Як змінити напрямок вітру на краще – сучасні SCADA-системи керують вітровими електростанціями.

Щораз більший попит на альтернативні джерела енергії та збільшення інвестицій у цю сферу сприяють швидкому розвитку вітроенергетики. Збільшується не тільки кількість новозбудованих установок – ми також спостерігаємо технологічний прогрес у випадку з вітровими електростанціями. Одним із рішень, які найбільше сприяють такому зростанню, є системи SCADA, які вже відомі в інших виробничих секторах. Їх широке застосування у вітроенергетиці сприяє значному покращенню процесу виробництва енергії, водночас дозволяє знизити витрати на обслуговування обладнання.

Вітер як джерело позитивних змін

Кліматична криза та зростання кількості екологічних проблем, виснаження запасів вугілля, а також зростання цін на нафту та газ у довгостроковій перспективі є факторами, які за останні десятиліття привернули увагу світу до відновлюваних джерел енергії. Серед них – вітроенергетика, яка отримала широке визнання і велику популярність. Одним зі світових лідерів і попередників широкомасштабного використання енергії вітру є Данія, яка у 2019 році отримала 47% енергії з цього джерела. Також 27 грудня 2020 року частка вугілля у виробництві електроенергії в Польщі вперше впала нижче 50%. Це пов’язано, серед іншого, з найвищою продуктивністю вітрових електростанцій в історії. Згідно з Global Wind Report, у 2019 році вітрова енергія становила 15% загального попиту на електроенергію в країнах ЄС. Вчені очікують, що ця тенденція буде стабільно зростати в найближчі 5 років.

Нова якість у вітряних електростанціях

SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) — це інформаційна система, завданням якої є насамперед моніторинг виробничого процесу та підвищення ефективності виробництва шляхом збору й аналізу даних із виробничого обладнання. Він розташований між пристроями керування, вимірювання та виконання (такими як контролери PLC, модулі вводу/виводу, датчики та лічильники) та оператором машини, усією виробничою лінією або навіть цілим заводом чи групою фабрик. Система SCADA дозволяє не тільки збирати та візуалізувати дані, а й контролювати процес і сигналізувати.

У випадку з вітровими електростанціями головною перевагою використання систем SCADA є значне зниження витрат на обслуговування обладнання. Завдяки функції, що дозволяє виявляти помилки та несправності в роботі вітрогенераторів, а часто навіть симптоми майбутніх несправностей, можна швидко дістатися до заданого елемента та відремонтувати чи замінити його, що мінімізує час простою. У разі важкодоступних або віддалених електростанцій, наприклад в Балтійському морі можливість дистанційного виявлення симптомів несправності є значним зниженням витрат, пов’язаних з прибуттям і роботою обслуговуючого персоналу. Аналізуючи дані про роботу турбін, стан навколишнього середовища та несправності, можна вжити профілактичних заходів, подовжуючи термін служби турбін.

Другою важливою перевагою систем SCADA є можливість використання отриманих даних у процесі прогнозування та оптимізації виробництва. Внаслідок добових коливань виробництво енергії з відновлюваних джерел, особливо вітрової та сонячної, значно змінюється. З іншого боку, досі доступна лише обмежена ємність для зберігання виробленої електроенергії. Тому стає надзвичайно важливим максимально зрівняти попит і пропозицію – особливо в контексті реформи Балансувального ринку, яка набула чинності на початку 2021 року. В результаті, погано керовані вітрові електростанції, для яких дисбаланс між енергією, що виробляється та поставляється ​​в Public Power System, дорівнює додатковим експлуатаційним витратам, також стають учасниками ринку. Поєднання систем SCADA та передових аналітичних інструментів дозволяє, серед іншого, програмувати налаштування лопатей вітрогенераторів на основі прогнозу погоди, щоб налаштувати їх роботу відповідно до швидкості та напрямку вітру, що призводить до оптимізації рівня виробництва.

Компетенції Sii визнані в Данії

У липні 2020 року провідний данський виробник вітрових турбін вибрав Sii як інтегратора рішень, що використовують систему SCADA.

– У проекті ми відповідаємо за налаштування та калібрування контролерів PLC та всіх інших керуючих пристроїв, розташованих у вітряній турбіні, та створення стандартизованого каналу зв’язку (стандарт OPC), по якому дані надсилаються в SCADA в режимі реального часу. Оператор, використовуючи підготовлену нами візуалізацію, має доступ до ключових даних з процесу виробництва енергії. Він чи вона може налаштувати параметри турбіни або прийняти рішення про необхідне обслуговування, – каже  Szymon Woźnica, Business Development Manager, Engineering Competency Center компанії Sii.

Однією з найцікавіших проблем, з якою сьогодні стикаються консультанти Sii, є інтеграція інформації безпосередньо з «виробничої лінії» (зібраної через SCADA) з даними ззовні, включаючи економічні дані, наприклад прогнозований попит на електроенергію або ціну 1 кВт енергії, а також дані про погоду, такі як швидкість і напрям вітру, вхідні погодні фронти та багато інших.

– Завдяки вмінню та практиці поєднання досвіду Engineering Competency Center зі знаннями інших центрів компетенцій Sii (наприклад, Business Intelligence), ми можемо підтримати наших клієнтів у впровадженні комплексних інструментів, що дозволяють виробляти вітрову енергію ще більш ефективним шляхом – каже  Piotr Żukowski, Head of Public & Utilities Industry в Sii.

Комплексне рішення для комунального господарства

Як надійний партнер компаній з комунального господарства, Sii виконує широкий спектр проектів, включаючи впровадження, обслуговування та розвиток систем моніторингу та підтримки виробництва. Наші фахівці мають досвід впровадження систем SCADA, а також створення спеціалізованого програмного забезпечення, що працює з системами управління виробництвом. Ми створюємо системи SCADA з нуля, програмуємо та налаштовуємо датчики та контролери PLC та інтегруємо їх з іншими системами, водночас будучи готовими підтримувати будівництво вітрових електростанцій навіть на морі.

Інженери Sii реалізують проекти для двох провідних світових виробників вітрових турбін, що стосуються інтеграції датчиків із системою SCADA, аналізу даних та створення внутрішніх платформ на базі Microsoft 365.

Дізнайтеся більше про нашу пропозицію для комунального господарства та інженерні послуги, які надає Sii.