Distribuerede kontrolsystemer og kommunikationsløsninger til vandkraftværker

Vandkraft er en af verdens vigtigste vedvarende energikilder. Et typisk vandkraftværk er en kompleks integration af hydrauliske strukturer, generationssystemer og mekanisk-elektrisk udstyr. Kravene til driftseffektivitet, sikkerhed og intelligent overvågning vokser dog i forhold til traditionelle systemer. Moderne vandkraftværker har brug for pålidelig realtidskommunikationsinfrastruktur for at understøtte skalerbar kontrol og dataindsamling, især i barske miljøer, hvor nedetid kan være dyr.

IoT-løsning efter energitype vandkraft

Udfordringer i driften af vandkraftværker

Nøgleudfordringer omfatter:

Barske miljøforhold

Vandkraftværker er ofte placeret i fjerntliggende, fugtige eller bjergrige områder. Disse forhold – høj temperatur, høj luftfugtighed og miljøkorrosion – kan kompromittere kommunikationshardware og forårsage kortslutninger, forringet signalintegritet og udstyrsfejl. Som følge heraf kræver vandkraftstyringssystemer robuste enheder i industriel kvalitet, der sikrer pålidelig drift under alvorlig miljøbelastning.

Komplekse netværksbehov

Vandkraftværker består af forskellige enheder såsom sensorer, controllere og overvågningsmoduler spredt over store områder. Traditionelle netværksmetoder understøtter muligvis ikke problemfri kommunikation mellem disse endepunkter. Der er et voksende behov for en yderst fleksibel og fiberoptisk-baseret kommunikationsrygrad, der understøtter adgang til flere enheder og robust dataudveksling på tværs af vandkraftværkets kontrolsystem.

Stærk elektromagnetisk interferens

Kraftværker huser tungt elektrisk udstyr såsom generatorer og transformere, som genererer stærke elektromagnetiske felter. Disse forstyrrer kommunikationssignalets kvalitet, hvilket resulterer i datatab og forsinkelser i styringen. Derfor skal styresystemet i vandkraftværker omfatte enheder med overlegen EMI-modstand og pålidelig signalintegritet.

Særlige strømforsyningsforhold

Mange vandkraftværker i fjerntliggende områder har ustabil strømforsyning eller begrænset backupkapacitet. Dette kræver kommunikationsudstyr med lavt strømforbrug, der kan fungere konsekvent på trods af udsving i energitilgængeligheden.

Løsning

For at imødekomme udfordringerne ved moderne vandkraftværker leverer COME-STAR et avanceret kommunikationssystem bygget på et yderst pålideligt og redundant ringnetværk. Denne løsning integrerer med distribuerede styresystemer (DCS) og lokale styreenheder (LCU'er) for dataindsamling i realtid, intelligent styring og systemsikkerhed.

diagram over vandkraftværker

Systemarkitektur anvender ringnetværk

Det overordnede styrenetværk anvender en ringarkitektur, der kombinerer det elektriske beskyttelsessystem, excitationssystemet, anlæggets DC, anlæggets kraftforsyning og vandturbinestyringssystem. Denne DCS-baserede ringtopologi forbedrer informationsudveksling og systemrobusthed og sikrer hurtig og ordnet datatransmission i hele vandkraftværkets styresystem.

Enkeltringnetværk på hver LCU

Hver lokal styreenhed (LCU) er udstyret med et single-ring Ethernet-netværk ved hjælp af den industrielle CISCOM7120-switch. Dette forenkler ledningsføring på stedet, samtidig med at det muliggør dataindsamling og indledende behandling i realtid. Det sikrer rettidig kommunikation mellem styreudstyr på stedet og centrale overvågningssystemer i vandkraftværkets styresystem.

Dannelse af multiringtopologi

Flere enkeltringe på LCU-niveau er forbundet med overvågningscentrets ring for at danne en netværkstopologi med flere ringe. Denne struktur tilbyder høj kommunikationspålidelighed – hvis en individuel ring svigter, omdirigeres dataoverførslen automatisk via backupstier, hvilket forhindrer enkeltstående fejlpunkter og sikrer driftskontinuitet.

