Tools

Site ExplorerSite Explorer
Close site explorer

Розумний трансформатор прокладає шлях до Інтернету Енергії

17 серпня 2018 р.


Siemens першим в світі виводить на ринок інтелектуальний цифровий трансформатор – Sensformer.

Наближається ера Інтернету Енергії. Подібно інтегрованим системам і устаткуванню в промисловому секторі, відомому як Інтернет Речей (Internet of Things, IoT), все більше елементів в енергетичному секторі отримують нові цифрові функції. Зрозуміло, що темп такому розвитку задає Siemens.

Нещодавно Департамент управління енергією презентував перший в світі цифровий трансформатор. Відтепер всі моделі трансформаторів Siemens – від локальних мережевих до високопродуктивних силових – за замовчуванням будуть оснащені обладнанням для підключення до мережі та інтелектуальної обробки даних. Така комплектація дозволить оптимізувати роботу електричних мереж: завчасно планувати використання потужності, розробляти нові моделі поточних ремонтів і технічного обслуговування мережі, що в найближчому майбутньому буде контролюватися через додатки, а зібрана інформація – передаватися в хмарне сховище.

Інноваційний бум в енергетичній індустрії

На думку експертів Siemens, цифровий трансформатор Sensformer спровокує інноваційний бум, подібний витісненню мобільного телефону смартфоном. На відміну від традиційних трансформаторів, які використовуються виключно для регулювання напруги та струму між різними джерелами енергії, Sensformer генерує додатковий потік даних про свою експлуатаційну готовність, передає інформацію в хмару, де вона аналізується за допомогою спеціальних додатків.

«Зовні Sensformer практично не відрізняється від традиційного трансформатора, – пояснює адміністратор додатків Департаменту управління енергією Пунет Харміндер Сін.По суті, оснащений сенсорами і обладнанням для підключення до мережі Sensformer – перший трансформатор нового покоління. Завдяки нашим ноу-хау ми розширюємо межі існуючої фізики, доповнюємо її інформаційною компонентою і, таким чином, готуємося вступити в цифрову епоху». У базовій комплектації Sensformer оснащений датчиками, які в режимі реального часу вимірюють рівень і температуру масла, а також струм обмотки на стороні низької напруги. GPS-передавач визначає точне положення Sensformer. Сін пояснює: «На нашу думку, це базові показники, достатні для того, щоб отримувати обґрунтований узагальнений огляд експлуатаційної готовності обладнання на мобільний пристрій – в режимі реального часу». Вся згенерована сенсорами інформація передається в хмару через встановлений на Sensformer датчик підключення до мережі. Дані передаються за допомогою стандарту GSM або Ethernet у випадках, коли Sensformer можна приєднати через кабель до системного середовища. Вибір на користь GSM зробили тому, що сьогодні це найбезпечніший і найбільш функціональний засіб зв'язку.

Інформаційні хаби для операторів енергомереж

Крім первинної функції по перетворенню напруги, згодом Sensformers будуть відігравати роль інформаційних хабів для операторів енергомереж, які знаходяться в постійному пошуку нових рішень трьох основних завдань енергопостачання: декарбонізації, децентралізації і діджиталізації. Сьогодні енергетика зазнає епохальних змін. Амбітне завдання з радикального скорочення обсягу викидів вуглекислого газу з метою протидії кліматичним змінам можна вирішити шляхом значного збільшення генерації електроенергії з відновлюваних джерел, що нерозривно пов'язано із децентралізацією енергетики.


Гарним прикладом поступального розвитку в правильному напрямку є Німеччина. У 1990-х електроенергія для країни генерувалася приблизно на 1000 великих електростанціях. Сьогодні енергомережу живлять понад 1,7 мільйона генераторів. Це як традиційні електростанції, які працюють на ядерному паливі, кам'яному вугіллі та природному газі, так і альтернативні джерела: високопотужні вітряні ферми, індивідуальні вітроенергетичні установки, сонячні енергоцентри, фотоелектричні системи на житлових будинках, які працюють на біомасі станції в аргосекторі, гідроелектростанції тощо. У найближчому майбутньому список поповниться ще й будівлями і електромобілями, які будуть не тільки споживати енергію, а й слугувати для її тимчасового збереження.

Щоб надати можливість операторам мереж і енергетичним компаніям автоматично управляти цим новим енергосвітом, на існуючу фізичну інфраструктуру поступово наноситься цифровий шар. І ключова роль в цьому процесі належить Sensformer. «Ми в Siemens вирішили не тільки створити цифровий трансформатор, але і зробити це першими. Процес створення нового продукту зайняв у нас трохи більше півроку, – згадує Сін. – Крім того, ми прагнули максимально спростити конструкцію і знизити вартість нового продукту – і досягли успіху в цьому. Клієнти можуть з легкістю інтегрувати Sensformer в існуючу інфраструктуру і не платити жодної копійки за новий функціонал трансформатора».

Мінімальні ризики відключення живлення

Інтенсивне коливання навантажень, пов'язане із непрогнозованою генерацією енергії з відновлюваних джерел, впливає на навантаження, якого зазнають трансформатори, і – якщо навантаження надмірне – трансформатори перегріваються. Sensformer може повідомляти про перенавантаження шляхом вимірювання температури масла і струму обмотки з подальшою передачею даних в хмару. Удосконалений механізм розподілу навантаження допомагає запобігти пошкодженню трансформатора, в тому числі аварії. Навіть якщо Sensformer не витримує навантаження, потенційну поломку можна із легкістю ідентифікувати і локалізувати, що дозволяє технічним фахівцям оперативно прибути для проведення необхідних ремонтних робіт і мінімізувати ризик відключення живлення.

На думку Сіна, в майбутньому дані, зібрані та проаналізовані Sensformer, допоможуть більш точно підганяти характеристики обладнання під вимоги замовника. Він упевнений, що протягом терміну експлуатації Sensformer концерн отримає нові аналітичні дані. Вони стануть драйвером впровадження інновацій в усіх сферах – від конструювання і управління активами до матеріалознавства – і це лише початок цифрового перетворення традиційного трансформатора.

«До недавнього часу трансформатори були своєрідною «чорною скринею» в енергосистемах – каже Сін. – Оснастивши їх обладнанням для інтелектуальної обробки даних і підключивши до цифрового шару, Siemens перетворив трансформатори в незалежні джерела даних – прості в інтеграції і використанні. Цифрові трансформатори нового покоління дозволять операторам мереж і енергетичним компаніям зробити ще один крок на шляху цифровізації».