Intelligenza applicata ai diagrammi unifilari

 

Con il continuo sviluppo delle tecnologie industriali, sono nati due settori principali nel mondo del monitoraggio elettrico e delle sottostazioni elettriche. Da una parte, i sistemi avanzati di gestione di distribuzione (ADMS – Advanced Distribution Management System), che creano innovazione e rivoluzionano diverse aree dei sistemi Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA): analisi avanzata dei trend, gestione allarmi, report dinamici e molto altro ancora. Dall'altra, il diagramma unifilare (SDL), spesso considerato una componente chiave delle applicazioni SCADA per il sistema di monitoraggio dell'elettricità, non è cambiato granché negli ultimi anni.

 

I sistemi ADMS offrono alle utility maggiore affidabilità, sicurezza e resilienza, ma si tratta di tecnologie complesse che richiedono grandi investimenti di denaro, risorse e tempo. Come fare se il budget del progetto è troppo limitato per il costo di un sistema ADMS oppure se si necessita solo di alcune funzioni? Osservando con più attenzione le tecnologie ADMS, è possibile capire come una più semplice applicazione SCADA possa offrire le funzioni ADMS fondamentali per i piccoli progetti.

 

 

Definizione del diagramma unifilare

Nella gestione elettrica, un diagramma unifilare (SLD) è definito una forma di digramma a blocchi che rappresenta graficamente le linee del flusso elettrico fra le entità di un sistema. Gli elementi sul diagramma non rappresentano la dimensione fisica o la posizione degli impianti elettrici, ma è convenzione organizzare il diagramma con la stessa sequenza destra-sinistra e alto-basso del dispositivo di comando o di altri apparecchi rappresentati.

In quanto schermata più visualizzata in un sistema SCADA per il monitoraggio elettrico, l'SLD è ampiamente usato per documentare il flusso elettrico e il funzionamento elettrico delle sottostazioni. Oggi l'SLD è un componente imprescindibile delle applicazioni SCADA di molte utility, non necessita di considerare la lunghezza della linea o la sua relazione con lo spazio fisico.

Il diagramma unifilare è la schermata più consultata nei sistemi SCADA per documentare il flusso elettrico e le funzioni elettriche della sottostazione.

Funzionalità chiave nel diagramma unifilare

Per fornire agli operatori una panoramica semplificata dello stato del sistema elettrico, una funzione chiave dell'SLD è l'Automatic Line Coloring (ALC). L'ALC mostra lo stato attuale, ad esempio, di linee, relè, interruttori, generatori e dispositivi oltre a informazioni base sulle componenti.

 

Questa funzione mostra i dati di monitoraggio elettrico in diversi colori, consentendo all'operatore di capire con uno sguardo cosa è alimentato/non alimentato e qual è lo stato di determinati componenti del dispositivo di comando per garantire un corretto funzionamento. È fondamentale capire, ad esempio, cosa succede nella rete, quali commutazioni possono essere impostate e se ci sono problemi, se è una questione di prontezza di reazione e se una panoramica della gestione corretta è un fattore importante di successo.

Per fornire agli operatori una panoramica semplificata dello stato del sistema elettrico, una funzione chiave dell'ALD e l'Automatic Line Coloring.

I progressi dei sistemi ADMS

Secondo il glossario IT di Gartner, un sistema ADMS (Advanced Distribution Management System, in italiano sistema avanzato di gestione della distribuzione) è la piattaforma software che supporta tutte le applicazioni di gestione e ottimizzazione della distribuzione. Include funzioni che automatizzano la risoluzione delle interruzioni e ottimizzano le prestazioni della rete di distribuzione. Le funzioni ADMS sviluppate per le utility elettriche includono localizzazione, isolamento e riparazione del guasto; ottimizzazione volt/var; conservazione tramite riduzione del voltaggio; gestione dei picchi di domanda; supporto per le microreti e i veicoli elettrici.

 

Con la transizione verso le reti intelligenti, si rivela sempre più importante avere una comprensione generale di tutte le componenti (ad esempio risorse di distribuzione elettrica, stoccaggio dell'energia e veicoli elettrici) e di come queste gestiscono il delicato equilibrio fra domande e offerta nell'intera rete.

