Download - Akıllı Şebekeler ve Sanal Güç Santralleri
© WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA , JG / JC 07.2010 1
Telekontrol / Akıllı Şebekeler / Sanal Güç Santralleri
© WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA , JG / JC 07.2010 2
Akıllı Şebekeler
Kaynağı ne olursa olsun ister su, ister elektrik, ister gaz dağıtılmış düzende yer alan katılımcıların sayısı gün geçtikçe artmaktadır ve bunların kontrol edilebilirliği önem kazanmaktadır.
Akıllı , esnek telekontrol çözümlerine ihtiyaç hiç olmadığı kadar gerekli hale gelmiştir
WAGO’nun yeni konsepti içerisinde yer alan telekontrol gatewayleri 64 trafo merkezini açık bir yapıda kontrol seviyesinde ana kontrol merkezine bağlama imkanı sunmaktadır. Bu sayede üreticilere bağımsız, şeffaf ve maliyet tasarrufu sağlanmaktadır.
Yenilenebilir enerjilerin kullanımının giderek artması, günümüzde mevcut güç şebekelerinin genişlemesi trendine yol açmaktadır ve tek merkezli enerji üretim sistemlerinden ziyade hem ısı hem elektrik kombine üretim yapan sistemler, solar sistemler, rüzgar türbinleri , biogaz üretimi ve hidroelektirk santralleri kurmak olarak kendini göstermektedir.
Bu yeni trend kendine Smart Grid- Akıllı Şebekeler olarak modern, akıllı ağlar olarak kendine yer bulmuştur.
© WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA , JG / JC 07.2010 3
Akıllı şebekeler
Akıllı Şebekeler yük dağıtımını, üretilen enerjinin saklanmasını ve elektrik üretimini kontrol eder ve yönetir.
Benzer gelişmeler kontrol teknolojilerinde de gözlenir ve gaz tedariği, içme suyu tedariği, su arıtma prosesi gibi diğer kaynaklar için de kendine yer bulur.
Bu durumda genellikle karşılaşılan ortak sorun, bir çok kontrol sistemi üreticisinin her ihtiyaca yönelik isteklerin tamamını karşılayamaz iken WAGO kendi yapısında bulunan ve 20 farklı bus yapısıyla haberleşebilen sistemiyle- ki özellikle telekontrol protokollerini de desteklemektedir- işletmecilerin sıkıntılarını ortadan kaldırır ve tüm cihazların gerek programsal değişikliklerini, gerek parametre ayarlarını tek bir arayüz üzerinden yapılabilir hale getirmektedir.
© WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA , JG / JC 07.2010 4
Enerji Üretimi YönetimiEnerji Üretimi Yönetimi
Geçmiş:Düşük sayıda, büyük enerji santralleriAlmanya örneği < 100
Gelecek:Çok yüksek sayıda enerjisantraliAlmanya örneği > 1 Milyon
Durum: Merkezi güç üretiminden dağıtılmış güç üretimine değişim
© WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA , JG / JC 07.2010 5
Enerji Besleme YönetimiEnerji Besleme Yönetimi
IEC60870IEC61850IEC61850-420IEC61400-25DNP3ile haberleşme!
Güncel değerler:Aktif güç: PGüç faktörü: cos PhiKullanılabilir güç
Gereklilik: Dağıtılmış enerji santrallerinden bilgi almak
Telekontrol SCADA
© WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA , JG / JC 07.2010 6
Gereklilik: Güç ve Güç Faktörü/Cos Phi kontrolü
Enerji Besleme YönetimiEnerji Besleme Yönetimi
Nominal değer:Aktif güç: PGüç faktörü: cos Phi
4 adımda güç düşümü: 100%, 60%, 30%, 0%
IEC60870IEC61850IEC61850-420IEC61400-25DNP3ile haberleşme!
