CVA – Digitaliserte vannkraftverk
Energiselskapet CVA er avhengig av tilstandsovervåkingsløsninger fra ifm
Energiselskapet Compagnia Valdostana delle Acque (CVA), basert i den italienske Aosta-dalen, genererer elektrisitet fra fornybare kilder, spesielt ved å utnytte vannkraften. Energien genereres hovedsakelig i regionens 32 vannkraftverk med en samlet kapasitet på over 900 MW, hvor mer enn 800 MW vind- og solcellekapasitet vil bli lagt til innen 2027. For å sikre pålitelig drift av alle fjernstyrte kraftverk, er selskapet avhengig av sensorer og programvare fra automasjonsspesialisten ifm.
Siden etableringen i 2001 har CVA generert i gjennomsnitt rundt tre milliarder kilowattimer elektrisitet per år. Vannkraftverket med høyest årlig produksjon er Valpelline kraftverk, som ble bygget på 1950-tallet og forsynes av Place Moulin-reservoaret. En 155 meter høy demning stenger innsjøen, som har en brukbar kapasitet på 93 millioner kubikkmeter vann. På grunn av høydeforskjellen på 1000 meter mellom dam og kraftverk, når vannet turbinene gjennom rørledningen med et trykk på 100 bar.
Systemisk nettverk
Vannkraften som genereres på denne måten er tilstrekkelig til å drive to 65 megawatts turbiner som produserer opptil 330 gigawattimer per år. Disse ytelsesdataene gjør Valpelline kraftverk viktig ikke bare for å levere energi til befolkningen i Aosta-dalen, men også for Italias strategiske energiplaner: det faktum at det kan startes opp i tilfelle et strømbrudd, gjør det til et av kraftverkene som vil bidra til å gjenopprette Italias 220 kilovolt-nett i et slikt scenario.
Ingen mulig feil må gå uoppdaget
Desto større grunn for CVAs ingeniører til å garantere funksjonaliteten til dette og andre CVA-kraftverk til enhver tid, som Antonino Sannolo, som er ingeniør med ansvar for elektromekanisk ingeniørdivisjon i driftsavdelingen, påpeker. “Avdelingen vår har blant annet ansvar for vedlikehold av rundt 70 vannkraftgeneratorer. For å kunne planlegge vedlikeholdsarbeid nøyaktig, må vi vite tilstanden til anleggene til enhver tid. For dette formålet utfører vi ikke-destruktive tester på de viktigste mekaniske komponentene, samt termiske inspeksjoner, elektriske beskyttelsestiltak, elektriske kontroller på generatorene og vibrasjonstester på turbinstøttene. Enhver utviklingsfeil som ikke oppdages, kan føre til maskinfeil og dermed økonomisk tap."
Tilstandsovervåking gjennom ettermontering: mange sensorer på turbiner og kraftgeneratorer registrerer vibrasjonsadferden til roterende komponenter samt temperatur, trykk og strømning av kjølevæsker.
Standardisering av kontroll- og overvåkingssystemer
Hovedutfordringen med disse testene ligger i den geografiske plasseringen av vannkraftverkene, som dekker hele Aosta-dalen - et område på rundt 3200 kvadratkilometer.
"Generatorene er heller ikke alltid lett tilgjengelige, og noen av dem ble bygget i huler i fjellet," forklarer Sannolo. "Med hjelp fra selskaper som ifm, er vi nå i ferd med å digitalisere alle våre anlegg for å redusere overvåkingsarbeidet og behovet for inspeksjoner på stedet."
I denne forbindelse skal de eksisterende kontroll- og overvåkingssystemene til 22 vannkraftverk i Aosta-dalen oppgraderes på en standardisert måte og gjøres sentralt tilgjengelig på IT-nivå. I tråd med dette målet har Valpelline kraftverk allerede blitt utstyrt med vibrasjonssensorer fra ifm for å holde et øye med vedlikeholdskravene til turbiner og kraftgeneratorer til enhver tid. Ekstra sensorer overvåker kjølevæskens trykk og temperatur.
Kjølekretsen og vannforsyningen overvåkes også
CVA bruker allerede toppmoderne digitaliseringsløsninger i flere av anleggene sine. På Covalou-anlegget for eksempel, blir mange viktige anleggsdata registrert av ifm-sensorer og overført til IT-nivået for å sikre driften av det 41 megawatts vannkraftverket bygget i 1926. I tillegg til temperatur og trykk overvåkes også kjølevæskestrømmen her. Kombinert med dataene fra vibrasjonssensorene, kan man dermed få en nøyaktig oversikt over anleggets tilstand.