 

Molte aziende hanno saputo sfruttare il nuovo bisogno delle utility di avere una maggiore visibilità della rete e hanno ideato prodotti che funzionano come un sistema ADMS. Questo ha portato allo sviluppo di numerose nuove funzioni, ad esempio per la una migliore visualizzazione dei dati. Con il progresso della tecnologia, aumentano anche i suoi costi e la sua complessità. Per quei progetti con un budget insufficiente a coprire i costi di un sistema ADMS e quelli associati alle infrastrutture, un sistema SCADA risulta più economicamente sostenibile e dotato di funzioni chiave ADMS, risultando così un'interessante alternativa.

 

 

Funzioni chiave ADMS che può offrire un sistema SCADA

Per migliorare ulteriormente le tecnologie SCADA e rendere le funzioni ADMS (Advanced Distribution Management System) accessibili per più utility, possiamo sfruttare l'SLD. E se potessimo utilizzare tecnologie ADMS nell'SLD di un sistema SCADA tradizionale? Guardiamo le funzioni principali che possiamo prendere da un sistema avanzato di gestione della distribuzione.

 

Calcolo load flow e strumento per la stima dello stato

Le piccole reti possono usare il calcolo load flow per analizzare la distribuzione della corrente elettrica.

Il calcolo load flow (LFC) può essere impiegato nelle piccole reti al livello delle sottostazioni per analizzare la distribuzione dell'elettricità misurando gli input e gli output. Con il calcolo pre-switching, l'operatore può acquisire informazioni su possibili eccessi. Inoltre un calcolo N-1 controlla costantemente se gli impianti stanno funzionando in maniera sicura.

 

L'LFC non calcola esclusivamente l'energia attiva, ma considera anche la quantità di potenza reattiva disponibile. Calcola inoltre tutte le tipologie di rete disponibili, ad esempio a stella, ad anello e tipologie magliate.

 

Se non sono disponibili sufficienti dati di misurazione per l'LFC, le grandi reti possono acquisire le informazioni mancanti tramite la stima dello stato (SE).

 

GIS Editor

Un'altra parte integrante di un sistema ADMS (Advanced Distribution Management System) è il sistema informativo geografico (GIS). Questo definisce ed esegue una manutenzione più accurata e completa delle reti mappando le posizioni reali delle linee e dei componenti principali (ad esempio sottostazioni, dispositivi di comando, condotti sbarra). L'operatore può così monitorare lo stato dei dispositivi energetici, come lunghezza della linea, impedenza, input e output elettrici, e localizzare gli impianti in maniera sicura dalla sala di controllo.

Le moderne soluzioni SCADA consentono ora alle utility di integrare il GID nell'architettura SLD senza necessitare di un pacchetto ADMS vero e proprio.

Le moderne soluzioni SCADA consentono ora alle utility di integrare il GID nell'architettura SLD senza necessitare di un pacchetto ADMS vero e proprio. Con il mudulo GIS integrato di zenon Energy Edition, ad esempio, l'utente può creare una schermata SCADA con ALC e visualizzazione globale per poi aggiungere un secondo livello contenente elementi di mappatura presi dalle mappe satellitari. I dati di processo vengono infine acquisiti dal sistema SCADA e visualizzati online e offline.

 

zenon per un diagramma unifilare intelligente

Con l'emergere di innovazioni come i sistemi avanzati di gestione della distribuzione, le utiliy elettriche cercano di modernizzare sempre di più l'SLD con funzioni più intelligenti.

 

zenon Energy Edition di COPA-DATA offre soluzioni SCADA moderne e complete che forniscono l'SLD delle funzioni ADMS (Advanced Distribution Management System) principali, quali calcolo load flow, stima dello stato e GIS. Con zenon, le utility possono migliorare i sistemi SCADA in modo più accessibile ed economicamente sostenibile per lavorare nelle infrastrutture odierne.

 

Oltre 30.000 progetti energetici e infrastrutturali in tutto il mondo si affidano a zenon per progettare, gestire, monitorare e ottimizzare i processi. Per scoprire di più su come zenon può aiutare a raggiungere gli obiettivi del tuo progetto, continua a sfoglia le nostre soluzioni oppure contattaci.

 

 

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