Telekontrol SCADA
© WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA , JG / JC 07.2010 7
Akıllı Lokal Şebeke İstasyonuAkıllı Lokal Şebeke İstasyonu
Geçmiş: Güç üretimi konvansiyonel santraller tarafından yapılıyor
Gerilim kontrolü: Büyük enerji santrallerinde güç kontrolü/”yüksek gerilim” seviyesinde
Akım Yönü
„Kör Nokta“ kabul edilebilir!
Lokal şebeke istasyonlarındaki gerilime ait bilgi gereksizdir. SCADA
© WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA , JG / JC 07.2010 8
Akıllı Lokal Şebeke İstasyonuAkıllı Lokal Şebeke İstasyonu
Gelecek: Konvansiyonel enerji santralleri ve dağıtılmış enerji santralleri ile güç üretimi
Yenilenebilir güç santrallerinde ve alçak gerilim seviyesinde: Gerilim kontrolü / Güç kontrolü
Lokal şebeke istasyonlarındaki gerilim seviyesi ve güç kalitesi hakkında bilgi gereklidir.
Lokal şebeke istasyonlarının izlenmesi
Akım Yönü
SCADA
© WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA , JG / JC 07.2010 9
Akıllı Lokal Şebeke İstasyonuAkıllı Lokal Şebeke İstasyonu
Trafo Alçak Gerilim KesicisiOG Kesicisi
Haberleşme / Telekontrol
W
AG
O
IO
SY
ST
EM
© WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA , JG / JC 07.2010 10
Akıllı Lokal Şebeke İstasyonu
© WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA , JG / JC 07.2010 11
Akıllı Lokal Şebeke İstasyonuAkıllı Lokal Şebeke İstasyonu
Rogowski Bobinleri
Terminal for tapping voltage from busbars
GSM Router
Telekontrol PLC3 faz güç ölçüm modülü
Capacitive buffer modules
Ekipmanlar:
© WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA , JG / JC 07.2010 12
Sanal Güç SantralleriSanal Güç Santralleri
Enerji Santrali Tüketici
Frekans
Besleme Tüketim
© WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA , JG / JC 07.2010 13
Sanal Güç SantralleriSanal Güç Santralleri
Elektrik enerjisi arz fazlası durumunda ısı pompaları çalıştırılıp ısı depolama üniteleri kullanılıyor
Soğuk hava depoları durduruluyor Kombine Isı ve Güç Çevrim Üniteleri ile
ek elektrik enerjisi üretimi yapılıyor
Örnek: Vattenfall Termal Güç ve Isı Santrali / Berlin ve Hamburg:
© WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA , JG / JC 07.2010 14
Gereklilik: Kombine ısı ve güç santralinden bilgi almak
Sanal Güç SantralleriSanal Güç Santralleri
Güncel değer:Isı akümülatörleri ve soğuk hava depolarının sıcaklıklarıSoğuk hava depoları kapasiteleri
IEC60870IEC61850IEC61850-420IEC61400-25DNP3ile haberleşme!
Telekontrol SCADA
© WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA , JG / JC 07.2010 15
Sanal Güç SantralleriSanal Güç Santralleri
Kontrol/Kumanda:•Soğuk hava depolarının durdurulması/çalıştırılması• Kombine Isı ve güç santralinin urdurulması/çalıştırılması• Isı pompalarının çalıştırılması
IEC60870IEC61850IEC61850-420IEC61400-25DNP3ile haberleşme!
