Praca równoległa zespołów prądotwórczych z siecią - zło konieczne czy alternatywa zbudowania rozproszonej sieci energetycznej?

Jak pokazują doświadczenia poprzedniej zimy, szczególnie na terenie polski południowej,jest ona szansą dla odbiorców indywidualnych i zakładów produkcyjnych na zapewnienie ciągłości dostaw zasilania.
Obecne wymagania prawne  dość skutecznie  zniechęcają inwestorów do instalowania agregatów prądotwórczych do pracy równoległej z siecią.
Sytuacja jednak zaczyna się zmieniać, ponieważ wymóg produkcji zielonej energii z OZE, który nakłada na nas Unia Europejska powoduje, że na terenie całego kraju powstaje, co raz więcej np. biogazowi.

Zarówno agregat kogeneracyjny jak i agregat dieslowski, jako źródło awaryjne mogą być wyposażone w taki sam sterownik, który umożliwia nam synchronizację do sieci energetycznej. 

Sterowniki agregatów prądotwórczych, oprócz funkcji umożliwiających synchronizację i zarządzanie pracą agregatu zarówno w trybie automatycznym jak i manualnym, posiadają także szereg funkcji zabezpieczających tj.;  df/dt czy utrata synchronizmu pozwalające na bardzo szybkie odstawienie agregatu od uszkodzonej sieci z wyborem dalszej pracy agregatu na wyspie lub całkowitego zatrzymania zespołu prądotwórczego. Pozostałe zabezpieczenia to:

Silnik:

• Przekroczony czas pracy (przegląd dni)
• Przekroczony czas pracy (przegląd godz.)
• Od zwyżki obrotów
• Niezamierzone zatrzymanie
• Awaria wyłączenia
• Błąd pomiaru prędkość/częstotliwość
• Awaria uruchomienia
• Awaria alternatora
• Czerwona lampka stop (J1939)
• Bursztynowa lampka ostrzegawcza (J1939)
• Napięcie akumulatora zbyt niskie/wysoki

Generator:

• Nad/pod napięciowe               [59/29 ]
• Asymetria napięcia                  [47]
• Pod/nad częstotliwościowe   [81O/U]
• Przeciążenie   [32]    
• Mocowe/zwrotnomocowe      [32R/F]
• Asymetria obciążenia             [46]
• Nadprądowe                            [50/51]
• Nadprądowe IEC                   [IEC 255]
• Zwyżka obrotów(MPU)           [12]
• Mierzony prąd doziemny        [50G]
• Obliczony prąd doziemny   

Sieć:

• PF (cos phi)
• Kier. wirowania faz ZRWZ/PRWZ       
• Pzadana ⇔ Pbieżąca niedopasowanie    
• Nad/pod napięciowe      [59/27 ]
• Pod/nad częstotliwościowe [81O/U]
• Mocowe    32]
• PF (cos phi)
• napięcia utrata synchronizmu   [78 ]
• Kierunek wirowania pola

Poniżej postaramy się przedstawić Państwu kilka możliwych aplikacji i zastosowań jednostek prądotwórczych zarządzanych przez dedykowane sterowniki firmy Woodward oraz dodatkową automatykę zabezpieczeniową.

Przykład zastosowania (rys.1) mógłby być wykorzystywany także przez  zakłady energetyczne.

Wyobraźmy sobie sytuację, że mamy planowane wyłączenie transformatora np. sN/nN. 

Możemy dokonać takiej czynności bez pozbawiania odbiorców końcowych czasowego zasilania poprzez podłączenie do ww. transformatora mobilnego zespołu prądotwórczego, zsynchronizowanie go z siecią, przekazanie obciążenia na agregat i odstawienie transformatora na czas naprawy lub konserwacji.

Odwrotny proces przeprowadzamy po zakończonych pracach a  odbiorcy końcowi cieszą się bezprzerwowym zasilaniem, w podobny sposób może postępować przy różnego rodzaju awariach sieci.

Kolejnym, ciekawym zastosowaniem może być bezprzerwowy powrót na zasilanie z sieci energetycznej w wszelkiego typu zakładach produkcyjnych lub jednostkach użyteczności publicznej.

