Energia automatizálás "Smart Metering" tapasztalatok és megoldások a Siemenstől Smart metering és smart grid összefüggő vagy különböző dolog???
Rendszer áttekintés AMIS (Automated Metering and Information System ) Név: Megvalósítási hely: Tranzakciós szerver: Adat központ Kommunikációs vég berendezés: Transzformátor állomás (Data centre) Első szintű adat koncentrátor KIF/KÖF trafó Mérő berendezés Több szolgáltatós mérők Háztartások Page 2
Okos mérő (TD351x család), teljesíti az általános elvárások Éréssel kapcsolatos funkciók 4 Q óra 12-ig bővíthető tarifa regiszter a szállított energia számára 2 tarifa regiszter reaktív energia részére Terhelés görbe felvétele 15 perces alapon (60 nap tárolás) Sztenderd helyi, szerviz hozzáférés IEC62056-21 C Jelszó védett Plug & play installáció Minden mérőóra PLC egysége egy ismétlő is és így biztosít hozzáférést távolabbi mérőórákhoz (9-95 khz) Távolról programozható kommunikációs protokoll (bármilyen kommunikáció protokoll implementálható) Külső befolyásolás (mágneses és nyitás) Megszakító állapot kijelzés a felületen Helyi kezelő gomb Page 3
,5% Több szolgáltatós környezet Adat csere PLC-n keresztűl történik a mérő és az adatkoncentrátór között Mbus Vezetékes vagy vezeték nélküli 15 készülékig Page 4
AMIS terhelés megszakító TD3520 Load switching device for load control Terhelés kapcsolás előre beállított program alapján vagy központból érkező parancsra (egyedi, csoportos vagy összes berendezés) Távolról programozható kapcsolási program 5 megszakítóig konfigurálható Véletlen generátor a kapcsolás időzítésében, hogy elkerülhető legyenek a hálózatot terhelő csúcsok Feszültség figyelés a ki-be jövő feszültség tekintetében Belső óra és naptár a szabadnapok kalkulálása (ezek definiálási lehetősége) Manipulálási érzékelő Integrált PLC kommunikáció, hogy hasonló funkciók legyenek megvalósíthatok mint a mérőórában Page 5
,5% Terhelés menedzselés Rádió- és hangfrekvenciás- körvezérlés Jelenleg vevőink 5 terhelési régióig tudnak kialakítani Tömeges kapcsolás sebessége akár néhány másodperc alatt Közvilágítás Page 6 Kapcsolási kategóriák: Programozható naptár és óra valamint távoli parancsadás Hőtárolós kályhák Bojlerek
Rendszer áttekintés Név: Megvalósítási hely: IEC 60870-5-104 IEC 60870-5-101 Tranzakciós szerver: Adat központ Kommunikációs vég berendezés: Transzformátor állomás (Data centre) Első szintű adat koncentrátor KIF/KÖF trafó Mérő berendezés Több szolgáltatós mérők Háztartások Page 7
Adat koncentrátorok a KIF/KÖF transzformátor állomásokban 1000 darabig képes kontrolálni mérőket az integrált KIF-PLC modemen keresztül 2 interfaces (serial/lan vagy serial/serial) a fölső irányú rendszer felé Flesh kártyán tárolt paraméterek Konfiguráció az előre konfigurált flash kártyán vagy web böngészőn keresztül Kiegészíthető külső perifériákkal (I/O és analóg digitális) Redundáns kommunikációs csatornák kialakításának lehetősége Page 8
Kiolvasás sebessége (1 KIF/KÖF transzformátor ~ 650 mérő) Egyedi AMIS PLC Technológia Page 9
Mi a baj az új típusú hálózatokkal? Miért Smart Grids? Dániai példa 1980: központosított termelés 2000: központosított és elosztott termelés Forrás: www.ens.dk 16 központi termelő egység + 1000 kombinált ciklusú erőmű + 6000 szélerőmű 16 központi termelő egység Magyarországon a jövőben: Szél erőművek, kis termelő egységek (gázmotorok, nap elemek egyre kisebb teljesítménnyel akár KIF hálózaton), villamos autók (energia tárolás?) Page 10
