SPIE Energotest. Centralny system zarządzania obiektami OZE – ECONTROLoze

Wprowadzenie
SPIE Energotest od ponad 30 lat świadczy kompleksowe usługi w zakresie projektowania oraz wdrażania zaawansowanych systemów sterowania i nadzoru dla układów elektroenergetycznych.

ECONTROLplus to uznany i sprawdzony system wizualizacji i sterowania, z powodzeniem wdrożony w dziesiątkach obiektów energetyki zawodowej oraz przemysłowej. Dzięki swojej niezawodności i elastyczności zdobył zaufanie czołowych przedsiębiorstw z sektora energetycznego.

Bazując na wieloletnim doświadczeniu oraz dogłębnej analizie specyfiki i potrzeb rynku odnawialnych źródeł energii (OZE), opracowaliśmy oraz wdrożyliśmy system ECONTROLoze – innowacyjny system przeznaczony do kompleksowego zarządzania i sterowania obiektami OZE. System ten łączy w sobie nowoczesne technologie z praktycznymi rozwiązaniami, odpowiadając na rosnące wymagania w zakresie automatyzacji i optymalizacji pracy odnawialnych źródeł energii.


System ECONTROLoze umożliwia efektywne zarządzanie i sterowanie takimi obiektami jak:

• Klastry energii – integracja i koordynacja pracy rozproszonych źródeł w ramach lokalnych klastrów energetycznych.
• Farmy fotowoltaiczne – monitorowanie, sterowanie i optymalizacja produkcji z energii słonecznej.
• Farmy wiatrowe – bieżąca kontrola parametrów pracy turbin oraz dostosowanie ich działania do warunków rynkowych i pogodowych.
• Elektrownie wodne – pełen monitoring oraz sterowanie, w tym kontrola przepływu, poziomu wody, pracy turbin i optymalizacja procesów wytwarzania energii.
• Magazyny energii – automatyczne zarządzanie procesami ładowania i rozładowywania w oparciu o aktualne ceny energii.
• Magazyny ciepła – kontrola i optymalizacja przechowywania oraz wykorzystywania energii cieplnej.
• Pompy ciepła – zdalne sterowanie i monitorowanie efektywności pracy urządzeń.
• Biogazownie – pełna kontrola procesu produkcji energii z biogazu, w tym zarządzanie parametrami wytwarzania i dystrybucji.
• Układy kogeneracji/trigeneracji – efektywne zarządzanie równoczesną produkcją energii elektrycznej, cieplnej oraz chłodu.
• Stacje GPZ/GPO (Główne Punkty Zasilania/ Odbioru) – nadzór nad kluczowymi punktami przyłączenia do sieci elektroenergetycznej.
• Układy elektroenergetyczne – kompleksowe sterowanie i monitoring złożonych systemów energetycznych.

Rys. 1. Okno systemu ECONTROLoze z panelem zarządzania obiektem zawierającym kluczowe informacje, takie jak poziom generacji, dane liczbowe obiektu, uproszczona struktura obiektu

Funkcjonalności zaimplementowane w systemie oraz jego ergonomia zapewniają użytkownikowi szybki i przejrzysty podgląd na bieżący stan wszystkich jego źródeł wytwórczych.

Dzięki intuicyjnemu interfejsowi oraz zaawansowanym mechanizmom monitorowania użytkownik otrzymuje:

• Natychmiastowy dostęp do kluczowych informacji (rys. 1):
  • Aktualna moc generowana przez każde źródło.
  • Status operacyjny (np. praca, redukcja mocy, alarmy).
  • Parametry pomiarowe (napięcie, prąd, moc czynna/bierna, częstotliwość).
  • Komunikaty o awariach i nieprawidłowościach w czasie rzeczywistym.
• Scentralizowany podgląd wielu obiektów (rys. 2):
  • Jedno miejsce do zarządzania wszystkimi źródłami OZE – farmami PV, farmami wiatrowymi, magazynami energii, biogazowniami i innymi instalacjami.
  • Możliwość grupowania obiektów według wybranych kryteriów (typ obiektu, lokalizacja, portfel).
• Szybką reakcję na zmiany i sytuacje awaryjne:
  • Natychmiastowe generowanie alarmów oraz wykrywanie odchyleń.
  • Możliwość zdalnego sterowania (zmiana nastaw, wyłączenie/włączenie obiektu) bez potrzeby fizycznej obecności na miejscu.
• Przyjazny i czytelny interfejs użytkownika:
  • Wizualizacja danych w formie tabel, wykresów i map ułatwiająca analizę.
  • Personalizacja widoków – użytkownik może dostosować prezentowane informacje do własnych potrzeb.

