CVA - діджиталізовані гідроелектростанції
Енергетична компанія CVA покладається на рішення моніторингу стану від ifm
Енергетична компанія Compagnia Valdostana delle Acque (CVA),що базується в італійській Валле-д'Аоста, виробляє електроенергію з відновлюваних джерел, зокрема, використовуючи енергію води. Енергія виробляється переважно на 32 гідроелектростанціях регіону загальною потужністю понад 900 МВт, до яких до 2027 року буде додано понад 800 МВт вітрової та фотоелектричної потужності. Для забезпечення надійної роботи всіх дистанційно керованих електростанцій компанія покладається на датчики та програмне забезпечення від спеціаліста з автоматизації ifm.
З моменту заснування в 2001 році CVA виробляє в середньому близько трьох мільярдів кіловат годин електроенергії на рік. Гідроелектростанція з найбільшим річним виробництвом – це електростанція Valpelline, яка була побудована в 1950-х роках і живиться від водосховища Place Moulin. Гребля заввишки 155 метрів перекриває озеро, корисна ємність якого становить 93 мільйони кубічних метрів води. Через 1000-метрову різницю у висоті між греблею та електростанцією вода надходить до турбін по трубопроводу під тиском 100 бар.
Системна мережа
Виробленої таким чином гідроенергії достатньо для приводу двох 65-мегаватних турбін, які виробляють до 330 гігават-годин на рік. Ці дані про продуктивність роблять електростанцію Valpelline важливою не лише для постачання енергії населенню в Валле-д'Аоста, але й для стратегічних енергетичних планів Італії: той факт, що її можна запустити у випадку блекауту, робить її однією з електростанцій, яка допоможе відновити 220-кіловольтну мережу Італії за такого сценарію.
Жодна можлива несправність не повинна залишитися непоміченою
Тим більше причин для інженерів CVA гарантувати функціональність цієї та інших електростанцій CVA у будь-який час, як зазначає Антоніно Санноло, який є інженером, відповідальним за відділ електромеханічного інжинірингу операційного департаменту. "Серед іншого, наш департамент відповідає за обслуговування близько 70 гідроелектрогенераторів. Щоб мати можливість точно планувати роботи з технічного обслуговування, ми повинні постійно знати стан станцій. Для цього ми проводимо неруйнівні випробування основних механічних компонентів, а також теплові перевірки, заходи електричного захисту, електричні перевірки генераторів і вібраційні випробування опор турбін. Будь-яка несправність, що залишається невиявленою, може призвести до виходу обладнання з ладу, а отже, до економічних втрат".
Моніторинг стану за допомогою модернізації: численні датчики на турбінах і електрогенераторах реєструють поведінку вібрації обертових компонентів, а також температуру, тиск і потік охолоджувальних рідин.
Стандартизація системи керування та моніторингу
Основна проблема цих тестів полягає в географічному розташуванні гідроелектростанцій, які охоплюють всю Валле-д'Аоста - площу близько 3,200 квадратних кілометрів.
"Генератори також не завжди легкодоступні, а деякі з них були побудовані в печерах у горах", - пояснює Санноло. "За допомогою таких компаній, як ifm, ми зараз знаходимося в процесі діджиталізації всіх наших станцій, щоб зменшити зусилля з моніторингу та потребу в перевірках на місці".
У зв’язку з цим існуючі системи керування та моніторингу 22 гідроелектростанцій у Валле-д’Аоста мають бути модернізовані стандартизованим способом і централізовано доступні на рівні ІТ. Відповідно до цієї мети електростанція Valpelline вже була оснащена датчиками вібрації від ifm, щоб постійно стежити за вимогами до обслуговування турбін і генераторів. Додаткові датчики контролюють тиск і температуру охолоджувальної рідини.
Також контролюється контур охолодження і подача води
CVA також вже використовує найсучасніші рішення для діджиталізації на кількох своїх станціях. Наприклад, на об'єкті Covalou багато важливих даних про станцію реєструються датчиками ifm і передаються на рівень ІТ, щоб забезпечити роботу гідроелектростанції потужністю 41 мегават, побудованої в 1926 році. Окрім температури та тиску, тут також контролюється потік охолоджувальної рідини. У поєднанні з даними датчиків вібрації можна отримати точний огляд стану станції.
