Индустрия 4.0 в энергетике
ТОО Test instruments разъяснит такие понятия, как Big data, цифровизация и распределенные данные в применении к электроэнергетике.
Без паники – Индустрия 4.0 в энергетике. Все проще, чем нам кажется.
Bigdata, информатизация и всеобщая цифровизация
4-я промышленная революция, свидетелями которой мы сейчас являемся, никак не обойдет стороной такую важную отрасль, как электроэнергетику, потому что ни одна сфера производства или услуг не обходится без электричества, следовательно, и начинать трансформацию любого предприятия следует именно с энергоснабжения.
Новая парадигма заключается во всеобъемлющей цифровизации всего: технологических процессов, событий, параметров, причем такая задача стояла уже давно, ибо любой энергетик просто мечтал иметь абсолютно всю информацию обо всех процессах и параметрах в электросети за любой прошедший период времени, ну хотя бы за день.
Что это означает на практике?
1. DIGITALIZATION – Полная цифровизация. Непрерывное измерение и запись всех без исключений параметров электросети.
2. DATA DISRTIBUTION – Распределение данных. Резервное сохранение и копирование данных как на месте получения, так и на удаленных хранилищах с целью предотвращения утери данных в случае сбоев связи.
3. IOT – Интернет вещей. Передача данных по интернету в любое время и в любое место, определенное пользователем. Возможность удаленного и автоматического измерения и управления состоянием выбранных контрольных точек сети.
4. BIGDATA – Большой объем данных. Быстрый анализ всех полученных данных и скоростная выборка необходимых из них.
5. ROBOTICS – Роботизация. Избавление квалифицированного персонала от рутинной работы в виде написания отчетов, составления графиков перебоев электропитания, составление отчетов по электроаудиту и т.д.
Почему Bigdata?
Если мы зададимся целью сохранять информацию обо всех процессах и параметрах в электросетях с разрешением хотя бы 20 микросекунд, что достаточно для исследования переходных и прочих процессов в электросети, это приведет к необходимости производить 50 тысяч измерений в секунду. Если мы хотим отслеживать хотя бы 100 параметров, включая спектр гармоник, напряжения, токи, различные виды мощности, то количество данных возрастает до 5 млн в секунду. При стандартной оцифровке данных в 16 бит – мы получим поток данных около 80 МБайт в секунду, передать, обработать и сохранить которые невозможно без специальных технологий Bigdata.
История вопроса
Собственно, решить задачи информационного сопровождения электроэнергетики пытались во все времена, на различных стадиях развития. Что интересно, эти стадии напрямую связаны с развитием измерительной и электронной техники, поэтому этапы можно разбить на следующие:
1. Аналоговая эра. Измерения напряжений и токов производились аналоговыми приборами. Ключевыми приборами, как источниками монетизации, были аналоговые счетчики. Для диагностики использовались аналоговые приборы – вольтметры, амперметры, ваттметры, а для регистрации – аналоговые самописцы процессов с бумажными лентами.
2. Цифровая эра. С прогрессом и развитием цифровых технологий начали применяться наряду с аналоговыми приборами – цифровые, которые обладают гораздо большей помехоустойчивостью, компактностью и точностью.
3. Информационная эра. Начало применения дистанционно управляемых контроллеров, средств измерения, датчиков аварийных режимов и счетчиков с передачей данных. Однако получить весь требуемый объем данных путем применения только информационных технологий либо не получалось, либо требовались очень устойчивые скоростные каналы передачи данных, вычислительные мощности и огромные объемы хранилищ информации.
4. Эра цифровизации. С появлением новых семейств смарт приборов, появились наконец-то возможности:
– сохранять абсолютно все данные и параметры;
– производить и контролировать измерения в режиме реального времени;
– интегрировать все данные по электроэнергии в одной программе или одном хранилище;
– распределять информацию на случай сбоев в каналах связи;
– применять единые инструменты анализа;
– проводить комплексный энергоаудит как в реальном времени, так и в прошедшем;
– избавлять персонал от рутинной работы;
– иметь нужную информацию в нужное время без утомительных поисков.
Пример смарт прибора – Elspec Blackbox серии G4K
Одним из самых характерных примеров являются приборы Elspec Blackbox серии G4K.
Они позволяют измерять и записывать не менее 150 параметров электросети с разрешением до 20 микросекунд и длительностью от одной недели до года.
Такие фантастические характеристики появились благодаря специальным технологиям.
Как это работает?
Собственно, прибор имеет 8 основных входов – 4 токовых и 4 потенциальных (отдельно для каждой фазы). Поступающие сигналы оцифровываются в реальном времени, сжимаются по специальному алгоритму и затем сохраняются во встроенной памяти прибора, что ведет к сохранности данных независимо от каналов связи.
Когда в этом есть необходимость – оператор прибора может к нему подключиться через любую сеть или интернет – и данные перекачиваются в компьютер или сервер, где расшифровываются и сохраняются в специальной базе данных.
После этого данные пересчитываются, вычисляются параметры качества и количества электроэнергии, и затем они могут быть переданы на компьютер пользователя для анализа и визуализации.
В приборе реализован также «Интернет вещей», т.е. параллельно регистрации есть возможность отслеживать все параметры сети и в реальном времени, заходя в прибор через WEB-интерфейс, т.е. как на обычный сайт. Кроме того, прибор может «общаться» также с другими приборами, датчиками, компьютерами.
Помимо этого, программное обеспечение позволяет автоматически генерировать отчеты на любом выбранном языке и по любому стандарту качества электроэнергии, что избавляет персонал от рутинной работы.
Как это выглядит для потребителя?
Потребитель не видит всех скрытых процессов. Все, что нужно сделать для полной цифровизации своего электрохозяйства, укладывается в несколько простых шагов:
1. Приобрести прибор с бесплатным софтом PQscada или платным Saphire;
2. Подключить прибор к сети и закрепить его на рейке;
3. Подключиться к прибору через сеть или интернет и сделать первичную настройку;
4. Когда необходимо – подключиться к прибору и получить всю необходимую информацию.
Полное время развертывания системы может составлять от 10 минут до 1 часа.
Что это дает потребителю?
Естественно, внедрение современных технологий не должно являться самоцелью, но приносить следующие ощутимые выгоды:
1. Полную информацию минимум за неделю обо всех процессах и событиях в электросети.
2. Полную информацию обо всех параметрах и событиях, предшествующих возможной аварии на выбранном участке, а, возможно, информацию о причинах аварии.
3. Отслеживание аварийных и критических режимов работы электросети и оборудования.
4. Автоматическое оповещение по выбранным критериям и сбоям.
5. Полную и аргументированную картину состояния электросети в любой момент в случае каких-либо разногласий с поставщиками электроэнергии.
6. Полную картину потерь и возможностей для экономии электроэнергии.
7. Возможность замены всех устаревших измерительных и мониторинговых систем на одну.
Выводы
Bigdata, цифровизация, интернет вещей – все не так уж сложно на самом деле, особенно в энергетике. И уже сейчас есть приборы и инструменты, позволяющие привести любое электрохозяйство в соответствие с самыми последними тенденциями индустрии 4.0 – быстро, качественно и относительно недорого.
Для получения квалифицированной консультации, поддержки и обучения работе с приборами – обращайтесь к официальному дистрибьютору – ТОО Test instruments.
