wersja mobilna
Online: 1540 Niedziela, 2017.04.23

Technika

Monitorowanie energii elektrycznej w OZE

wtorek, 06 września 2016 10:04

Źródła energii odnawialnej są obecnie w większości zintegrowane z siecią energetyczną, dostarczając do niej coraz większą moc. Przykładowo, farmy wiatrowe pracują zwykle w dużych zespołach lub jako pojedyncze jednostki. Duże systemy fotowoltaiczne o mocy kilku megawatów są już znaczącą częścią systemu energetycznego dużych miast. Podobnie wygląda udział dużych elektrowni wytwarzających energię elektryczną na bazie biogazu. Każda z takich elektrowni ma wpływ na stabilność niezależnych elektrowni wytwarzających energię elektryczną w konwencjonalny sposób. Dodatkowo, w większości przypadków, nie do pominięcia są kwestie kompatybilności elektrycznej, które determinują jakość energii elektrycznej dla odbiorcy końcowego.

Każdy wytwórca energii elektrycznej jest zobowiązany do weryfikacji parametrów generowanej energii elektrycznej na poziomie komponentu, i na poziomie grupy komponentów, jak ma to miejsce w przypadku dużego zespołu jednostek wytwarzających energię elektryczną. Wiąże się to ze spełnieniem warunków odnośnie do standaryzacji, przykładowo musi być zapewniona zgodność z IEC 61400-12, IEC 61400-21 w momencie przyłączenia farmy generującej energię elektryczną do sieci energetycznej.

Elektrownie wykorzystujące źródła energii odnawialnej są niezależnymi jednostkami generującymi energię elektryczną, których oddziaływanie na sieć może mieć wymiar zarówno pozytywny, jak i negatywny. Spełnienie odpowiednich wartości granicznych odnośnie do wahań napięcia, harmonicznych, częstotliwości jest kluczowe dla podjęcia pozytywnej decyzji co do przyłączenia danego dostawcy do systemu elektroenergetycznego.

W przypadku elektrowni wiatrowych parametry generowanej energii muszą być odpowiednio skorelowane z wielkościami fizycznymi będącymi źródłem energii przetwarzanej przez elektrownie. Wpływ tak wielu czynników na stabilność systemu energetycznego i jakość energii elektrycznej dostarczanej do odbiorców wymusza stosowanie przyrządów pomiarowych, aktualnych ze względów na standaryzację oraz umożliwiających wykonywanie pomiarów z najwyższą dokładnością.

Wyobraźmy sobie sytuację, w której następuje gwałtowne zaburzenie wartości mocy czynnej i biernej generatora elektrowni wiatrowej. Tego rodzaju zjawisko spowoduje natychmiastową zmianę wartości napięcia, która wywoła obserwowalne zjawisko migotania światła (flicker). Tego rodzaju efekt może być wywołany przez zaburzenia kierunku wiatru lub proces uruchamiania i zatrzymywania pracy turbiny wiatrowej.

Ze względu na fakt, że turbiny wiatrowe zawierają dużą liczbę półprzewodnikowych elementów mocy, powstanie duża liczba harmonicznych, które będą miały niekorzystny wpływ na osprzęt elektryczny w systemie elektroenergetycznym, prowadząc do szybszego zużycia jego komponentów oraz zwiększenia wartości strat w liniach przesyłowych i pozostałych komponentach sieci energetycznej.

Oferta firmy Dewetron

Firma Dewetron, będąca światowym liderem w branży pomiarowej, oferująca wielokanałowe systemy synchronicznej akwizycji danych, umożliwia użytkownikowi praktycznie nieograniczoną elastyczność w zakresie kompleksowej analizy źródeł energii odnawialnej. Jej urządzenia pozwalają na:

  • próbkowanie z prędkością do 10 MS/s na każdym kanale,
  • pomiary sygnałów stałoprądowych w konwerterach częstotliwości,
  • przeprowadzanie analizy po stronie sieci oraz po stronie generatora,
  • doprowadzenie napięcia o wartości szczytowej do 1400 V bezpośrednio do kanału pomiarowego,
  • długoterminową rejestrację z wykorzystaniem bazy danych i możliwością automatycznego stworzenia raportu zgodnie ze standardami IEC 61400-12, IEC 61400-21,
  • pomiary mocy wiatru (prędkości wiatru, kierunku wiatru, profilu wysokościowego, turbulencji itd.),
  • pomiary wielkości mechanicznych (sił, naprężeń, momentów) dla wirników, łopat, kolumny turbiny, układu przeniesienia napędu,
  • analizę emisji akustycznej (poziom mocy dźwięku, spektrum częstotliwościowe),
  • pomiary luminancji, temperatury,
  • pomiary prędkości obrotowej i oscylacji wirnika.
Jedno urządzenie

Należy zauważyć, że aby wykonać wszystkie te analizy, wystarczy jedna jednostka sprzętowa, która może być skonfigurowana w oparciu o nowe rozwiązania z serii DEWE-PM/PFT. Przykładowo kilka niezależnych systemów trójfazowych może być monitorowanych w tym samym czasie z wykorzystaniem kanałów do pomiarów napięć po stronie niskiego i średniego napięcia.

Pomocne w analizie tego rodzaju obiektów mogą być również urządzenia z serii Dewetron x38 z możliwością wykonywania pełnej analizy parametrów sieciowych oraz rejestracji. Urządzenia te pracują zgodnie z wymaganiami standardu IEC6100-4-30 klasa A. Różnorodne opcje rejestracji, współpraca z bazą danych SQL oraz możliwość stworzenia raportu na podstawie wykonanych pomiarów umożliwia stworzenie skalowalnego systemu monitoringu, przykładowo dla farmy wiatrowej.

W przypadku małych systemów pomiarowych, takich jak Dewe-x38, istnieje również możliwość skorzystania z danych przesyłanych z wykorzystaniem interfejsu CAN w celu rejestracji danych na temat prędkości wiatru, ciśnienia, temperatury oraz kierunku wiatru. W oparciu o te dane istnieje możliwość wygenerowania raportu zgodnego ze standardem IEC 61400 wyłącznie w oparciu o oprogramowanie Marlin dostępne w trybie online.

Pomiary wielkości środowiskowych są wykorzystywane do obliczeń ilości wyprodukowanej mocy w zależności od prędkości wiatru. Należy zauważyć, że oprócz możliwości generowania raportu z zarejestrowanych pomiarów użytkownik ma możliwość zarządzania procesem pomiarowym z dowolnego miejsca oraz wglądu do danych z bieżącego pomiaru.

Tespol
www.tespol.com.pl

 

 

Szukaj w serwisie Semicon

Firmy w artykule