CVA – digitalizirane hidroelektrane
Energetska tvrtka CVA oslanja se na rješenja poduzeća ifm za nadziranje stanja
Talijanska energetska tvrtka Compagnia Valdostana delle Acque (CVA) iz doline Aosta proizvodi električnu energiju iz obnovljivih izvora, posebice iskorištavanjem snage vode. Energija se uglavnom proizvodi u 32 hidroelektrane u regiji s ukupnim kapacitetom od preko 900 MW, kojima će se do 2027. dodati više od 800 MW snage vjetra i fotonaponskih kapaciteta. Kako bi se osigurao pouzdan rad svih daljinski upravljanih elektrana, tvrtka se oslanja na senzore i softver stručnjaka za automatizaciju ifm.
Od svog osnutka 2001. godine, tvrtka CVA je u prosjeku proizvela oko tri milijarde kilovat-sati električne energije godišnje. Hidroelektrana s najvećom godišnjom proizvodnjom je elektrana Valpelline koja je izgrađena 1950-ih godina, a napaja je akumulacija Place Moulin. Brana visoka 155 metara zatvara jezero koje ima kapacitet od 93 milijuna kubičnih metara vode. Zbog 1000 metara razlike u nadmorskoj visini između brane i elektrane, voda dolazi do turbina kroz cjevovod pod tlakom od 100 bara.
Sistemska mreža
Hidroelektrična energija proizvedena na ovaj način dovoljna je za pogon dviju turbina od 65 megavata koje proizvode do 330 gigavat-sati godišnje. Ovi podatci o učinku čine elektranu Valpelline važnom ne samo za opskrbu energijom stanovništva u dolini Aoste, već i za talijanske strateške energetske planove: činjenica kako se može pokrenuti u slučaju nestanka struje čini je jednom od elektrana koje bi pomogle obnoviti talijansku mrežu od 220 kilovolti u takvom scenariju.
Nijedan mogući kvar ne smije ostati neotkriven
To je razlog za inženjere CVA-a da jamče funkcionalnost ove i drugih CVA elektrana u svakom trenutku, ističe Antonino Sannolo, inženjer zadužen za odjel elektromehaničkog inženjerstva operativnog odsjeka. „Između ostalog, naš je odsjek odgovoran za održavanje oko 70 hidroelektrana. Kako bismo mogli točno planirati radove na održavanju, moramo u svakom trenutku znati u kakvom su stanju postrojenja. U tu svrhu provodimo nedestruktivna ispitivanja na glavnim mehaničkim komponentama, kao i toplinske preglede, mjere električne zaštite, električne provjere na generatorima i ispitivanja vibracija na nosačima turbina. Svaki razvojni kvar koji ostane neotkriven može dovesti do kvara stroja, a time i do ekonomskog gubitka.”
Nadziranje stanja naknadnom ugradnjom: brojni senzori na turbinama i generatorima električne energije bilježe ponašanje vibracija rotirajućih komponenti, kao i temperaturu, tlak i protok rashladnih sredstava.
Standardizacija sustava upravljanja i nadzora
Glavni izazov ovih testova leži u geografskom položaju hidroelektrana koje pokrivaju cijelu dolinu Aosta – područje od oko 3200 četvornih kilometara.
„Generatori također nisu uvijek lako dostupni, a neki su od njih izgrađeni u pećinama u planinama”, objašnjava Sannolo. „Uz pomoć poduzeća kao što je ifm, sada smo u procesu digitalizacije svih naših pogona kako bismo smanjili napore nadziranja i potrebu za inspekcijama na licu mjesta.”
U tom smislu, postojeće sustave upravljanja i nadzora 22 hidroelektrane u dolini Aoste treba nadograditi na standardiziran način i učiniti centralno dostupnima na razini IT-a. U skladu s tim ciljem, elektrana Valpelline već je opremljena senzorima vibracija poduzeća ifm kako bi se u svakom trenutku pomno pratili zahtjevi održavanja turbina i generatora. Dodatni senzori nadziru tlak i temperaturu rashladnog sredstva.
Krug hlađenja i opskrba vodom također se nadziru
CVA također upotrebljava najsuvremenija rješenja digitalizacije u nekoliko svojih pogona. Kod mjesta Covalou, senzori poduzeća ifm bilježe mnoge važne podatke o postrojenju i prenose ih na razinu IT-a kako bi se osigurao rad hidroelektrane od 41 megavata, izgrađene 1926. godine. Osim temperature i tlaka, ovdje se nadzire i protok rashladnog sredstva. U kombinaciji s podatcima sa senzora vibracija, može se dobiti precizan pregled stanja postrojenja.