Dzięki tym funkcjonalnościom system ECONTROLoze zwiększa efektywność zarządzania rozproszonymi źródłami energii, umożliwia podejmowanie szybkich decyzji oraz minimalizuje czas reakcji na sytuacje krytyczne.”


Rys. 2. Okno systemu ECONTROLoze ze scentralizowanym podglądem wielu obiektów


Wszystkie obiekty OZE mogą być pogrupowane według różnych kryteriów, takich jak:

• Typ obiektu – klasyfikacja według rodzaju instalacji:
  • Farmy wiatrowe.
  • Farmy fotowoltaiczne (PV).
  • Magazyny energii.
  • Biogazownie.
  • Elektrownie wodne.
  • Inne układy elektroenergetyczne (np. GPO/GPZ, systemy hybrydowe).
• Pakiet/Portfel – grupowanie według strategii sprzedaży i umów handlowych:
  • Obiekty sprzedające energię w ramach kontraktów typu PPA (Power Purchase Agreement).
  • Grupy farm przypisane do określonych partnerów biznesowych lub odbiorców końcowych.
  • Portfele projektów zarządzane w ramach jednego podmiotu lub klastra energii.
• Obszar – podział według lokalizacji lub zasięgu administracyjnego:
  • Lokalni OSD (Operatorzy Systemów Dystrybucyjnych), do których obiekty są fizycznie przyłączone.
  • Regiony geograficzne (np. kraj, województwo).
• Inne kryteria według indywidualnych potrzeb użytkownika – elastyczne dostosowanie grupowania do specyficznych wymagań, takich jak:
  • Wydajność produkcji (np. obiekty o wysokiej lub niskiej efektywności).
  • Status operacyjny (np. obiekty aktywne, w konserwacji, w budowie).
  • Właściciel lub operator obiektu.
  • Rodzaj sterowania (automatyczne/manualne).

Takie podejście umożliwia użytkownikowi systemu ECONTROLoze:

• Szybkie filtrowanie i zarządzanie dużą liczbą obiektów.
• Optymalizację procesów decyzyjnych w zależności od specyfiki danej grupy.
• Automatyczne wykonywanie operacji na wielu obiektach jednocześnie (np. zmiana nastaw, monitorowanie KPI).
• Łatwiejsze generowanie raportów i analiz zgodnych z wymaganiami biznesowymi i regulacyjnymi.

Wszystkie wyświetlane obiekty mają oznaczony kolorem bieżący status, który może przyjąć jedną z następujących wartości:

• Praca – obiekt działa prawidłowo, generując energię zgodnie z ustalonymi parametrami.
• Redukcja mocy – obiekt pracuje z ograniczoną mocą na skutek polecenia OSD, automatycznych reguł systemu lub ręcznej interwencji użytkownika.
• Alarm z generacją – obiekt generuje energię, jednak wystąpiły nieprawidłowości wymagające uwagi, np. częściowa awaria lub przekroczenie parametrów pracy.
• Alarm bez generacji – obiekt nie produkuje energii z powodu wykrytych problemów technicznych lub innych nieprawidłowości.
• Brak komunikacji – system nie otrzymuje danych z obiektu, co może wskazywać na awarię łączności lub wyłączenie urządzeń.

