Get Adobe Flash player

Kecskés Attila
villamosmérnök
evopro Kft.

Egy energiamenedzsment-rendszer koncepcióinak, céljainak megfogalmazása már az energiaelosztó rendszerhez kapcsolódó feladatok, döntési mechanizmusok komplexitásából adódóan komoly mérnöki kihívást jelentő feladat. A cikk célja bemutatni néhány, nem kizárólag szakmai szempontokat fókuszba helyező kialakítási megoldást, amelyek egy ipari nagyfogyasztó tudatos, költséghatékony energiapolitikáját szolgálják.

Due to the complexity of decision making mechanisms and power distribution system related tasks, formulation of objectives and concepts of an energy management system is a serious challenge for an engineer. The article aims to present several configuration options, and not only solutions focused on technical options, thereby serving the conscious and cost efficient energy policy of a large industrial consumer.

Az evopro által fejlesztett energia-menedzsment választ ad a kor energiatakarékosságot igénylő kihívásaira, növeli az energiafelhasználás hatékonyságát és átláthatóvá teszi a termelők és fogyasztók közötti kapcsolatot.

Különösen az ipari nagyfogyasztók számára jelent komoly kihívást a nagyszámú KÖF/KIF transzformátoros fogyasztói leágazás, a több áramszolgáltatói elszámolási ponttal, illetve saját villamos energiát termelő erőművel rendelkező rendszer üzemeltetése. Ennek a hatékony működtetésében, illetve a vállalat optimális energiafelhasználásával kapcsolatos döntésekben nyújt segítséget az evopro energia-menedzsment rendszere.

A hálózat felépítése a feszültségszinteket tekintve közép- és kisfeszültségű részekre osztható. Mindkét feszültségszintet tekintve többszörösen alátámasztott, redundáns kialakítású, a gyűjtősínek több ponton való ellátását lehetővé tevő hálózat.
Távfelügyelet és irányítástechnika

Az energia-menedzsment alapja egyrészt a távfelügyeleti, másrészt az irányítástechnikai rendszer. A távfelügyeleti rendszer feladata az, hogy az energiaelosztó hálózat állapotáról minél több hasznos információt gyűjtsön be, ezeket szelektálja, archiválja annak érdekében, hogy az üzemeltető, a döntéshozó számára átlátható módon közvetítse az információkat. A távfelügyeleti rendszer által szolgáltatott információ pontos képet nyújt az energiaelosztó hálózat kapcsoló eszközeinek állásjelzéséről, egyéb eszközök állapotjelzéseiről, vészjelzésekről, mért értékekről, a menedzsment rendszer üzemkészségéről.

Az irányítástechnika alapfeladata a többszörösen – mind KÖF, mind KIF szinten – alátámasztott fogyasztói pontok kvázi állandó energiaellátása és az energiaelosztó rendszer eszközeinek, elemeinek védelme. Ezek a funkciók védelmi berendezésekkel, távműködtetést megvalósító beavatkozókkal valósíthatók meg. A működtetés történhet automatikusan (védelem vagy átkapcsoló logika) vagy kezelő személy által a távfelügyeleti rendszeren keresztül.

Könnyen belátható, hogy a rendszer közvetlen előnyei – a teljeskörűen és áttekinthetően rendelkezésre álló adatok – az üzemeltetők, kezelők hatékony munkavégzését támogatják. Közvetett előnyei a vállalat teljes működésére kihatnak, a döntéshozók számára elősegítik a döntés előkészítést a rendszerben rendelkezésre álló adatok megfelelő strukturálásával és optimalizálásával.

 

evpro1

  1. ábra

Az energiamenedzsment rendszer funkciói

Az energiamenedzsment-rendszer funkcióival szemben állított néhány elvárás az energiaelosztó hálózat üzemviteli szempontjai alapján a következők:
• A lehető legtöbb hasznos információ kinyerése a gyors és felelősségteljes döntések kiszolgálására. Pl. több nézet kialakítása az energiaellátó rendszerről.
• Hosszú és rövid távú tervezett karbantartás ütemezése.
• A karbantartás támogatása gyártmány leírásokkal, kézikönyvekkel.
• Használók és használói tevékenységek naplózása.
• Automatizált és kézi működtetések naplózása.
• Kezelői, üzemeletetői tevékenységek követése.
• Csoportos lekapcsolás meghatározott szekvenciával. (Hálózat konfiguráló automatika, tűzvédelmi lekapcsolás).
• Nem megengedhető üzemállapotokhoz, meghibásodáshoz vezető állapotok, előjelzések kijelzése, naplózása.
• Az energiamenedzsment-rendszer meghibásodásának jelzése, naplózása (3. ábra).
• A villamos energia minőségi jellemzőinek mérése.
• Mért villamos mennyiségek szabványban vagy belső auditálás által meghatározott határértékének jelzése.
• Mért villamos mennyiségek archiválása, trend görbék készítése.

A rendszer önellenőrzést végez, mellyel az üzemeltetők pontos információt kapnak a menedzsment eszköz üzemállapotáról. Meghibásodás esetén értesítést kapnak a hibáról és annak helyéről, ebből következtetni tudnak egy adott állapot valóságtartalmára. Távlati rendszer koncepciónk egy szakértői rendszer kialakítása a feldolgozott üzemállapotokra, eseménysorrendekre alapozottan.

