Operatorzy systemu elektroenergetycznego zobowiązani są do dostarczania jak największej ilości energii odnawialnej do sieci, przy czym jej stabilność nie może być zagrożona. Za stabilność sieci odpowiada regulacja mocy czynnej i biernej. Certyfikowane sterowniki od Phoenix Contact pozwalają na regulację dostarczanej energii do sieci, a dzięki technologii PLCnext potrafią znacznie więcej.

Odnawialne źródła energii stanowią główny filar transformacji energetycznej, a ich udział w produkcji energii elektrycznej stale rośnie. Jednakże wzrost ilości źródeł OZE w krajowym systemie elektroenergetycznym (KSE) niesie ze sobą wyzwania. Zdecentralizowane systemy wytwarzania energii muszą przyczyniać się do zapewnienia jakości energii na odpowiednim poziomie. Częstotliwość i napięcie są wykorzystywane jako istotne parametry oceny jakości energii. Częstotliwość zależy od bilansu mocy czynnej. Jeśli producenci wprowadzą do sieci więcej mocy czynnej, niż potrzebują odbiorcy, częstotliwość sieci wzrasta. Z drugiej strony na napięcie sieciowe wpływa bilans mocy biernej. Wzrost zapotrzebowania na moc bierną prowadzi do obniżenia napięcia sieciowego (Rys. 1).

Często uważa się, że zdecentralizowane systemy wytwarzania energii mają wyraźnie negatywny wpływ na jakość energii w sieci. Wynika to głównie z faktu, że warunki zewnętrzne, takie jak wiatr czy słońce, które w istotny sposób determinują działanie systemów, nie mogą być kontrolowane ani odpowiednio planowane. Zapomina się jednak, że systemy te oferują techniczne możliwości do ustabilizowania częstotliwości, a także napięcia.

Oprócz wytwarzania energii należy również realizować ogólne zadania dotyczące jej dystrybucji. Polska, czyli w przypadku przesyłu i dystrybucji energii – KSE jest integralną częścią europejskiego rynku energii. W konsekwencji, wymogi europejskie zostały przyjęte w „Network Code – Requirements for Generators”, tzw. „Kodeksie sieci – wymagania dla źródeł wytwórczych”. Dokument ten opisuje zasady przyłączenia do sieci, którym podlegają systemy wytwarzania energii zainstalowane w Europie. Przepisy te muszą być dostosowane do lokalnych warunków w poszczególnych krajach. W związku z tym na potrzeby rynku polskiego, zostały opracowane „Wymogi ogólnego stosowania wynikające z Rozporządzenia Komisji (UE) 2016/631 z dnia 14 kwietnia 2016 r. ustanawiającego kodeks sieci dotyczący wymogów w zakresie przyłączenia jednostek wytwórczych do sieci (NC RfG)”, czyli wytyczne dla rynku polskiego. Wymogi opisują wszystkie kluczowe parametry jakościowe dla określonych typów jednostek wytwórczych wynikających z ich mocy i punktu przyłączenia do sieci elektroenergetycznej. W związku z tym zasady te mają zastosowanie do wszystkich nowych i modernizowanych systemów wytwórczych w tym np.: fotowoltaicznych.

Uzupełnieniem wymogów ogólnego stosowania jest kolejna regulacja wypracowana przez operatora systemu przesyłowego PSE oraz wszystkie spółki dystrybucyjne pod patronatem PTPiREE dotycząca sposobu respektowania w/w wymogów. Mowa o:     „Warunkach i procedurach wykorzystania certyfikatów w procesie przyłączenia modułów wytwarzania energii do sieci elektroenergetycznych”, czyli dokumentu mówiącego o wymogach jakie muszą spełniać urządzenia dopuszczone do stosowania. I tak jasnym jest, że od 30 kwietnia 2022 nowe lub modernizowane instalacje wytwórcze mają być zbudowane na bazie certyfikowanych urządzeń (Rys. 2).

Nasze sterowniki do regulacji dostarczania energii do sieci zapewniają przestrzeganie nastaw mocy czynnej lub biernej oraz określonych procedur sterowania w punkcie przyłączenia do sieci określonych w wymogach ogólnego stosowania. Wartości zadane są ustawiane przez strony trzecie – operatora sieci lub sprzedawcę bezpośredniego – za pomocą technologii zdalnego sterowania lub w ramach charakterystyk zdefiniowanych w w/w dokumentach.