System ECONTROLoze monitoruje każdy obiekt w zakresie:

• Bieżąca produkcja – ciągły pomiar i prezentacja aktualnej mocy wytwarzanej przez obiekt OZE.
• Pomiary – zbieranie i analiza kluczowych parametrów, takich jak napięcie, prąd, moc czynna i bierna, częstotliwość itp.
• Statusy – monitoring stanu pracy obiektu, w tym informacji o normalnej pracy, redukcji mocy, alarmach lub braku komunikacji.
• Alarmy – wykrywanie i raportowanie nieprawidłowości, takich jak awarie urządzeń, przekroczenie parametrów pracy czy utrata łączności.
• Lokalne warunki pogodowe – integracja z czujnikami i lokalnymi stacjami pogodowymi w celu monitorowania nasłonecznienia, prędkości wiatru, temperatury i innych istotnych parametrów.
• Współczynniki jakości (KPI) – analiza kluczowych wskaźników wydajności (np. dostępność obiektu, efektywność produkcji).
• Utrata wydajności paneli (rys. 3) – identyfikacja spadków efektywności paneli fotowoltaicznych w wyniku zanieczyszczenia, starzenia lub awarii.
• Stan systemów teletechnicznych – bieżąca kontrola i diagnostyka systemów wspierających obiekt, takich jak:
  • SSWiN (System Sygnalizacji Włamania i Napadu)
  • HVAC (systemy ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji)
  • CCTV (systemy monitoringu wizyjnego)
  • UPS (zasilacze awaryjne)
• Układy oraz urządzenia elektroenergetyczne (rys. 4) – monitorowanie stanu pracy transformatorów, falowników, rozdzielnic oraz innych elementów infrastruktury energetycznej.
• Stan komunikacji pomiędzy koncentratorem telemechaniki a urządzeniami obiektowymi – bieżąca kontrola przepływu danych między koncentratorem a urządzeniami na obiekcie (np. falowniki, automatyka EAZ).
• Stan komunikacji (siła sygnału) pomiędzy koncentratorem telemechaniki a OSD – monitorowanie jakości połączenia z Operatorem Systemu Dystrybucyjnego, co zapewnia niezawodność przesyłania danych.
• Stan komunikacji (siła sygnału) pomiędzy koncentratorem telemechaniki a systemem ECONTROLoze – nadzór nad stabilnością i jakością połączenia pomiędzy obiektem a centralnym systemem zarządzania.

Rys. 3. Okno systemu ECONTROLoze zawierające wykres efektywności paneli PV, w tym zarówno wartości oczekiwane jak i rzeczywiste umożliwiające identyfikację spadków efektywności

System ECONTROLoze oferuje zaawansowane i rozbudowane funkcjonalności umożliwiające kompleksowe zarządzanie obiektami OZE w zakresie produkcji energii.

Podstawowa funkcjonalność systemu pozwala użytkownikowi na wprowadzanie nastaw mocy czynnej i mocy biernej dla całego obiektu (np. farmy wiatrowej, farmy PV). Użytkownik ma również możliwość zmiany nastaw lub odstawienia poszczególnych układów wchodzących w skład obiektu OZE – takich jak wybrana turbina wiatrowa, stacja trafo, smartlogger czy falownik.


Rys. 4. Okno systemu ECONTROLoze zawierające szczegółową strukturę instalacji

Sterowanie całymi obiektami (farmami) może odbywać się zarówno indywidualnie, jak i grupowo. System ECONTROLoze umożliwia użytkownikowi jednoczesne wprowadzanie nowych nastaw dotyczących produkcji energii (a także pełne włączenie lub wyłączenie) dla dowolnej liczby obiektów OZE. Wystarczy zaznaczyć na liście wybrane obiekty, wprowadzić odpowiednie parametry i wysłać rozkaz, co znacznie upraszcza proces zarządzania.

Zmiana nastaw w wybranych obiektach może odbywać się również w sposób automatyczny, zgodnie z wcześniej przygotowanymi harmonogramami. W tym przypadku użytkownik, oprócz wyboru obiektów i określenia wartości nastaw, wskazuje także daty i godziny, w których system ma automatycznie przesłać polecenia do wybranych obiektów. Przykładowo, użytkownik może zaplanować, o której godzinie obiekty mają zredukować produkcję i w jakim zakresie, a także kiedy powinny przywrócić pełną moc.

