Vorbereitung von Versorgungsnetzen auf die Nutzung erneuerbarer Energien
Im vergangenen Jahr stieg die Kapazität erneuerbarer Energien weltweit’ s Energiesysteme wuchs um 50% im Vergleich zum Vorjahr— und dieses Wachstum wird voraussichtlich anhalten. Laut der Internationalen Energieagentur (IEA) wird die Welt in den nächsten fünf Jahren mehr Kapazitäten für erneuerbare Energien hinzufügen als in den letzten 100 Jahren. ’
Für große Anlagen wie Solar- oder Windparks gibt es festgelegte Standards, die die Integration erneuerbarer Energiequellen in die herkömmlichen Stromnetze erleichtern. Kurz gesagt: Erneuerbare Energiequellen werden über Umspannwerke an das Stromnetz angeschlossen. und/oder Stromleitungen.
Aus der Perspektive der Kommunikation und Sicherheit sind die etablierten Best Practices jedoch nicht so klar oder unkompliziert.’
Die Herausforderungen bei der Integration erneuerbarer Energien
Kohle- oder Gaskraftwerke können an jedem beliebigen Ort errichtet werden. Doch wenn erneuerbare Energiequellen wie Sonne und Wind ins Spiel kommen, müssen die Anlagen dort errichtet werden, wo Mutter Natur es vorgibt—, was oft isolierte Standorte oder sogar Offshore-Standorte bedeutet.
Diese schwer zugänglichen Standorte stellen Kommunikationsprobleme dar, mit denen die meisten herkömmlichen Stromübertragungs- und -verteilungsunternehmen’nicht oft konfrontiert werden. Beispielsweise müssen Fernüberwachung, sicherer Zugang und Technologien verfügbar sein, die es Betreibern und Aufsichtspersonal ermöglichen, die Leistung in Echtzeit zu messen und einen sicheren und effizienten Betrieb zu gewährleisten.
Mit dem Ausbau des Netzes und der Installation von mehr Anlagen zur Erzeugung erneuerbarer Energien wird auch die Cybersicherheit immer wichtiger. Das Hinzufügen neuer Funktionen zu einem Versorgungsnetz öffnet Tür und Tor für neue Arten von Risiken. Tatsächlich haben sich die Cyberangriffe auf Versorgungsunternehmen in den letzten zwei Jahren mehr als verdoppelt, da die rasche Zunahme vernetzter Anlagen die Angriffsflächen vergrößert und die vorhandenen Cybersicherheitskapazitäten überfordert.
3 Anwendungen, die für die Integration erneuerbarer Energien entscheidend sind
Stromübertragungs- und -verteilungsunternehmen müssen eine Netzinfrastruktur aufbauen, die wertvolle Daten schützt, während diese erfasst, übertragen, orchestriert und verwaltet werden, um neue Anwendungen zu unterstützen, die durch die Integration erneuerbarer Energien entstehen.
Hier sind nur einige Beispiele für diese Anwendungen.
1. Überwachung des Anlagenzustands und der Infrastruktur
Die Fernüberwachung ist entscheidend, um die Integration erneuerbarer Energien in die bestehende Infrastruktur zu optimieren. Betreiber und Vorgesetzte können damit Folgendes erfassen:
- Leistung von Photovoltaik- und Windkraftanlagen von jedem Standort aus durch die Erfassung von Echtzeitdaten von Sensoren, Zählern und Geräten durch SCADA-Systeme
- Verhalten der Ausrüstung, einschließlich Störungen, die sich auf den Betrieb auswirken können, so dass sie behoben werden können, bevor es zu einem Ausfall kommt
- Trends und Muster , die Mitarbeitern helfen können, datengesteuerte Entscheidungen zu treffen, um die Leistung weiter zu verbessern
Versorgungsnetze müssen in der Lage sein, OT-Daten sicher zu erfassen, zu kontextualisieren, zu analysieren, zu integrieren und zu verbinden und diese Informationen dann mit Netzwerkanalysen zusammenzuführen. Dadurch können Führungskräfte und Betreiber verstehen, was ihre alten und modernen Anlagen und Netze ihnen mitteilen, und diese Kommunikation analysieren, um bessere Entscheidungen zu treffen.
2. Fernzugriff für Mitarbeiter
Für den Fernzugriff, der Benutzern den Zugriff auf das Netzwerk, die Anwendungen und/oder die Daten eines Versorgungsunternehmens von entfernten Standorten aus ermöglicht, sind drei gängige Szenarien zu berücksichtigen:’
- Mitarbeiter außerhalb des Standorts, wie etwa Führungskräfte, Die von zu Hause, unterwegs, im Außendienst usw. auf Anlagendaten zugreifen müssen, um beispielsweise Software-Upgrades durchführen oder kleinere Parameteränderungen vornehmen zu können, ohne vor Ort zu sein.’
- Mitarbeiter vor Ort, die sich von einem Büro, einem Konferenzraum, dem Wartungsraum usw. aus einen Gesamtüberblick über das Geschehen verschaffen möchten, ohne die Aktivitäten physisch überwachen zu müssen.’
- Service-Auftragnehmer und andere Drittanbieter, die Wartungsarbeiten durchführen oder Netzwerk-, Daten- oder Anwendungszugriff für andere Zwecke benötigen.
Netzwerke müssen in der Lage sein, sichere Remote-Zugriffsverbindungen anzubieten, um den Geld- und Zeitaufwand für Dinge wie Wartung und Fehlerbehebung sicher zu reduzieren. Auf diese Weise kann Ihr Stromübertragungs- und -verteilungsunternehmen individuelle Zugriffsebenen gewähren, die auf den Anforderungen der Benutzer basieren. Das System sollte auch in der Lage sein, gleichzeitige Verbindungen zu unterstützen und zu verfolgen, wer welche Änderungen vornimmt, indem ein Prüfpfad erstellt wird.
3. Vorbeugende und vorausschauende Wartung
Die Erfassung von Anlagendaten ermöglicht eine bessere und effektivere Wartung. Durch die Überwachung des Gerätezustands anhand von Parametern wie Temperatur, Vibration und Druck können die Mitarbeiter in Echtzeit sehen, welche Geräte ordnungsgemäß funktionieren und welche möglicherweise bald gewartet werden müssen. Auf diese Weise können sie Zeit und Ressourcen für die Geräte aufwenden, die ihre Aufmerksamkeit erfordern, anstatt Probleme zu beheben, nachdem sie aufgetreten sind, oder nach einem zeitbasierten Zeitplan (wenn eine Wartung erforderlich ist oder nicht).
Netzwerke müssen in der Lage sein, die benötigten Daten von der Maschine sicher und zuverlässig zu erfassen, zu übertragen und in die Cloud weiterzugeben,—damit Sie Analysen in umsetzbare Informationen zur vorausschauenden Wartung umwandeln können.—
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Über den Autor
Guilhermme Lisboa ist Elektroingenieur und in Brasilien geboren und aufgewachsen. Er erhielt 2007 seinen Bachelor-Abschluss in Elektrotechnik von der UFPR und macht derzeit seinen Master-Abschluss an derselben Universität. Er arbeitet seit 15 Jahren als Systemintegrator mit Schutz- und Steuerungssystemen, vom Lösungsdesign bis zur Inbetriebnahme für Übertragungs- und Verteilungsunternehmen sowie andere große Industrien und U-Bahn-Systeme. Er kam 2022 als Digital Automation Consultant zu Belden und konzentriert sich auf den Energiesektor.