Technologia PLCnext

Najnowsza generacja sterowników PLC oparta jest na otwartej technologii PLCnext, która umożliwia w jednym projekcie użycie różnych języków programowania, takich jak IEC 61131, C/C ++, C # czy Matlab/Simulink, a także łączenie różnych funkcji w jednym urządzeniu. Rozwiązanie Phoenix Contact jest skierowane do użytkowników, którzy posiadają niezbędną wiedzę systemową i programistyczną (Rys. 3).

W razie potrzeby można też dołączyć dodatkowe funkcje. Konfiguracja parametrów regulatora PID, ustawianie punktów charakterystyk lub rejestracja wszystkich istotnych parametrów sieci i regulatora są częścią dostępnego szablonu.

Phoenix Contact oferuje również dodatkowe biblioteki bloków funkcyjnych do implementacji specyficznych wymagań. Obejmują one między innymi moduły do integracji zdecentralizowanych systemów za pomocą technologii zdalnego sterowania. Ponadto moduły funkcyjne dla elektrowni fotowoltaicznej upraszczają komunikację z inwerterami, miernikami energii lub połączenie z portalem niezależnym od producenta.

Bezpieczeństwo dzięki otwartej architekturze

PLCnext Technology składa się z różnych komponentów (Rys. 4). Dzięki narzędziu PLCnext Engineer zyskujemy oprogramowanie do wszystkich zadań inżynieryjnych. Cyfrowy sklep PLCnext Store oferuje między innymi moduły funkcyjne, czy rozszerzenia funkcji w celu szybszej implementacji aplikacji. I wreszcie, użytkownicy mogą wymieniać się pomysłami w społeczności PLCnext Community i wspierać się nawzajem w realizacji swoich projektów. Ze względu na swoją otwartość, na przykład w zakresie języków programowania i integracji nowych standardów komunikacyjnych, PLCnext to przyszłościowe rozwiązanie.

Więcej informacji znajdziesz na www.phoenixcontact.pl

Kombinacje urządzeń łączeniowych – SOL-SC-PCU-0000-FO-B-0 – 1160749 Rozwiązanie szafy sterowniczej z PLCnext Control. Przygotowane do indywidualnej aplikacji regulatora systemu wytwarzania energii. Podstawa do zarządzania dostawami energii do sieci przez systemy wytwarzania energii, które dostarczają energię do sieci średniego i wysokiego napięcia.

Opis

Rozdzielnica Phoenix Contact zawiera sterownik PLCnext Control, który musi zostać rozszerzony o wymagającą licencji aplikację podstawową do regulatora systemu wytwarzania energii wg. wymogów ogólnego stosowania dla rynku polskiego. Licencje aplikacji podstawowej są dostępne w PLCnext Store.

Aplikacja podstawowa spełnia następujące wymagania:

Regulacja mocy czynnej:

• Ustawianie wartości zadanych przez operatora sieci i osoby trzecie
• Charakterystyka P(f) (tylko systemy typu 2)

Regulacja mocy biernej:

• cos(φ)
• Regulacja mocy biernej z funkcją ograniczenia napięcia
• Charakterystyka Q(U)
• Charakterystyka Q(P)

Inne:

• Działanie z priorytetem mocy biernej
• Obejście regulatora (tryb slave)
• Monitorowanie warunków napięciowych w punkcie przyłączenia do sieci do włączenia jednostki wytwarzania energii po zadziałaniu ochrony w jednostce wytwarzania energii

Zalety:

• Regulacja instalacji wytwarzania energii specyficzna dla użytkownika sieci
• Stabilizacja lokalnych sieci elektrycznych
• Możliwość indywidualnej rozbudowy dzięki otwartym interfejsom
• Obsługa języków wysokiego poziomu

Dowiedz się więcej

Autor:	Grzegorz Polarz	email: gpolarz@phoenixcontact.pl
Autor:	Mateusz Pustułka	email: mpustulka@phoenixcontact.pl