Funkcjonalność ta znajduje zastosowanie m.in. w sytuacjach, gdy Operator Systemu Dystrybucyjnego (OSD) wymaga czasowej redukcji produkcji. Może być również wykorzystywana przez użytkownika w celu minimalizacji strat w przypadku ujemnych cen energii, umożliwiając szybkie i precyzyjne reagowanie na zmieniające się warunki rynkowe.

Automatyzacja zwiększa efektywność zarządzania i minimalizuje ryzyko błędów operacyjnych.

Optymalizacja pracy źródeł OZE
System, na podstawie prognoz pogody pobieranych z zewnętrznych serwisów (np. IMGW) oraz dzięki informacjom o cenach energii pochodzącym z Towarowej Giełdy Energii ma wiele możliwości sterowania posiadanymi obiektami OZE w celu optymalizacji ich pracy oraz umożliwia dynamiczne dostosowanie strategii produkcji energii do aktualnych warunków rynkowych, co przekłada się na szereg korzyści:

• Dokładne prognozowanie produkcji: Precyzyjna analiza prognoz pogodowych (nasłonecznienie, prędkość wiatru, temperatura) umożliwia określenie przewidywanej generacji energii w różnych przedziałach czasowych.
• Optymalizacja zarządzania energią: Użytkownik może lepiej planować procesy związane z magazynowaniem i dystrybucją energii, dostosowując produkcję do oczekiwanego zapotrzebowania i sytuacji rynkowej.
• Maksymalizacja zysków: Możliwość zwiększenia przychodów poprzez sprzedaż energii w okresach najwyższych cen oraz ograniczenie produkcji w czasie ujemnych cen.
• Optymalizacja pracy obiektów: Automatyczne dostosowywanie parametrów pracy instalacji OZE (np. mocy czynnej i biernej) pozwala na efektywne zarządzanie procesami w czasie rzeczywistym.
• Redukcja kosztów operacyjnych: Automatyzacja procesów minimalizuje potrzebę ręcznej interwencji, co zmniejsza koszty obsługi i konserwacji.
• Integracja z magazynami energii: W przypadku obiektów wyposażonych w magazyny energii system umożliwia automatyczne ładowanie w godzinach niskich cen i oddawanie energii do sieci, gdy ceny są najwyższe.
• Lepsza przewidywalność i planowanie: Dzięki analizie danych i predykcji użytkownik może lepiej planować produkcję i reagować na zmiany na rynku energii.
• Zwiększenie elastyczności operacyjnej: Możliwość ręcznego lub automatycznego sterowania wieloma obiektami jednocześnie, zarówno indywidualnie, jak i grupowo.
• Redukcja strat finansowych: Wczesne wykrywanie okresów niskiej produkcji pozwala na podjęcie działań prewencyjnych, takich jak przełączenie na inne źródła energii lub optymalizacja zużycia.
• Zwiększenie efektywności handlowej: Dokładne prognozy umożliwiają lepsze planowanie sprzedaży energii na rynku i korzystanie z najbardziej opłacalnych przedziałów cenowych.
• Automatyzacja procesów decyzyjnych: System może automatycznie uruchamiać procedury, takie jak ładowanie magazynów energii lub redukcja produkcji, w zależności od prognozowanych warunków.
• Spełnianie wymogów regulacyjnych: Dokładne prognozy ułatwiają realizację obowiązków związanych z dostarczaniem informacji o planowanej produkcji do Operatorów Systemów Dystrybucyjnych (OSD) i Operatora Systemu Przesyłowego (OSP).

Korzyści finansowe
Szerokie kompetencje specjalistów SPIE Energotest pozwalają na wdrażanie systemu ECONTROLoze zarówno w istniejących i działających obiektach, jak i w tych nowo budowanych.

