Распределенные системы управления гидроэлектростанциями и коммуникационные решения

Гидроэнергетика является одним из важнейших возобновляемых источников энергии в мире. Типичная гидроэлектростанция представляет собой сложную интеграцию гидравлических сооружений, систем генерации и механико-электрического оборудования. Однако требования эксплуатационной эффективности, безопасности и интеллектуального мониторинга перерастают традиционные системы. Современным гидроэлектростанциям нужна надежная инфраструктура связи в реальном времени для поддержки масштабируемого управления и сбора данных, особенно в сложных условиях, где простой может быть дорогостоящим.

решение интернета вещей по типу энергии гидроэнергетика

Проблемы в эксплуатации гидроэлектростанций

Основные проблемы включают в себя:

Суровые условия окружающей среды

Гидроэлектростанции часто располагаются в отдаленных, влажных или горных районах. Эти условия — высокая температура, высокая влажность и коррозия окружающей среды — могут поставить под угрозу коммуникационное оборудование, вызывая короткие замыкания, ухудшение целостности сигнала и отказы оборудования. В результате для систем управления гидроэлектростанциями требуются надежные промышленные устройства, которые обеспечивают надежную работу в условиях сильного стресса окружающей среды.

Комплексные сетевые потребности

Гидроэлектростанции состоят из разнообразных устройств, таких как датчики, контроллеры и модули мониторинга, распределенные по большим площадям. Традиционные методы построения сетей могут не поддерживать бесперебойную связь между этими конечными точками. Растет потребность в высокогибкой и волоконно-оптической магистральной линии связи, которая поддерживает многоустройственный доступ и надежный обмен данными по всей системе управления гидроэлектростанцией.

Сильные электромагнитные помехи

Электростанции содержат тяжелое электрооборудование, такое как генераторы и трансформаторы, которые генерируют сильные электромагнитные поля. Они влияют на качество сигнала связи, что приводит к потере данных и задержкам управления. Таким образом, система управления гидроэлектростанцией должна включать устройства с превосходной устойчивостью к электромагнитным помехам и надежной целостностью сигнала.

Особые условия электроснабжения

Многие гидроэлектростанции в отдаленных районах сталкиваются с нестабильным электроснабжением или имеют ограниченную резервную мощность. Это требует маломощного коммуникационного оборудования, способного работать стабильно, несмотря на колебания доступности энергии.

Решение

Для решения задач современных гидроэлектростанций COME-STAR предлагает усовершенствованную систему связи, построенную на высоконадежной и избыточной кольцевой сети. Это решение интегрируется с распределенными системами управления (DCS) и локальными блоками управления (LCU) для сбора данных в реальном времени, интеллектуального управления и безопасности системы.

схема гидроэлектростанции

Архитектура системы принимает кольцевую сеть

Общая сеть управления использует кольцевую архитектуру, объединяющую систему электрической защиты, систему возбуждения, систему постоянного тока установки, электропитание установки и систему управления гидротурбиной. Эта кольцевая топология на основе DCS улучшает обмен информацией и устойчивость системы, обеспечивая быструю и упорядоченную передачу данных по всей системе управления гидроэлектростанции.

Сеть с одним кольцом в каждом LCU

Каждый локальный блок управления (LCU) оснащен однокольцевой сетью Ethernet с использованием промышленного коммутатора CISCOM7120. Это упрощает электропроводку на месте, позволяя при этом собирать данные в режиме реального времени и проводить предварительную обработку. Это обеспечивает своевременную связь между оборудованием управления на месте и центральными системами мониторинга в системе управления гидроэлектростанцией.

Формирование многокольцевой топологии

Несколько отдельных колец уровня LCU соединены с кольцом центра мониторинга, образуя топологию многокольцевой сети. Такая структура обеспечивает высокую надежность связи — если какое-либо отдельное кольцо выходит из строя, передача данных автоматически перенаправляется через резервные пути, предотвращая возникновение отдельных точек отказа и обеспечивая непрерывность работы.

Промышленный уровень 4 электромагнитной помехоустойчивости

Все устройства в системе соответствуют промышленным стандартам электромагнитной защищенности уровня 4. Благодаря передовым технологиям экранирования и фильтрации сигналов система устойчива к помехам от генераторов и трансформаторов, обеспечивая стабильную и точную передачу сигнала в среде гидроэлектростанции.

Функция сбора данных в реальном времени

Коммуникационная сеть обладает возможностями сбора данных в реальном времени, поддерживая быстрый сбор ключевых рабочих параметров, таких как температура, давление и расход. Это позволяет осуществлять точный, актуальный мониторинг и анализ производительности турбины и генератора.

Передача сигнала с высокой пропускной способностью

Система поддерживает передачу с высокой пропускной способностью для обработки больших объемов эксплуатационных и мониторинговых данных. Это гарантирует, что даже сложные потоки данных передаются без задержек, поддерживая принятие решений и контроль в режиме реального времени через систему управления гидроэлектростанцией.

Расширяемость системы

Решение COME-STAR разработано с учетом будущей масштабируемости. Оно обеспечивает легкий доступ к новым устройствам и функциональным модулям по мере развития работы завода — без необходимости капитального ремонта инфраструктуры. Это поддерживает долгосрочную гибкость и снижает затраты на обновление систем гидроуправления.

Технология избыточного резервного копирования

В архитектуру включены избыточные устройства и каналы связи для обеспечения бесперебойной работы. Если ключевой компонент или канал выходит из строя, резервная система автоматически активируется, поддерживая непрерывную связь и минимизируя время простоя системы на гидроэлектростанции.

Преимущества для пользователя

Повышение эффективности работы

Мониторинг и управление в реальном времени позволяют проводить предиктивное обслуживание и быстрее выявлять неисправности. Это приводит к оптимизации производительности, сокращению отходов и увеличению выработки электроэнергии на гидроэлектростанции.

Повышенная безопасность и надежность

Благодаря сигналам тревоги в режиме реального времени и надежной связи потенциальные аномалии в работе оборудования обнаруживаются на ранней стадии, что снижает риск серьезных сбоев системы и повышает общую безопасность эксплуатации.

Снижение затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание

Промышленное, маломощное оборудование снижает частоту поломок и потребление энергии. Модульная конструкция системы и простота обслуживания помогают сократить долгосрочные расходы на обслуживание систем гидроуправления.

Лучшее управление и принятие решений

Данные, собранные со всего завода, централизованы в удобном для пользователя интерфейсе мониторинга, предоставляя менеджерам завода точные операционные данные. Это улучшает возможности удаленного управления и позволяет принимать более обоснованные решения в режиме реального времени.

Краткое содержание

Система связи COME-STAR для гидроэлектростанций отвечает ключевым требованиям производительности, надежности и устойчивости к окружающей среде. Благодаря усовершенствованной топологии кольцевой сети, сильному электромагнитному экранированию, низкому энергопотреблению и бесшовной интеграции устройств наше решение призвано повысить функциональность и интеллект современных систем управления гидроэлектростанциями.

Независимо от того, модернизируете ли вы существующую систему управления гидроэлектростанцией или строите новую электростанцию с нуля, решение COME-STAR предлагает готовую к будущему основу для эффективной, безопасной и устойчивой поддержки вашей деятельности.

Контактная форма

Спасибо за ваш интерес к нашей продукции. Пожалуйста, заполните форму ниже, мы ответим в течение 24 часов.