Солнечный парк в Море, Португалия

В португальские фотогальванические установки интегрирована наша система управления солнечным парком Надежная и экономичная эксплуатация солнечных парков

Согласно Федеральному союзу энергетики и водного хозяйства (BDEW), более половины электрической энергии добывается в Португалии из возобновляемых источников энергии. Если посмотреть на мощность установленного оборудования, то заметно, что главным образом используется сила воды и ветра, а фотогальваника (ФГ) пока еще редкое явление. В настоящее время такая ситуация меняется стремительно. До конца 2021 года в Португалии были построены полевые установки общей мощностью 1,7 ГВт-пик. До 2030 года прогнозируется увеличение мощности объекта более чем на 9 ГВт-пик. Решение Phoenix Contact для управления солнечным парком уже используется в шести португальских ФГ-парках.

Солнечный парк в Море, Португалия

В солнечный парк в Море, Португалия, интегрирована система управления парком Phoenix Contact

Профиль клиента

Компания Wirtgen Invest Holding GmbH, расположенная в Нойштадте (Вид), Германия, инвестирует в расширение использования возобновляемых источников энергии в Португалии. В 2020 и 2021 годах компания Wirtgen Invest совместно с партнерами построила шесть фотогальванических установок.

Одним из ее партнеров стала компания WiNRG GmbH из Гамбурга, которая работает в области возобновляемых источников энергии с 2005 года. Сотрудники компании управляют крупными проектами и операциями, связанными с ветросиловыми и фотогальваническими установками, в интересах своих клиентов по всему миру. Руководитель проектов EPC Conecon GmbH, системный интегратор в сфере управления и мониторинга фотогальванических установок Zebotec GmbH, поставщик аналитического программного обеспечения QOS Energy и Phoenix Contact входят в проектную команду.

Солнечные модули в солнечном парке в Море, Португалия

Солнечный парк в Море состоит из более чем 130 000 фотогальванических модулей, генерирующих 49,4 МВт-пик номинальной мощности

Применение

В середине 2021 года в городе Море успешно подключен к сети пятый парк. Город расположен в юго-восточной части Португалии недалеко от испанской границы и вмещает более 130 000 фотогальванических модулей, номинальная мощность которых составляет 49,4 МВт-пик. Фотогальваническая установка питает электросеть при помощи новой электрической подстанции, которая построена в этой местности, непосредственно на уровне высокого напряжения. Продажа тока потребителям осуществляется в рамках Соглашения о поставках электроэнергии (PPA).

Вместе с окрестными фотогальваническими установками в Амарележе и Феррейра-ду-Алентежу, парками в Карташу и Сантарене, расположенными на севере от Лиссабона, и установкой в Лагосе на Алгарве установка в Море будет производить более 325 млн МВт·ч зеленого электричества в год. Таким образом можно обеспечить питанием свыше 80 000 домашних хозяйств из четырех человек, избежав выброса до 140 000 т CO₂.

Два сотрудника в крупном солнечном парке

Решение

Знакомство с соединительной коробкой генератора

525 соединительных коробок генератора собирают данные, защищают приложения и отключают их в случае необходимости

Комплексная и полная система управления солнечным парком

Так как отдельные ФГ-парки обладают схожей структурой, то для описания концепции взят пример установки в Море. 525 компактных соединительных коробок генератора (СКГ) аккумулируют ток 7350 ФГ-цепей и направляют его на такое же количество инверторов SHP75 SMA. Кабели постоянного тока защищены от перенапряжений в соединительной коробке генератора. Это важно, поскольку полевые установки подвержены повышенному риску воздействия токов молний и перенапряжений из-за размера их площади и открытого расположения. Молниезащитные разрядники и устройства защиты от импульсных перенапряжений Phoenix Contact позволяют значительно повысить готовность солнечного парка. Устройства выполняют требования стандартов EN 50539-11 и UL 1449 3rd ed в части защиты от перенапряжений в ФГ-установках и одобрены KEMA. Соединительную коробку генератора можно выключить для безопасного выполнения сервисных работ в рамках технического обслуживания.

Трансформаторная подстанция в солнечном парке в Море, Португалия

На 20 трансформаторных подстанциях напряжение постоянного тока 0,4 кВ повышается до 30 кВ

Надежная работа установки и простое подключение к сети

Напряжение переменного тока, преобразованное инверторами, передается на 20 трансформаторных подстанций, установленных в поле, где оно повышается с 0,4 кВ до 30 кВ. Прежде чем солнечное электричество попадет в локальную электросеть, трансформаторы повышают накопленное напряжение переменного тока в точке подключения к сети с 30 кВ до 60 кВ. Измерительные приборы измеряют здесь параметры сети и передают их в центральный регулятор питания. Децентрализованные системы генерирования электроэнергии должны вносить свой вклад в высокую стабильность сети. С этой целью соответствующие операторы сети указывают необходимые диапазоны частоты и напряжения сети, а также реактивной мощности в условиях подключения к сети фотогальванических установок. С целью контроля регуляторы систем генерирования электроэнергии (регуляторы СГЭ) записывают текущие параметры напряжения и реактивной мощности в точках подключения к сети. На этой основе устройства Phoenix Contact определяют затем соответствующие регулируемые величины и направляют их инверторам, параметры которых корректируются по мере необходимости.

