Die Rolle von HMIs bei der Energieüberwachung

In den letzten Jahren hat die zunehmende Diversifizierung der Stromerzeugung die mit ihrer Verwaltung und Analyse verbundene Komplexität erhöht. Beispielsweise hat die US-Niederlassung eines großen Stromversorgungsunternehmens ein nationales Kontrollzentrum in Portland errichtet, wo es Kunden hilft, die mit Erdgas verbundenen Risiken und die Vorteile nachhaltiger Energie zu erkennen. Das im Jahr 2001 eröffnete Kontrollzentrum verwaltet mehr als 3500 MW Windenergie in 20 Bundesstaaten und hat die Aufgabe, Strategien für den jährlichen Zubau von 1000 MW erneuerbarer Energie zu entwickeln.

Das Kontrollzentrum hat ein ähnliches Layout wie der Missionskontrollraum der NASA, wobei die Systemanalyse die Leistungsparameter von Windkraftanlagen im ganzen Land überblickt. Darüber hinaus überwachen Experten auch die Wetterbedingungen und schalten bestimmte Turbinen ab falls raues Wetter zuschlägt.

Einer der Schlüssel zum effektiven Betrieb des Kontrollzentrums ist ein HMI/SCADA Software zum Anzeigen, Steuern, Verwalten und Analysieren von Informationen, die von mehreren Installationen gesammelt wurden. Als Nervenzentrum für die Vielzahl von Windparks im ganzen Land ermöglicht die HMI/SCADA-Suite den Betreibern, das Verhalten der Anlagen einfach zu überwachen und bei Bedarf Anpassungen des Leistungsfaktors, der Spannung und der Blindleistung vorzunehmen.

Jede Turbine ist mit einem Steuerkasten ausgestattet, der eine SPS, einen Stromrichter und Steuerplatinen enthält. Die SPS überträgt die gesammelten Daten über ein Ethernet-basiertes LAN an ein Fernsteuerungssystem. Das primär verwendete Kommunikationsprotokoll ist OPC, da es Interoperabilität bei maximaler Echtzeit-Austauschrate ermöglicht. Sind alle Daten an die Leitstelle geroutet, werden sie vom HMI/SCADA übernommen Software. Die Software zeigt, verwaltet und analysiert dann die Daten und funktioniert in Verbindung mit menschlichen Eingriffen.

Das Kontrollzentrum ist auch in der Lage, Managementdienste für jeden Eigentümer einer Windenergieanlage bereitzustellen und 2.479 Windkraftanlagen mit jeweils 300–350 E/A-Datenpunkten zu warten, die von über 20 Servern verwaltet werden. Die anfängliche Investition war hoch, aber nachdem das System gründlich getestet und ein Muster für seine Erweiterung entwickelt worden war, stieg die Betriebs- und Wirtschaftlichkeit sprunghaft an.

Dank der HMI/SCADA-Softwaresuite können alle diese Bereiche der Windenergie direkt von der Leitstelle aus überwacht und gewartet werden. Und die Beteiligung von HMIs an anderen Energieressourcen kann nur zunehmen, wenn sich neue Wege zur Integration von Technologie in diese wachsenden Industriezweige für erneuerbare Energien entwickeln.

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Eingebettete Systeme und Systemintegration Verbesserung der Energieeffizienz mit HMIs