IIoT платформа: централізований аналіз даних та сигналізація
CVA також покладається на найсучасніші системи на рівні ІТ. Одним із прикладів цього є moneo, ifm IIoT платформа. Вона не тільки дозволяє централізовано налаштовувати параметри IO-Link інфраструктури та використовувати передані дані датчиків для оптимізації процесу. moneo RTM також оцінює дані з датчиків вібрації і попереджає оператора станції про перевищення попередньо заданих порогових значень.
"З moneo ми можемо збирати широкий спектр даних, які дозволяють нашим технічним спеціалістам аналізувати всі тенденції вібрації в режимі реального часу", - пояснює Санноло. "Протягом останніх кількох років ми розробили новий метод аналізу, який, по суті, полягає у зведенні перевірок на місці до мінімуму, використовуючи їх лише тоді, коли онлайн-системи тестування вказують на несправність".
Зображення 1 + 2: Використовуючи moneo, технічні спеціалісти CVA з обслуговування детально аналізують дані з кожної гідроелектростанції.
Зображення 3: Дані з усієї діагностичної електроніки ifm збираються централізовано на ІТ-рівні, де вони аналізуються за допомогою moneo, IIoT платформи від ifm.
Довгострокова мета: предиктивне обслуговування
Інтеграція всіх цих даних у централізовану систему дозволяє технічним спеціалістам та інженерам CVA легше відстежувати та порівнювати всю інформацію в будь-який час. "Усю цю інформацію датчиків ми передаємо в базу даних. У довгостроковій перспективі ми хочемо створити дійсне предиктивне обслуговування. Ми вважаємо, що відправною точкою для цієї амбітної мети є впровадження якісного аналізу вібрації".
З moneo|Industrial AI Assistant, iifm вже пропонує можливість використовувати штучний інтелект для дуже точного моніторингу стану станцій, щоб ще раніше реагувати, до неминучих пошкоджень. Для цього інструменти використовують історичні дані, щоб дізнатися нормальний стан станцій. Спираючись на ці знання, SmartLimitWatcher може точно відстежувати динамічну поведінку осциляції, в той час як PatternMonitor досліджує окремі значення відповідних даних - таких як температура, тиск або потік - для виявлення тенденцій зростання або падіння, збільшення волатильності або стрибків.
Надійні датчики навіть у складних середовищах
"Загалом, ми дуже задоволені продуктами від ifm. Під час тестів та експлуатації ми виявили, що вони підходять для використання в таких промислових середовищах, як наше", - підсумовує Мануель Бонжан, контактна особа з питань автоматизації гідроелектростанції CVA.
"Датчики чудово працюють у вологих середовищах, таких. як, на наших гідроелектростанціях, а також за дуже низьких температур, які часто переважають у альпійських зимах. Рішення від ifm дозволяють нам все краще контролювати наші системи. Крім того, ми також змогли стандартизувати технологію датчиків, які використовуються на всіх наших гідроелектростанціях, що значно зменшило кількість і різноманітність запасних частин на складі. Це зменшує наш бюджет і значно полегшує планування технічного обслуговування для нашого відділу технічного обслуговування". Антоніно Санноло додає: "Спочатку ми лише купували компоненти в ifm. Коли ми зрозуміли, що можемо отримати від них систему "під ключ", а також експертизу для аналізу вібрації на основі ІТ, ми вирішили ще тісніше співпрацювати з ifm і разом здійснити встановлення та введення в експлуатацію на місці. Той факт, що ми все ще можемо покладатися на їхній досвід і підтримку навіть після того, як всі системи впроваджені, - це, безумовно, те, що не кожен постачальник систем може запропонувати в такій формі".
Деяким гідроелектростанціям CVA майже 100 років, інші важкодоступні, і всі вони розкидані по всій Валле-д'Аоста.
Висновок
За допомогою ефективних інтегрованих рішень з діджиталізації ifm підтримує енергетичну компанію CVA в експлуатації станцій,необхідних для забезпечення населення та компаній у Валле-д’Аоста електроенергією, виробленою з відновлюваних джерел - надійно та постійно.
