Керування подачею живлення 2.0: регулятор генератора енергії з додатковими функціями Phoenix Contact пропонує сертифіковане рішення для фотоелектричних систем.

Анотація

Оператори мереж зобов'язані подавати в мережу якомога більше відновлюваної енергії, не ставлячи під загрозу стабільність мережі. Таким чином, регулятори генератора енергії, тобто блоки керування для генераторів енергії, використовуються для контролю й регулювання активної та реактивної потужності. Сертифіковані пристрої Phoenix Contact можуть робити ще більше завдяки технології PLCnext Technology, що лежить в їхній основі.

Технічні й нормативні вимоги

Часто кажуть, що генератори енергії мають значний негативний вплив на якість мережі. Це пов'язано з тим, що зовнішні умови, такі як вітер або сонце, що значною мірою визначають продуктивність систем, не можна ані контролювати, а ні в достатньому обсязі планувати. При цьому часто забувають, що ці системи вже пропонують технічні передумови для стабілізації частоти мережі, а також напруги мережі. Якщо частка відновлюваної енергії у споживанні електроенергії значно зросте в середньостроковій перспективі, безсумнівно, необхідне масове розширення пристроїв накопичення енергії.

Окрім виробництва електроенергії, загальні завдання потрібно вирішувати і в розподілі енергії. Лібералізація ринків електроенергії дедалі частіше супроводжується транскордонною передачею енергії. Як логічний наслідок, європейські специфікації були прийняті в так званому Network Code – Requirements for Generators (англ. Мережевий кодекс — вимоги до генераторів). Мережевий кодекс описує правила підключення до мережі, яким підпорядковуються системи виробництва енергії, встановлені в Європі. Для досягнення максимальної користі вона має бути адаптована до місцевих умов в окремих країнах.

Підходить для більшості комерційних установок

З огляду на це, VDE (Асоціація електротехніки, електроніки та інформаційних технологій) за дорученням Федерального міністерства економіки та енергетики розробила чотири національні правила застосування для всіх рівнів напруги. VDE-AR-N 4110 «Технічні правила підключення до мережі середньої напруги» як одна із директив замінює Директиву про середню напругу (Німецька асоціація енергетичного та водного господарства). З квітня 2019 року відповідність стандарту VDE-AR-N 4110 є обов'язковою для всіх нових генераторів енергії, що вводяться в експлуатацію, з потужністю 135 кВт або більше та діапазоном напруги від 1 до 60 кВ. Тому правило використання застосовується до більшості комерційних фотоелектричних установок.

Один з аспектів VDE-AR-N 4110/20 стосується зобов'язання використовувати лише сертифіковані контролери керування подачею живлення. Регулятори генератора енергії забезпечують дотримання заданих значень активної або реактивної потужності і заданих процедур керування в точці підключення до мережі. Задані значення визначаються або третіми сторонами — операторами мережі чи прямими продавцями — за допомогою технології дистанційного керування або в рамках графічних характеристик, визначених у VDE-AR-N 4110/20.

Багато функцій в одному пристрої

На цьому тлі, ще до сертифікації, компанія Phoenix Contact розглядала питання про те, як забезпечити відповідність стандартам, не відмовляючись від багатьох можливостей промислової системи керування, на якій базується рішення. Це пов'язано з тим, що як апаратне забезпечення використовується сучасне покоління ПЛК на основі відкритої технології PLCnext Technology.

Технологія не тільки дозволяє використовувати різні мови програмування — такі як IEC 61131, C/C++, C# або Matlab/Simulink — в одному проєкті. Можливе також поєднання різних функцій в одному пристрої. Phoenix Contact не пропонує користувачам універсальне рішення, а радше орієнтується на користувачів, які мають необхідні системні знання та знання з програмування для їх застосування. У початкових проєктах, наприклад, на додаток до сертифікованої функції керування в тій самій промисловій системі керування було реалізовано з'єднання для телеуправління. Такий підхід є економічно вигідним і компактним, оскільки для цього завдання зазвичай використовують два окремі пристрої.

Приклад застосування для простого введення в експлуатацію

Щоб допомогти клієнтам у введенні в експлуатацію описаного вище рішення, Phoenix Contact надає приклад застосування для підключення технології дистанційного керування, зокрема вебдодаток для налаштування параметрів регулятора генератора енергії. Окрім реалізації відповідних інтерфейсів, що відповідають конкретним вимогам, жодних подальших коригувань не потрібно робити. Однак за потреби можна додати додаткові функції. Режим керування, конфігурація стандартних параметрів ПІД-регулятора, встановлення опорних точок графічної характеристики, зберігання бітових комбінацій для приймача контролю пульсацій або запис усіх основних параметрів мережі та контролера під час початкового введення в експлуатацію є частиною цієї програми.

Phoenix Contact також пропонує додаткові бібліотеки функціональних блоків для реалізації специфічних інтерфейсів регулятора генератора енергії. Вони включають зокрема й ключові елементи для інтеграції децентралізованих систем за допомогою технології дистанційного керування. Крім того, специфічні для фотоелектричних систем функціональні блоки спрощують зв'язок з інверторами, приладами вимірювання енергії або підключення до незалежного від виробника порталу.