Wszyscy odbiorcy, którzy ze względów bezpieczeństwa lub kosztów ponownego uruchomienia instalacji chcą uniknąć dwóch przerw w zasilaniu mogą skorzystać z możliwości, jakie dają agregaty zarządzane przez sterowniki Woodward.  W tego typu zastosowaniach możemy tak zaprogramować sterownik, aby agregat pracował synchronicznie z siecią jeszcze przez określony czas na biegu jałowym i był gotowy na ponowne bezprzerwowe przejecie obciążenia, gdy ponownie zaniknie zasilanie z sieci energetycznej.  Przy pracy równoległej z siecią wbudowany układ kontroli importu/ eksportu mocy umożliwia nam sterowanie kierunkiem i wielkością jej przepływu.

Podobna zadanie spełniają agregaty instalowane na niektórych stadionach budowanych np. na EURO 2012. Ich zadaniem jest praca równoległa z siecią podczas całego wydarzenia tak, aby w razie awarii przejąć bezprzerwowo zasilanie obiektu.

Innym przykładem mogą być agregaty, jako awaryjne źródło zasilania pracujące na wydzielaną sieć lokalną i muszą być okresowo testowane pod obciążeniem, co wiąże się z pewnymi komplikacjami. W klasycznym układzie musimy odłączyć zasilanie podstawowe, uruchomić agregat, obciążyć go odbiorami, a następnie ponownie wyłączyć agregat i przełączyć się na zasilanie podstawowe. Takie postępowanie powoduje dwie przerwy w zasilaniu obiektu.  Rozwiązaniem jest zainstalowanie agregatu pozwalającego na synchronizację dwóch wyłączników. Tego typu instalacje działają np. w elektrowniach wodnych z własną infrastrukturą energetyczną.

Adresatem naszej oferty są także firmy posiadające flotę jednostek prądotwórczych przeznaczonych pod wynajem. Sterowniki Woodward umożliwiają dzielenie mocy czynnej i biernej pomiędzy agregatami pracującymi równolegle na wyspie, do których można dołączyć kolejny agregat w przypadku zwiększonego zapotrzebowania na energię elektryczną zasilanego obiektu.

Unikalne cechy naszych produktów takie jak:

• Programowalna Logika w postaci bramek logicznych i wirtualnych funkcji,
• 3 fazowy pomiar napięcia sieci, generatora a także jednofazowy pomiar na szynie
• 3 dodatkowe, dowolnie konfigurowalne regulatory PID
• Dowolna konfigurowane wejścia analogowe w zakresie +/- 10V, lub 0/4-20mA
• Trójstopniowe zabezpieczenie prądowe generatora z charakterkami IEC
• Synchronoskop dla dwóch synchronizowanych wyłączników

oraz dodatkowe urządzenia LS5 lub DTSC200 pozwalają zrealizować niemalże każdą aplikację zawierającą agregaty prądotwórcze.

Przyjrzyjmy się poniższemu rysunkowi który pokazuje zasilanie obiektu w układzie H dwa źródła i dwa agregaty plus sprzęgło:

Sterownik agregatu może zarządzać pracą dwóch wyłączników, a co jeśli mamy ich aż 5?

Oczywiście możemy zastosować nadrzędny system PLC, ale niekoniecznie. Stosując nasze sterowniki z serii easYgen 3500 i sterowniki wyłączników LS5 zarządzamy praca takiego układu bez dodatkowych systemów i zabezpieczeń. Komunikacja między urządzeniami wykonana jest w oparciu o CANopen, co jednoznacznie upraszcza nam okablowanie tych urządzeń

Woodward posiada w swoje ofercie bardzo szeroką gamę sterowników agregatów prądotwórczych od tych najprostszych do pracy pojedynczej do tych bardzo zaawansowanych dedykowanych dla jednostek diesla i gazowych pracujących równolegle z siecią lub równolegle na wyspie. Warto dodać, że wszystkie oferowane prze nas urządzenia posiadają menu i dokumentację w języku polskim.

Firma Woodward oferuje także komponenty dla silników gazowych, które dostarcza na pierwszy montaż dla uznanych producentów silników stacjonarnych i producentów zespołów  prądotwórczych.

W naszej ofercie znajdują się między innymi;  komputery sterujące (ECU), zintegrowane zawory gazowe, mieszalniki, przepustnice, układy zapłonowe.

Szczegółowe informacje możecie Państwo znaleźć na naszej stronie internetowej: www.woodward.com lub zapraszamy do kontaktu z naszą fabryką w Polsce:

W sprawach handlowych:
Norbert Zabłocki
Tel:         +48 12 295 1320
Mob:       +48 784 057 959
E-mail:    norbert.zablocki@woodward.com

W sprawach technicznych:
Dawid Szostek
Tel:         +48 12 295 1321
Mob:       +48 784 057 956
E-mail:    dawid.szostek@woodward.com