EMI-immunitet på industriniveau 4

Alle enheder i systemet overholder industrielle niveau 4-standarder for elektromagnetisk immunitet. Gennem avancerede afskærmnings- og signalfiltreringsteknologier modstår systemet interferens fra generatorer og transformere og giver dermed stabil og præcis signaltransmission på tværs af vandkraftværksmiljøet.

Funktion til dataindsamling i realtid

Kommunikationsnetværket har realtidsdataindsamlingsfunktioner, der understøtter hurtig indsamling af vigtige driftsparametre såsom temperatur, tryk og flow. Dette muliggør præcis og opdateret overvågning og analyse af turbiners og generatorers ydeevne.

Signaltransmission med høj båndbredde

Systemet understøtter transmission med høj båndbredde til håndtering af store mængder drifts- og overvågningsdata. Dette sikrer, at selv komplekse datastrømme transmitteres uden forsinkelse, hvilket understøtter beslutningstagning og kontrol i realtid på tværs af vandkraftværkets kontrolsystem.

Systemets udvidelsesmuligheder

COME-STAR's løsning er designet med fremtidig skalerbarhed i tankerne. Den giver nem adgang til nye enheder og funktionelle moduler, efterhånden som anlæggets drift udvikler sig – uden at det kræver større infrastrukturrenoveringer. Dette understøtter langsigtet fleksibilitet og reducerer opgraderingsomkostninger til vandkraftstyringssystemer.

Redundant backupteknologi

Redundante enheder og kommunikationsforbindelser er inkluderet i arkitekturen for at sikre uafbrudt drift. Hvis en nøglekomponent eller et link svigter, aktiveres backupsystemet automatisk, hvilket opretholder kontinuerlig kommunikation og minimerer systemnedetid i vandkraftværket.

Brugerfordele

Forbedret operationel effektivitet

Overvågning og styring i realtid muliggør prædiktiv vedligeholdelse og hurtigere fejlidentifikation. Dette fører til optimeret ydeevne, reduceret spild og øget elproduktion på tværs af vandkraftværket.

Forbedret sikkerhed og pålidelighed

Med realtidsalarmer og pålidelig kommunikation opdages potentielle udstyrsforstyrrelser tidligt, hvilket reducerer risikoen for større systemfejl og forbedrer den samlede driftssikkerhed.

Lavere drifts- og vedligeholdelsesomkostninger

Industrikvalitetshardware med lavt strømforbrug reducerer hyppigheden af nedbrud og energiforbruget. Systemets modulære design og nemme vedligeholdelse er med til at reducere de langsigtede serviceomkostninger for vandkraftstyringssystemer.

Bedre ledelse og beslutningstagning

Data indsamlet fra hele anlægget centraliseres i en brugervenlig overvågningsgrænseflade, hvilket giver anlægsledere præcis driftsindsigt. Dette forbedrer fjernstyringsfunktionerne og muliggør mere informeret beslutningstagning i realtid.

Oversigt

COME-STAR's kommunikationssystem til vandkraftværker imødekommer de vigtigste krav til ydeevne, pålidelighed og miljømæssig modstandsdygtighed. Med avanceret ringnetværkstopologi, stærk elektromagnetisk afskærmning, lavt strømforbrug og problemfri enhedsintegration er vores løsning designet til at forbedre funktionaliteten og intelligensen i moderne vandkraftværkers styresystemer.

Uanset om du opgraderer et eksisterende vandkraftstyringssystem eller bygger et nyt kraftværk fra bunden, tilbyder COME-STARs løsning et fremtidssikret fundament til at understøtte din drift effektivt, sikkert og bæredygtigt.

Kontaktformular

Tak for din interesse for vores produkter. Udfyld venligst formularen nedenfor, vi svarer inden for 24 timer.