Шкафы управления, установленные на трансформаторной подстанции

В поле установлено в общей сложности 20 устройств регистрации данных

Быстрый ввод в эксплуатацию устройств регистрации данных и датчиков окружающей среды

Кроме выработки электроэнергии, крупные солнечные парки, такие как в Море, накапливают большое количество данных, которые необходимо собирать, обрабатывать и анализировать, чтобы впоследствии определить, насколько экономично работает фотогальваническая установка. Поэтому на каждой 20-й трансформаторной подстанции установлено устройство регистрации данных. Устройства работают в режиме автоматического обнаружения, поэтому все системы, установленные в ФГ-парке, могут быть легко подключены по принципу plug & play. Поскольку при этом не требуется настройка конфигурации, значительно сокращается время на ввод в эксплуатацию. Устройство Inverter Manager, которое встроено в устройство регистрации данных, получает данные от инверторов через Ethernet и передает их на также встроенный миниконтроллер AXC 1050 серии изделий Axiocontrol. Кроме того, AXC 1050 собирает данные подключенных метеодатчиков.

Сотрудник Phoenix Contact устанавливает метеодатчики

Незначительные затраты на ввод в эксплуатацию и конфигурирование

Передача метеоданных

Всего в солнечном парке Мора установлено шесть метеостанций с 14 модульными датчиками температуры, восемь пиранометров, двенадцать референтных ячеек, два датчика направления ветра, два датчика скорости ветра и два комбинированных датчика температуры, влажности и давления воздуха. Датчики окружающей среды Phoenix Contact подключаются напрямую к системе управления по протоколу Modbus. Так как устройства уже настроены, то они могут сразу использоваться для передачи метеоданных. Вместо того чтобы подключать каждый датчик по отдельности, их можно соединить последовательно при помощи разъемов M12 с Y-разветвителями. Это значительно сокращает объем кабельной разводки на местах и упрощает процесс интеграции датчиков в общую систему. По сравнению с компактными метеостанциями в данном случае Phoenix Contact предлагает датчики в виде отдельных модулей. В случае отказа устройства требуется замена только неисправного датчика.

Пиранометры и референтные ячейки в солнечных модулях

Датчики для непрерывной записи важных данных

Простая передача всех данных на центральный контроллер парка

Использование метеодатчиков позволяет пользователю видеть производительность солнечной установки — по так называемому показателю производительности (PR). Это значение рассчитывается из соотношения фактического и заданного объема энергии, при этом фактический объем энергии определяется на основании данных установленных энергоизмерительных приборов. Пиранометры и референтные ячейки, которые установлены как в горизонтальном положении, так и с наклоном 25° в плоскости модуля, дают информацию о заданном объеме энергии. Если рассчитанный показатель производительности слишком низок, пользователь может принять соответствующие меры. Устройства регистрации данных также получают сигналы, которые содержат информацию о температуре трансформатора, а также статусе коммутационного устройства.

Два сотрудника Phoenix Contact смотрят на планшет в солнечном парке в Португалии

При помощи платформы управления эффективностью активов анализируются данные солнечного парка и визуализируются затем в удобном для клиенте виде

Анализ и индивидуальная визуализация

Все данные инверторов, метеодатчиков, трансформаторов и коммутационного устройства передаются в центральный контроллер парка, расположенный в пункте управления, по оптоволоконным кабелям резервной кольцевой структуры. Передача данных на портал управления эффективностью активов QOS Energy осуществляется простым способом благодаря использованию открытой и гибкой платформы управления Phoenix Contact. Специальные анализы, предупреждения и отчеты, полученные на основе этих данных, затем используются для оптимизации рабочих процессов поставщика услуг по эксплуатации и техническому обслуживанию.

Солнечный парк сверху
Интерактивная карта изображений: топология интегрированной системы управления солнечным парком
Менеджмент электропитания
Надежная работа установки и простое подключение к сети благодаря выполнению всех технических условий подключения.
Узнать больше
Менеджмент электропитания
Устройства регистрации данных
Устройства регистрации данных работают в режиме автоматического обнаружения, поэтому все системы, установленные в ФГ-парке, могут быть легко подключены по принципу plug & play. Это значительно сокращает время ввода в эксплуатацию.
Узнать больше
Устройства регистрации данных
Сбор данных о погоде
Метеодатчики подключаются напрямую к системе управления по протоколу Modbus. Так как устройства уже настроены, то они могут сразу использоваться для передачи метеоданных.
Узнать больше
Сбор данных о погоде
Соединительные коробки генератора
Наши соединительные коробки генератора аккумулируют токи ФГ-цепей и перенаправляют их в инвертер.
Узнать больше
Соединительные коробки генератора
Подключение к порталу
Все данные направляются на центральный контроллер парка для анализа и последующей визуализации удобным для клиента образом.
Узнать больше
Подключение к порталу
Снимок с воздуха солнечного парка в Море, Португалия

Заключение

Интеллектуальная технология автоматизации Phoenix Contact собирает все данные шести солнечных парков в непрерывном режиме, которые затем анализируются при помощи решения QOS Energy для управления эффективностью активов. Phoenix Contact предоставляет компании WiNRG GmbH комплексное и полное решение для управление солнечным парком от записи данных на полевом уровне до регулирования электропитания и визуализации. Интегрированная система управления ФГ-парком обеспечивает надежный и экономичный режим работы солнечного парка.