Platforma IIoT: centralizirana analiza podataka i alarmi
CVA se također oslanja na najsuvremenije sustave na razini IT-a. Primjer za to je moneo, platforma IIoT od poduzeća ifm. Ne samo da omogućuje središnje postavljanje parametra infrastrukture sustava IO-Link, već i uporabu prenesenih podataka senzora za optimizaciju postupka. moneo RTM također procjenjuje podatke iz senzora vibracija i upozorava rukovatelja postrojenja ako se prekorače unaprijed postavljeni pragovi.
„Pomoću platforme moneo možemo prikupiti širok raspon podataka koji našim tehničarima omogućuju analizu svih trendova vibracija u stvarnom vremenu”, objašnjava Sannolo. „Tijekom proteklih nekoliko godina razvili smo novu metodu analize koja se u osnovi sastoji od smanjenja provjera stanja na licu mjesta, obavljajući te provjere samo kada sustavi ispitivanja na mreži prikazuju grešku.”
Slika 1 + 2: Koristeći moneo, tehničari održavanja iz CVA-a detaljno analiziraju podatke iz svake hidroelektrane.
Slika 3: Podatci iz sve dijagnostičke elektronike ifm prikupljaju se centralno na razini IT-a, gdje se analiziraju pomoću moneo, platforme IIoT od poduzeća ifm.
Dugoročni cilj: prediktivno održavanje
Integriranje svih ovih podataka u centralizirani sustav omogućuje tehničarima i inženjerima CVA-a da lakše nadziru i uspoređuju sve informacije u bilo kojem trenutku. „Sve te podatke o senzorima prenosimo u bazu podataka. Dugoročno želimo stvoriti istinsko prediktivno održavanje. Vjerujemo kako je polazište za ovaj ambiciozni cilj provedba dobre analize vibracija.”
Pomoću moneo|Industrijskog pomoćnika na bazi umjetne inteligencije, ifm nudi mogućnost uporabe umjetne inteligencije za vrlo precizno nadziranje zdravstvenog stanja postrojenja i još ranije reagiranje na neposrednu štetu. Kako bi ovo bilo moguće, alati upotrebljavaju povijesne podatke kako bi doznali normalno stanje postrojenja. Oslanjajući se na to znanje, SmartLimitWatcher može precizno nadzirati ponašanje dinamične oscilacije, dok PatternMonitor ispituje pojedinačne vrijednosti relevantnih podataka – poput temperature, tlaka ili protoka – za rastuće ili padajuće trendove, povećavajući volatilnost ili skokove.
Pouzdani senzori, čak i u zahtjevnim okruženjima
„Sve u svemu, vrlo smo zadovoljni proizvodima poduzeća ifm. Tijekom ispitivanja i rada, utvrdili smo kako su prikladni za uporabu u industrijskim okruženjima kao što je naše,” sažima Manuel Bonjean, kontaktna osoba za automatizaciju hidroelektrane tvrtke CVA.
„Senzori savršeno rade u vlažnim okruženjima, poput onih u našim hidroelektranama, kao i na vrlo niskim temperaturama koje često prevladavaju tijekom alpskih zima. Rješenja poduzeća ifm omogućuju nam bolji nadzor naših sustava. Štoviše, također smo bili u mogućnosti standardizirati senzorsku tehnologiju koja se upotrebljava u svim našim hidroelektranama, što je značajno smanjilo broj i varijaciju rezervnih dijelova na skladištu. To rasterećuje naš proračun i čini planiranje održavanja mnogo lakšim za naš odsjek za održavanje.” Antonino Sannolo dodaje: „U početku smo samo kupovali komponente od poduzeća ifm. Kada smo shvatili kako od njih možemo dobiti i sustav po principu „ključ u ruke”, kao i stručnu analizu vibracija na temelju IT-a, odlučili smo još bliže surađivati s poduzećem ifm i zajedno izvršiti ugradnju i puštanje u rad na licu mjesta. Činjenica kako se još uvijek možemo osloniti na njihovu stručnost i podršku, čak i nakon što su svi sustavi implementirani, svakako je nešto što ne može svaki dobavljač sustava ponuditi u ovom obliku.”
Neke od hidroelektrana CVA-a stare su gotovo 100 godina, a drugima je teško pristupiti i sve su raštrkane po dolini Aoste.
Završetak
Uz pomoć učinkovitih, integriranih rješenja za digitalizaciju, ifm podržava energetsku tvrtku CVA u upravljanju postrojenjima koja su neophodna za opskrbu stanovništva i tvrtki u dolini Aosta električnom energijom proizvedenom na održiv način – pouzdano i trajno.