W przypadku działających już obiektów (szczególnie małych farm PV) często spotykamy się z sytuacją, w której sterowanie obiektem odbywa się „manualnie” – poprzez ręczne wprowadzanie nastaw bezpośrednio w falownikach. Zabudowane na obiekcie koncentratory i układy telemechaniki nie posiadają możliwości zdalnego sterowania obiektem (wprowadzania nastaw) ani z poziomu systemu SCADA operatora sieci, ani z poziomu systemu SCADA użytkownika. System ECONTROLoze eliminuje te ograniczenia, umożliwiając zdalne zarządzanie i automatyzację procesów sterowania.

SPIE Energotest, bazując na doświadczeniu i wiedzy swoich pracowników, podejmuje się modyfikacji oprogramowania w istniejących sterownikach i koncentratorach telemechaniki *, dzięki czemu uzyskujemy możliwość pełnego i przede wszystkim wygodnego (zautomatyzowanego) sterowania obiektem z poziomu systemu ECONTROLoze.

Dzięki tym modyfikacjom użytkownik zyskuje:

• Automatyzację i zdalne sterowanie – eliminację konieczności ręcznej obsługi falowników.
• Integrację z systemem SCADA – możliwość bezpośredniego wprowadzania nastaw i monitorowania parametrów pracy obiektu.
• Optymalizację pracy obiektów – zwiększenie efektywności i dostosowanie produkcji do bieżących warunków rynkowych i technicznych.
• Redukcję kosztów operacyjnych – minimalizacja potrzeby fizycznej interwencji w obiekcie.

W przypadku nowo budowanych obiektów SPIE Energotest oferuje swoje usługi jako projektant oraz dostawca kompletnych układów telemechaniki i lokalnych systemów SCADA.

Dzięki kompleksowemu podejściu, w sytuacji, gdy SPIE Energotest odpowiada za dostawę układów telemechaniki, Inwestor zyskuje pewność, że zakres danych przekazywanych z obiektu do systemu ECONTROLoze obejmie wszystkie układy i podsystemy zabudowane na obiekcie. Przekłada się to na pełne wykorzystanie potencjału systemu oraz jego optymalną integrację.

Już na etapie realizacji inwestor odnosi wymierne korzyści finansowe, wynikające z synergii wdrażanych rozwiązań, do których należą:

• Standaryzacja rozwiązań – jednolite, sprawdzone technologie zwiększające niezawodność systemu,
• Bezpośrednia integracja lokalnych systemów SCADA z systemem ECONTROLoze, co pozwala na płynne i efektywne zarządzanie obiektami,
• Redukcja czasu i kosztów przy włączaniu kolejnych obiektów, dzięki zoptymalizowanym procesom wdrożeniowym,
• Ograniczenie liczby podwykonawców, co minimalizuje ryzyko koordynacyjne i obniża koszty operacyjne,
• Przygotowanie dokumentacji projektowej oraz uzgodnień z OSD realizowane w pełni przez SPIE Energotest, co odciąża inwestora.

Po pełnym wdrożeniu systemu ECONTROLoze użytkownik nadal czerpie dodatkowe korzyści finansowe, wynikające z:

• Utrzymania oraz rozwoju (upgrade) jednego systemu zamiast wielu, co upraszcza zarządzanie i obniża koszty eksploatacyjne,
• Jednej umowy serwisowej, obejmującej zarówno układy telemechaniki, lokalne systemy SCADA, jak i nadrzędny system zarządzania ECONTROLoze,
• Zmniejszenia konieczności utrzymywania dużego magazynu części zamiennych, co przekłada się na optymalizację kosztów operacyjnych.

Podsumowanie
ECONTROLoze to unikalny system umożliwiający integrację wielu różnego typu i wielkości obiektów OZE oraz innych układów elektroenergetycznych. Jego wszechstronność i skalowalność pozwalają na efektywne zarządzanie zarówno pojedynczymi instalacjami, jak i rozbudowanymi strukturami, a także klastrami energii.o

* Modyfikacja oprogramowania w istniejących koncentratorach i sterownikach telemechaniki oraz jej zakres są uzgadniane pomiędzy stronami na etapie przedofertowym i zależą głównie od typu urządzeń oraz dostępności kodów źródłowych.


SPIE Energotest