Metody automatyki, a sterowanie i monitorowanie - Smartgrid

Metody automatyki, a sterowanie i monitorowanie systemów
energetycznych
Wojciech GREGA
[email protected]
Katedra Automatyki, Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki,
Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie
Streszczenie
We współczesnych systemach energetycznych dąŜy się do automatyzacji procesu
produkcji energii, jej przesyłu jak i sterowania węzłami odbiorczymi. ZuŜycie energii
stanowi istotną pozycję w budŜecie tak odbiorców indywidualnych jak i przemysłowych.
Podnosi to podnosi rangę problemów dotyczących niezawodnego przepływu energii, analizy
jej jakości, minimalizacji zuŜycia, czy teŜ bieŜącego kształtowania i pobieranych opłat. W
związku z tym słuŜby dyspozytorskie oraz nadzoru technicznego rozległych terytorialnie
systemów energetycznych stawiają projektantom i integratorom systemów automatyki coraz
wyŜsze wymagania z zakresie szybkiego i niezawodnego dostępu do informacji powstałej w
róŜnych miejscach systemu.
Projekty takie w ostatnich latach uzyskały istotne wsparcie technologiczne w wyniku
rozwoju techniki mikroprocesorowej, narzędzi informatyki przemysłowej i metod
teletransmisji. Powstały moŜliwości uzyskiwania w czasie rzeczywistym pełnej informacji o
pracy systemu energetycznego, a takŜe jej szybkiego przetwarzania - w tym stosowania
złoŜonych metod obliczeniowych w czasie rzeczywistym Zastosowanie nowoczesnych
technologii teleinformatycznych umoŜliwia wydajne przesyłanie informacji o pracy urządzeń
nie tylko w skali pojedynczych obiektów czy grup obiektów, ale w skali miasta lub zgoła w
skali całego globu. Pojawiły się nowe pojęcia, jak „telemonitoring”, „telesterowanie” czy teŜ
”wirtualne przedsiębiorstwo”. Odzwierciedlają one tendencje do integracji rozproszonych
terytorialnie i róŜnych funkcjonalnie systemów automatyki, zarządzania i planowania
produkcji energii w jeden spójny system, o swobodnym przepływie informacji pomiędzy jego
poszczególnymi komponentami.
Tradycyjnie, stosuje się podział produkcji, transportu i dystrybucji energii ze względu na
jej rodzaj (energia elektryczna, cieplna) lub teŜ według źródeł jej pochodzenia (generatory
parowe, turbiny wodne, wiatrowe itd.). NaleŜy jednak podkreślić, Ŝe z punktu widzenia
metod sterowania i monitorowania - generalnie metod automatyki i informatyki
przemysłowej - podział ten nie jest istotny. Projektanta systemu automatyki interesuje przed
wszystkim przepływ informacji: liczba zmiennych procesowych, ich charakter (ciągłe –
analogowe czy teŜ dyskretne - cyfrowe?), ich dynamika (czy są to sygnały szybko czy
wolnozmienne?) oraz kryteria jakości dla algorytmów sterowania (np. sterowanie w stanach
zakłóceniowych czy bezzakłóceniowych sytemu energetycznego?). Struktura systemu
sterowania, algorytmy przetwarzania danych, stosowane standardy informatyczne, protokoły
transmisji danych będą podobne, niezaleŜnie od tego, czy rozwaŜany jest system automatyki
dla obsługi sieci energetycznej, czy teŜ sterowania rozległym system grzewczym. W jednym i
drugim przypadku kluczowymi elementami takich projektów są:
•
rozproszone układy pomiarowo-sterujące, tworzące węzły automatyki wyposaŜone w
lokalną inteligencję,
•
sieci transmisji danych, wspierane przez standardowe protokoły działające w czasie
rzeczywistym,
•
nadrzędne systemy monitorowania i sterowania, w tym systemy SCADA,
•
systemy realizujące zaawansowana analizę i przetwarzanie danych,
•
narzędzia informatyczne dla integracji podsystemów.
Tych zagadnień dotyczy ta prezentacja.