Telekontrol SCADA
Gereklilik: Isı ve güç santralini, ısı pompalarını, soğuk hava depolarını kontrol etmek
© WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA , JG / JC 07.2010 16
Akıllı ŞebekeAkıllı ŞebekeEnerji akış/üretim kontrolü:Güç kontrol istasyonları
Enerji üretimi: Nükleer santrallerFosil yakıtlı enerji santrali (gaz, kömür)Güneş enerji santraliHidroelektrik santralRüzgar türbinleri
Enerji iletim/dağıtım:Yüksek gerilim güç kabloları ve iletim hatları
Enerji adaptasyonuTrafolar
Enerji depolama: Sıkıştırılmış hava depolarıTermal enerji depolama
Enerji kullanımı:FabrikalarE-MobiliteÖzel halk
© WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA , JG / JC 07.2010 17
Veri akışı ve bilgi alışverişi
Trafo Trafo
TrafoTrafo
Veri alışverişi
Veri alışverişi
Veri alışverişi
Veri alışverişi
Trafolar santralleri kontrol İstasyonlarına farklı gerilimseviyeleri,Farklı frekanslar ve büyük yüklerle bağlar
Kontrol istasyonu
© WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA , JG / JC 07.2010 18
Veri alışverişi
Kontrol istasyonu
© WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA , JG / JC 07.2010 19
IEC 60870-5
Kontrol istasyonları ve trafolar arasındaki veri alışverişi genellikle Uzaktan kontrol protokolleri ile standardize edilmiştir: IEC 60870-5-101 (Seri arayüz ve modem) veIEC 60870-5-104 (TCP/IP ağları)
Client (Kontrol istasyonu)
Server (Trafo,Telekontrol düğümü, RTU)
Veri alışverişi
Veri alışverişi
Veri alışverişiServer (Trafo,Telekontrol düğümü, RTU)
Server (Trafo,Telekontrol düğümü, RTU)
© WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA , JG / JC 07.2010 20
IEC 60870-5
IEC 60870-5-101 protokolü IEC 60870-5-104’ün sağladığı aynı fonksiyonelliği sağlar, fakat 60870-5-101 seri hat üzerinden (ör:RS232, modem) bunu gerçekleştirir. Burada saklama ve iletme gecikmeleri olmadığı için, zaman etiketli komutalara burada gerek duyulmaz ve standartta yer almaz. Bu protokol sadece zaman etiketsiz komut dizilerini kullanır.
-Dengeli/Dengesiz iletim, -Veri toplama, -Olay / durum toplama, -Sorgu- COT uzunluk, IOA uzunluk, Bağlantı adresi uzunluğu, Veri Türleri vb..
IEC 60870-5-104 protokolü komutların iki formatta yollanmasına izin verir: zaman etiketli ve zaman etiketsiz. Zaman etiketli komutların amacı mesajları , depolama ve iletme ekipmanı gibi , ağ iletişim ekipmanlarında oluşabilecek gecikmelere karşı korumaktır. Zaman etiketli komutların kullanışlı olması için, kontrol edilen ve kontrol eden istasyonların mutlaka saatlerinin senkronize edilmiş olması gerekir.
© WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA , JG / JC 07.2010 21
IEC 61850
IEC 61850 uluslar arası bir standart olup trafoların koruma, kontrol, ölçüm ve izleme sistemlerinin iletişimini tanımlamaktadır. (orta ve yüksek gerilim elektrik sistemleri için).
IEC 61850
© WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA , JG / JC 07.2010 22
Telekontrol PLCleri
Ürün adı 750-872 750-880/025-002 (ECO) 750-880/025-001 750-8202/025-001 758-874/000-13x
Protokoller IEC 60870-5-101/ -103/-104, IEC 61850 / 61400-25ModbusRTU, ModbusTCP
IEC 60870-5-101/ -103/-104, IEC 61850 / 61400-25ModbusRTU, ModbusTCP
IEC 60870-5-101/ -103/-104, IEC 61850 / 61400-25ModbusRTU, ModbusTCP
IEC 60870-5-101 /-103/-104, IEC 61850 / 61400-25, GOOSEModbusRTU, ModbusTCP
IEC 60870-5-101/ -103/-104, IEC 61850 / 61400-25, GOOSE, (DP-Master)ModbusRTU, ModbusTCP