Smart Gridel szemben támasztott követelmények Energia egyensúly fenntartása a teljes hálózati hierarchiában Hálózati állapot monitorozása Gyors adatgyűjtés a hálózat állapotára vonatkozóan Distributed Generation Intelligens decentralizált irányító egységek Central Generation re tu c ru st a r f In no ti ty ic a ici r n t u ec m El rid m o C Market G Consumer Storage Source: Intenzív kommunikáció az energia szállítói, kereskedői és a felhasználói között Energia tartalékolás Aktív passzív energia szabályozás >> Smart Customer Page 11
Szinergiák a Smart Metering és Smart Grid között I. Hálózat minőség Az adat koncentrátor a transzformátor állomáson kiterjeszthető külső perifériákkal (I/O és analóg digitális) Telekontrol és automatizálási funkciók(földzárlat és rövidzárlati relék) P, Q, f, etc, Hálózat minőség monitoring (jövőben EN-50160) Kapcsolat bármilyen egyéb berendezéssel SIMES P Mai hardver, a holnapi teljes automatizálásért. Page 12
Szinergiák a Smart Metering és Smart Grid között II. KIF/KÖF trafók megcsapolásának állítása Monitorozása és mérése a működési paramétereknek Transzformátor állomás Transzformátor állomások: load load generation generation load load generation generation föld és fázis zárlatok figyelés berendezések állapot figyelése (transzformátor hőmérséklet, ajtó nyitás) hibás leágazás minél előbbi visszakapcsolása Mérők: Page 13 automatizált riportozó rendszer a fogyasztó ellátottságáról
Szinergiák a Smart Metering és Smart Grid között III. Feszültség esés mint kihívás Feszültség esés az aktuális hálózati képen I R+jX R+jX R+jX R+jX terhelés U Feszültség határok l Feszültés állapotok a hálózaton decentralizált termelés esetén Központi feszéltség HV szabályozás Generation (e.g. Micro CHP GT) MV ~ I R+jX R+jX R+jX ~ R+jX terhelés U Feszültség határok l Quelle: Energie AG, AIT, Siemens AG Page 14
AMIS referencia projekt at Energie AG-t legjobban motiváló szempontok hogy az AMIS válasszák: Mérő leolvasási folyamat automatizálása Határozott fejlődés a vevői folyamatokkal kapcsolatban Különböző tarifa rendszerek alkalmazása és menedzselése Fogyasztói szerződéshez követelményeit kielégítő mérőberendezés Nagyfokú automatizálás a transzformátor állomásokon Különböző energia hatékonysági programok támogatása Fogyasztási adatok pontosítása a havi leolvasás okán HFK és RFK rendszerek helyettesítése lecserélése Page 15
AMIS referenciák és pilot projektek Page 16
AMIS a Smart Grid egy fontos építő köve AMIS egy nyitott és jövő biztos rendszer elem a Smart Grids-hez! Smart Metering Automatizált Munkafolyamatok Terhelés Menedzselés Automatizálás Több Szolgáltatós Rendszer Támogatás Kétirányú Kommunikáció Page 17
Köszönöm a figyelmet! Kaszás Gergely Siemens Zrt. Bp, 1143 Gizella út 51-57 Mob.:+ 36 30 481 6088
System components are: Future-proof and open platform Up till now, there are no communication standards which ensure plug&play compatibility between equipment of different manufacturers Common Meter Display & MMI Communication (Chip Set) µp with EEPROM AMIS Meter DSP with EEPROM Measurement Circuit Chip Sets are used for communications New standards require meter replacement Page 19 Display & MMI A/D - D/A Converter Measurement Circuit For implementation of a new communications standard only a firmware download is necessary AM I US S P Similar design for data concentrator in transformer station
Summary Smart Grids will be essential to achieving power network reliability, stability and sustainability Smart Metering is already happening and is the starting point for Smart Grids Communications is the key enabler Page 20
LAN AMIS Tranzakciós szerver TM 1703 ACP IEC 60870-5-101 IEC 60870-5-104 IEC 61850 SIMEAS P RS232 RS485 SIMEAS SAFIR Trafostation Leitsystem (SCADA) Central Units Kapcsolat a hálózat minőség (SIMEAS P ) és az AMIS között IEC 60870-5-103 Modbus Consumer PLC Page 21