Az energia-menedzsment működtetése, karbantartása

Az evopro által fejlesztett energia-menedzsment működtetését, karbantartását a rendszer adminisztrátorai végzik. Ehhez külön felület kapcsolódik, mely bármely megjelenítőn elérhető, így nem szükséges külön mérnöki terminál használata. Megfogalmazható célok:

• Diagnosztikai vizsgálatok futtatása.
• A kommunikációs egységek paraméterező felületének könnyű elérése.
• Egyszerű elérés a terepi adatkoncentrátorok/logikai vezérlők beállításához, programozásához.
• Hozzáférés biztosítása a megjelenítő szerverekhez, archív adatbázisokhoz.
• Egyszerű elérés biztosítása a karbantartást segítő tevékenységekhez pl.: felhasználók menedzselése, szoftverfrissítés, adtabázisok kezelése.

A rendszert és különböző nézeteit más és más tevékenységet végző és felelősségi körrel rendelkező személyek használják. A hatékony és biztonságos munkavégzés szempontjából elengedhetetlen egy jól strukturált felhasználói jogosultsági és naplózási rendszer integrálása. A jogosultság egyértelműen meghatározza a különböző tevékenységeket végző emberek hatáskörét, hozzáférésüket a rendszer azon részeihez, melyet a feladataik elvégzése során használnak.
Optimális energiafelhasználás

Az energia-menedzsment egyéb, nem üzemviteli felhasználásának lehetőségei az energiafelhasználás optimalizálását elősegítő funkciók. Ezeknek a funkcióknak a célja a megtakarítási potenciálok megtalálása, valamint a takarékossági döntések meghozatalához szükséges információk gyűjtése, összegzése.

• Automatikus meddő kompenzáció a PF (Power Factor vagy cosf) határértéken belül.
• Áramszolgáltatói vételezési pontokon a teljesítményigény, fogyasztás előrejelzése a mért adatok alapján. Lekötött teljesítmény tervezés támogatása.
• Belső fogyasztói csoportok fogyasztásának és költségeinek elszámolása, költségallokációja.
• Technológiai gyártmányok fajlagos energiaköltségének meghatározása.
• Mért adatok alapján riportok készítése.
• Fogyasztási adatok hozzárendelése üzemállapotokhoz.
• Automatikus számlakibocsátás.
Az energiamenedzsment rendszer megvalósításához
használt eszközök és a kapcsolódó fogalmak

Az energiaelosztó rendszer elosztó állomásokra csoportosítható, melyek több gyűjtősínnel és a hozzájuk kapcsolódó leágazásokkal, KÖF/KIF transzformátorokkal rendelkeznek. A leágazások kapcsolószekrényeibe kombinált védelmi és adatgyűjtő eszközöket telepítettek. Ezek az eszközök terepi adatbusz kapcsolattal csatlakoznak az adatkoncentrátor és logikai vezérlő funkciókat megvalósító állomási egységekkel. A terepi adatbusz megvalósításakor szempont volt a „lekérdezéses” protokoll, galvanikus leválasztás mellett a jelzések hihetőségi állapotainak gyűjtése is. Az állomás egységek gyűrű topológiájú hibrid (réz és optika) Ethernet hálózaton keresztül kommunikálnak egymással és a megjelenítő szerverekkel. A gyűrű topológia és a kettőzött útválasztó eszközök több meghibásodás esetén is képesek a rendszer működőképességét fenntartani. A megjelenítő és adatbázis szerverek redundáns kialakításúak, ugyanis az egyik meghibásodásakor a menedzsment rendszer működése nem áll meg. A megjelenítők nézetei minden állomásról jelentik a gyűjtött állapotjelzéseket és minden állomásra képesek táv-parancsot kiadni. Ezért bármelyik meghibásodásakor egy másik megjelenítőről – a rendszer kezelhető marad.

Az ipari nagyvállalat nagy kiterjedése következményeként az energiaellátó rendszer is kiterjedt. Egy ilyen méretű területen elhelyezkedő rendszer üzemeltetésében a különböző nézetek segítik a tájékozódást és az eszközök helyének megállapítását, illetve a menedzsment rendszer működőképességét:

• Energiaelosztó rendszer topológiai nézete 2. ábra.

 

evpro2

2. ábra

 

• Energiaelosztó rendszer topológiai nézete különböző csoportosítása (tűzszakaszok)
• Energiaelosztó rendszer elemeinek térképészeti nézete 1. ábra.
• Energiamenedzsment-rendszer eszközállapotát megjelenítő nézet 3. ábra (rendszer diagnosztika)

 

evpro3

3. ábra
• Menedzseri, költség-meghatározás és költségtervezéssel kapcsolatos nézet.

Néhány funkción, illetve megközelítési módon keresztül azt mutattuk be, hogyan lehetséges egy energia-menedzsmenttel rendelkező ipari nagyvállalat energiapolitikával kapcsolatos döntéseinek lehető legnagyobb fokú támogatása. Az energia-menedzsment segítségével a költségek átláthatóbbá válnak, a nagyvállalat üzemeltetésében jelentős költségmegtakarítás mutatható ki.