O ile monitorowanie i nadzorowanie działania systemów solarnych nie jest nowym pomysłem, o tyle nowatorskie systemy posiadające sporą dozę autonomii są czymś nowatorskim i na razie niezbyt popularnym. SunSpec Alliance – konsorcjum ponad stu producentów systemów fotowoltaicznych i rozproszonych magazynów energii – pracuje nad stworzeniem zunifikowanego systemu SCADA (przemysłowego systemu nadzorującego i kontrolującego dany proces), dedykowanego do instalacji solarnych, który ma umożliwić zmianę tego, w jaki sposób systemy PV i towarzyszące im magazyny energii elektrycznej integrowane są z siecią przesyłową.

Reklama

Elektrownie wodne i wiatrowe od dawna są zintegrowane z systemami SCADA, które umożliwiają reakcję na różne zachowania systemu, aby zachować pracę instalacji w bezpiecznym zakresie. Systemy fotowoltaiczne nigdy nie wymagały tego rodzaju układów. Inwertery i systemy energetyczne farm PV zawsze są projektowane ponadwymiarowo, co oznacza, że nawet przy największym nasłonecznieniu nie dochodzi do ich nadmiernego obciążenia. Takie układy nie wymagają monitorowania, lecz aktywnej kontroli.

Sytuacja ulega jednak zmianie. Na początku września 2017 roku władze stanu Kalifornia nałożyły na nowe farmy fotowoltaiczne obowiązek zachowania kompatybilności z normami SunSpec. Urządzenia, które objął ten wymóg, to m.in. inteligentne inwertery, magazyny energii, liczniki energii elektrycznej, stacje pogodowe i stacje balansowania obciążenia w sieci przesyłowej. Dzięki temu można bezproblemowo zintegrować te systemy z oprogramowaniem SCADA, które umożliwia złożone monitorowanie, a także kontrolę sieci energetycznej oraz znajdujących się w niej farm PV i magazynów prądu.

W ślad za Kalifornią idą m.in. Hawaje, które także chcą postawić na systemy SCADA. To dopiero początek tej rewolucji, jednakże tego rodzaju systemy będą coraz bardziej wskazane do zarządzania siecią. Układy tego typu są opisywane szeregiem ogólnie przyjętych norm, takich jak IEEE 2030.5.

Nowe prawo zakłada, że wszystkie systemy muszą być wyposażone w jeden wspólny interfejs, umożliwiający komunikację poprzez sieć energetyczną. Dotyczy to zarówno systemów instalowanych przez dużych inwestorów, jak i najmniejszych inwerterów domowych sieci PV.

Na potrzeby tego prawa opracowano protokół CSIP, który umożliwia komunikację tych urządzeń pomiędzy sobą. Jakkolwiek CSIP zaprojektowano pod kątem wymagań stanu Kalifornia, to ostateczne opracowanie jest na tyle ogólne, że możliwa będzie szersza implementacja tego interfejsu komunikacyjnego.

Tom Tansey, kierownik konsorcjum SunSpec, uchylił rąbka tajemnicy na temat opracowania tego protokołu:

„Osiemnaście miesięcy temu grono operatorów sieci energetycznej doszło do takiego etapu, że jego członkowie powiedzieli sobie «niech zrobią to za nas Kalifornijczycy», ponieważ poziom skomplikowania systemu ich przerósł”.

W systemie możliwa jest bezpośrednia komunikacja operatora z poszczególnymi inwerterami. Pozwala to na kontrolowanie jego zachowania w celu utrzymania stabilności sieci energetycznej. Takie rozwiązanie oczywiście wymaga zgody właściciela inwerterów. Najlepiej sprawdzi się w przypadku małych i średnich farm PV, bezpośrednio podłączonych do sieci energetycznej.

Duże farmy fotowoltaiczne raczej będą się komunikować z siecią energetyczną poprzez własny punkt kontrolny, gdyż najczęściej są one wyposażone we własne systemy zarządzania inwerterami w instalacji solarnej. Pozwoli to dostosowywać pracę farmy do wymagań stawianych w danym momencie przez operatora sieci przesyłowej.

Systemy SCADA w sieciach energetycznych wykorzystujących OZE mają pozwolić nie tylko na utrzymanie stabilności sieci, ale także na oszczędzenie pieniędzy i czasu. Dzięki wykorzystaniu zunifikowanego protokołu komunikacji operatorzy farm PV będą mieli lepszą komunikację z nadzorcami sieci i vice versa. Jak informują przedstawiciele SunSpec, ich standard ustala sposób zarówno interpretacji danych, jak i ich przesyłania, co istotnie przyspiesza integrację ich z systemami SCADA. Możliwa jest także duża automatyzacja tego procesu, dzięki czemu systemy kontroli i monitorowania farm fotowoltaicznych mogą być coraz bardziej autonomiczne. Ponadto, dzięki unifikacji standardów, oszczędza się koszty integracji farm z systemami SCADA. Obecnie około osiemdziesiąt procent czasu integracji takich instalacji pochłania mapowanie rejestrów na odpowiednie zmienne w systemie SCADA – po wprowadzeniu jednolitego interfejsu nie będzie to w ogóle konieczne.

Dzięki wprowadzeniu zunifikowanych systemów komunikacji i popularyzacji systemów SCADA w zarządzaniu instalacjami PV ich integracja z siecią będzie jeszcze łatwiejsza, co z pewnością przełoży się na ich rozpowszechnienie w miejscach, gdzie przyjęto prawo nawołujące do instalowania jednolitych interfejsów komunikacyjnych.

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.