Donanım ARM7 48MHz ARM9 80MHz ARM9 80MHz Cortex A8 600MHz Celeron 600MHz
PLC Memory RAM 1 MB Prg + 1 MB Data 1 MB Prg + 1 MB Data 16 MB Prg + 64 MB Data 16 MB Prg + 128 MB Data
Programlanabilme IEC61131-3 with CoDeSys v2.3
IEC61131-3 with CoDeSys v2.3
IEC61131-3 with CoDeSys v2.3
IEC61131-3 with CoDeSys v2.3
IEC61131-3 with CoDeSys v2.3
Dahili portlar 1x RJ451x RS232
2x RJ45 2x RJ45 2x RJ45, 1x RS232/485
2x RJ45, 2x USB 2.0(1x PROFIBUS DP)
Genişleyebilme K-Bus IO-Module K-Bus IO-Module K-Bus IO-Module K-Bus IO-Module K-Bus IO-Module,ProfibusDP Master
Zaman senkronizasyonu (S) NTP, DCF77 (S) NTP, DCF77 (S) NTP, DCF77 NTP, DCF77
Çalışma sıcaklık aralıkları 0 .. +55°C -20 .. +60°C -20 .. +60°C -20 .. +60°C 0 .. +55°C
© WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA , JG / JC 07.2010 23
4 adımda güç azaltma için 4 DO: 100%, 60%, 30%, 0%
Ethernet IP üzerinden ölçülen değer:-Aktif Güç P-Güç faktörü cos Phi
Inverter / Güneş Enerjisi Santrali Akım Trafosu veya Rogowski Bobini
3-Faz Güç Ölçüm Modülü750-493 :-Aktif Güç P-Güç faktörü cos Phi
Besleme yönetimiBesleme yönetimi
Güç kontrolü için 2 AO Aktif güç PGüç faktörü cos Phi
IEC60870-104
© WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA , JG / JC 07.2010 24
BeslemeBesleme YönetimiYönetimi
Görüntüleme örneği:
© WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA , JG / JC 07.2010 25
IEC61850-GOOSE ile ABB REF615’in I/O sisteme bağlanması
IEC60870-5-101 / -104
Scada
ABB REF615
IEC61850GOOSE
Kullanılan malzemeler:•ABB REF615 cihazı IEC61850 arayüzünü destekler•ABB PCM600 V2.5 yazılımı (ücretsiz indirilebilir)•REF615_Connectivity_Package_Ver. 4.1.1.msi•ABB Manual „615 series IEC61850 Engineering Guide“•WAGO IPC 758-874/000-130•WAGO-I/O-PRO v2.3.9.42
WAGO 758-874/000-130
© WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA , JG / JC 07.2010 26
IEC60870 Configurator in CODESYS
IEC 60870-5-103 cihazlardan kontrol istasyonuna veri yönlendirme
IEC60870-5-101 / -104
Leittechnik
SIMEAS P50 Powermeter
IEC60870-5-103
Uygulama örneği:
1.-103cihazlardan veri okuma
2.Gerekliyse, Wago PLC içinde normalize
değerlerin fiziksel değerlere (0..480V) ölçeklenmesi
(-1..+1 değerle )
3.Kontrol istasyonunda IEC 60870-5-101/104
Server
© WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA , JG / JC 07.2010 27
4000 haneli bir kooperatif evinin güneş enerjisi sisteminin ana şebekyle entegrasyonu
• Halberstadt’ta yer alan bir yaşam alanında Yenilenebilir Eneri Yasaları uyarınca öngörülen güç azaltımları elde etmek için WAGO telekontrol çözümleri ile bir sistem kurulmuştur ve binaların çatısı güneş panelleriyle döşenerek 100kW üzerinde bir güneş enerjisi elde edilmiştir.
• Burada asıl sorun, yönetmelik gereği elde edilen gücün çıkışta sınırlandırılması , uzaktan kontrol edilebilir olması ve bu sayede aşırı yüklenmenin önüne geçilmesinin sağlanmasıydı.
• Halberstadt yenilenebilir enerjinin üretim sisteminin kontrolü ve izlemesi için WAGO To-Pass ve WAGO telekontrol PLCleri kullanıldı. Bu sayede merkezi kontrol istasyonuyla bu sistem arasında entegre bir Web konnektörü oluşturuldu. Nominal çıkışlaro 30 ila 100kW arası değişen sistemler için TO-PASS iletim modülleri ekonomik bir çözüm oluşturmuştur.
© WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG PMA , JG / JC 07.2010 28
Thank you!