IIoT-plattform: sentralisert dataanalyse og alarmer
CVA er også avhengig av toppmoderne systemer på IT-nivå. Et eksempel på dette er moneo, ifms IIoT-plattform. Det muliggjør ikke bare sentral parameterinnstilling av IO-Link-infrastrukturer og bruk av overførte sensordata for prosessoptimalisering. Moneo RTM evaluerer også dataene fra vibrasjonssensorene og varsler anleggsoperatøren hvis forhåndsinnstilte terskler overskrides.
"Med moneo kan vi samle inn et bredt spekter av data som gjør det mulig for teknikerne våre å analysere alle vibrasjonstrender i sanntid," forklarer Sannolo. "I løpet av de siste årene har vi utviklet en ny analysemetode som i hovedsak består i å redusere tilstandskontrollene på stedet til et minimum, og bare bruke dem når de elektroniske testsystemene indikerer en feil."
Bilde 1+ 2: Ved hjelp av moneo analyserer CVAs vedlikeholdsteknikere dataene fra hvert vannkraftverk i detalj.
Bilde 3: Dataene fra ifms diagnostiske elektronikk samles inn sentralt på IT-nivå, hvor de analyseres med moneo, IIoT-plattformen fra ifm.
Langsiktig mål: prediktivt vedlikehold
Ved å integrere alle disse dataene i et sentralisert system kan CVAs teknikere og ingeniører spore og sammenligne all informasjon enklere når som helst. "Vi overfører all denne sensorinformasjonen til en database. På lang sikt ønsker vi å skape ekte prediktivt vedlikehold. Vi tror at utgangspunktet for dette ambisiøse målet er implementeringen av en god vibrasjonsanalyse."
Med moneo|Industrial AI Assistant tilbyr ifm allerede muligheten til å bruke kunstig intelligens til å overvåke helsetilstanden til anlegg svært nøyaktig og til å reagere enda tidligere på overhengende skade. For å gjøre dette bruker verktøyene historiske data for å lære den normale tilstanden til plantene. Ved hjelp av denne kunnskapen kan SmartLimitWatcher nøyaktig overvåke den dynamiske oscillasjonsadferden, mens PatternMonitor undersøker individuelle verdier av relevante data – som temperatur, trykk eller strømning – for stigende eller fallende trender, økende volatilitet eller hopp.
Pålitelige sensorer selv i utfordrende miljøer
“Alt i alt er vi veldig fornøyde med produktene fra ifm. Under testene og i drift har vi funnet ut at de er egnet for bruk i industrielle miljøer som vårt, oppsummerer Manuel Bonjean, kontaktperson for automatisering av CVAs vannkraftverk.
"Sensorene fungerer perfekt i fuktige miljøer, som de som finnes i våre vannkraftverk, og også i de svært lave temperaturene som ofte råder i alpine vintre. Løsningene fra ifm gjør det mulig for oss å stadig bedre overvåke systemene våre. Videre har vi også kunnet standardisere sensorteknologien som brukes i alle våre vannkraftverk, noe som har redusert antall og varians av reservedeler på lager betydelig. Dette avlaster budsjettet vårt og gjør vedlikeholdsplanleggingen mye enklere for vedlikeholdsavdelingen vår." Antonino Sannolo legger til: "Først kjøpte vi bare komponenter fra ifm. Da vi så innså at vi også kunne få tak i et nøkkelferdig system fra dem, samt ekspertisen for IT-basert vibrasjonsanalyse, bestemte vi oss for å jobbe enda tettere med ifm og å utføre installasjon og igangkjøring på stedet sammen. Det faktum at vi fortsatt kan stole på deres kompetanse og støtte selv etter at alle systemene er implementert, er absolutt noe som ikke alle systemleverandører kan tilby på denne måten."
Noen av CVAs vannkraftverk er nesten 100 år gamle, andre er vanskelig tilgjengelige og alle er spredt over hele Aosta-dalen.
Avslutning
Ved hjelp av effektive, integrerte digitaliseringsløsninger støtter ifm energiselskapet CVA i driften av anleggene som er nødvendige for å forsyne befolkningen og selskapene i Aosta-dalen med bærekraftig generert elektrisitet - pålitelig og permanent.
