia perfekcyjne zagrania i zdobywanie przewagi nad przeciwnikami, mają wiele wspólnego ze współpracą firm Rittal i Eplan. Jeden za wszystkich, wszyscy za jednego. Tak w metaforyczny sposób można opisać wspólne działanie obu firm, które łączą budowę urządzeń z rozwiązaniami cyfrowymi.

Więcej...

Magazyn energii na stadionie

Szczegóły

Nadrzędna kategoria: Artykuły

Opublikowano: wtorek, 13, listopad 2018 16:13

Firma Eaton oddała do żytku największy system magazynowania energii dla budynku komercyjnego w Europie, wykorzystującego baterie nowe oraz second-life pochodzące z pojazdów elektrycznych, zainstalowanego na stadionie Johan Cruijff ArenA w Amsterdamie.

Projekt jest wynikiem współpracy kliku firm: Nissan, Eaton, BAM, The Mobility House i Johan Cruijff ArenA, wspieranych przez Amsterdamski Fundusz Klimatyczno-Energetyczny (AKEF) oraz Interreg.

Więcej...

System diagnostyczny dla rozdzielnic

Szczegóły

Nadrzędna kategoria: Artykuły

Opublikowano: środa, 31, październik 2018 14:36

Firma Eaton uruchomiła pierwszy system diagnostyczny, który zapewnia stały monitoring temperatury w krytycznych obszarach rozdzielnic. Pomaga to zmniejszyć ryzyko przestojów instalacji poprzez ciągłe monitorowanie temperatury istotnych elementów systemu oraz generowanie powiadomień alarmowych w przypadku zbliżającego się przeciążenia systemu.

System analizuje zachowanie w różnych warunkach pracy, generując cenne informacje na temat wydajności rozdzielnicy. Korzystając z tych informacji, aktualizacje systemu mogą być wdrażane przy znacznie mniejszym ryzyku. System diagnostyczny jest odpowiedni dla wszystkich rodzajów systemów dystrybucji energii – w szczególności dla rozdzielnic przewodzących duże prądy, umieszczonych na zewnątrz lub w kontenerach oraz dla zakładów, w których przewiduje się rozbudowę lub zmiany.

System diagnostyczny składa się z autonomicznych czujników temperatury, które są umieszczane w krytycznych punktach pól rozdzielnicy i bezprzewodowo przesyłają odczyt temperatury do kontrolera co 10 min. Dane są następnie przechowywane w kontrolerze i w razie potrzeby mogą być wyświetlane graficznie lub wywoływane do szczegółowej analizy. Kontroler wykorzystuje specjalne oprogramowanie sprzętowe do wyświetlania charakterystyki termicznej rozdzielnicy. Można go łatwo podłączyć do systemów SCADA. Funkcje diagnostyczne obejmują np. kontrolę parametrów oraz generowanie analiz trendów. W przypadku przekroczenia ustalonych wcześniej progów generowane jest powiadomienie alarmowe i zostaje ono wysyłane do stacji monitorującej.

– Przegrzanie jest jednym z największych zagrożeń stwarzanych przez rozdzielnice. Inteligentny monitoring temperatury w szafie rozdzielczej nie tylko zmniejsza potencjalne zagrożenia dla personelu i sprzętu, ale także obniża długoterminowe koszty eksploatacji – wyjaśnia Bernhard Gegenbauer, product line manager w firmie Eaton. – Nowy system diagnostyczny daje znaczne korzyści w porównaniu z dotychczasowym rozwiązaniem rynkowym wykorzystującym termografię. Przede wszystkim dlatego, że zapewnia ciągły monitoring i wykrywanie ukrytych lub trudno dostępnych miejsc w szafie, jest w stanie zaoferować znacznie dokładniejszy obraz zachowania termicznego systemów rozdzielnic. Po drugie, funkcje diagnostyczne i alarmowe zapewniają lepsze zarządzanie ryzykiem. Inwestycja w ten innowacyjny system diagnostyczny zwraca się w krótkim czasie.

Autonomiczne czujniki temperatury stosowane w systemie diagnostycznym mogą być łatwo montowane na szynach zbiorczych lub złączach w celu samodzielnego zasilania w energię poprzez pole elektromagnetyczne szyny. Technologia ta może zapewnić pomiar temperatury i transfer danych przy użyciu zaledwie 50 A prądu. System jest całkowicie bezobsługowy i idealnie nadaje się do miejsc takich jak przedziały szyn zbiorczych, które podczas pracy są niedostępne.

Zmierzone wartości są niezawodnie i bezprzewodowo przesyłane w paśmie 2,4 GHz, zgodnie z normą IEE 802.15.4, bezpośrednio do systemu sterowania lub do kontrolera opartego na systemie Linux. Bezprzewodowe przesyłanie danych pomiędzy wieloma polami minimalizuje koszty instalacji i konfiguracji. Ponadto przedział szyny zbiorczej jest pozbawiony potencjalnych zagrożeń, które mogą wystąpić podczas stosowania konwencjonalnego oprzewodowania czujników. Ponieważ każdy czujnik jest adresowalny oddzielnie, obsługiwana jest bezpośrednia implementacja w systemach SCADA.

Źródło: Eaton

Charakterystyka stacji średnich napięć

Szczegóły

Nadrzędna kategoria: Artykuły

Opublikowano: poniedziałek, 10, wrzesień 2018 11:17

Stacje średnich napięć stanowią węzły dystrybucyjnej sieci elektroenergetycznej SN i mają istotne znaczenie dla funkcjonowania lokalnych systemów elektroenergetycznych.

Obejmują zarówno stacje SN/nn, jak i stacje SN/SN. Te pierwsze są stacjami o napięciu 6, 10, 15, 20 lub 30 kV służącymi do rozdziału energii elektrycznej oraz do zasilania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia. Stosuje się je do zasilania: osiedli mieszkaniowych w miastach, parków i terenów rekreacyjnych, osiedli podmiejskich i wsi, placów budów, zakładów przemysłowych i warsztatów rzemieślniczych. Te drugie oprócz rozdziału energii służą do transformacji z jednego poziomu napięcia średniego na drugi, np. 20 kV/6 kV, 20 kV/10 kV, 15 kV/6 kV [2].

Więcej...

Rozdzielnice niskiego napięcia

Szczegóły

Nadrzędna kategoria: Artykuły

Opublikowano: poniedziałek, 10, wrzesień 2018 11:15

Stanowią ważny element każdej instalacji elektrycznej. Umieszczana jest w nich aparatura zabezpieczająca, sterownicza i sygnalizacyjna. Rozdzielnice instaluje się we wnękach w murze, osłonięte od zewnątrz drzwiczkami, oraz w pełnych obudowach przyściennie lub jako urządzenia wolnostojące.

Więcej...