Intégrer l’intelligence au schéma unifilaire

Energy Insights with zenon

 

Alors que les technologies industrielles ne cessent d'évoluer, deux branches se sont formées dans le secteur des sous-stations électriques et de la surveillance de l’énergie. D'une part, les systèmes avancés de gestion de la distribution (ADMS) stimulent l’innovation dans de nombreux domaines du système moderne d'acquisition et de contrôle de données (SCADA) en initiant de nombreux changements, notamment en ce qui concerne les tendances, la gestion des alarmes ou encore la création dynamique de rapports. D’autre part, le schéma unifilaire (SLD), souvent considéré comme un élément clé des applications SCADA destinées aux systèmes de gestion de l'énergie, n’a pas beaucoup changé ces dernières années.

 

Alors que les ADMS garantissent plus de fiabilité, de sécurité et de flexibilité aux centrales, il s’agit de systèmes complexes et onéreux requérant beaucoup de ressources et de temps. Quid des projets dont le budget est trop serré pour faire face au coût élevé d’un système ADMS, ou qui ne s’intéressent qu’aux avantages de certaines des fonctionnalités ? Penchons-nous sur les technologies qu’offrent les ADMS pour voir comment une application SCADA peut fournir des fonctions ADMS clés pour profiter à des projets de plus petite taille.

 

 

Définition du schéma unifilaire

Dans le contexte de la gestion de l’énergie électrique, le schéma unifilaire (SLD) est défini comme une sorte de schéma fonctionnel illustrant la trajectoire du flux d’énergie entre les différents éléments du système. Les éléments figurant sur le schéma ne représentent pas la taille ou l’emplacement physique de l’équipement électrique. Il s’agit d'une convention commune visant à organiser le schéma avec la même séquence de gauche à droite et du haut vers le bas que celle du dispositif de commutation ou d’autres appareils représentés.

 

En sa qualité d'écran le plus consulté pour la surveillance énergétique SCADA, le SLD est largement utilisé pour consigner le flux énergétique et la fonctionnalité électrique d’une sous-station. À l’heure actuelle, de nombreuses centrales utilisent le SLD comme base pour leurs applications SCADA. Le SLD ne doit donc plus tenir compte de la longueur de la ligne ou de son rapport dans l’espace physique.

Le schéma unifilaire est l’écran SCADA le plus consulté pour consigner le flux d'énergie et la fonctionnalité électrique d’une sous-station.

Principale fonctionnalité du schéma unifilaire

Afin de fournir une vue d’ensemble simplifiée de l’état du système électrique à l’opérateur, l’une des principales fonctionnalités du SLD est la coloration automatique des lignes (CAL). La CAL indique l'état actuel des lignes, relais, disjoncteurs, générateurs, appareils, etc. et fournit certaines informations de base sur les composants.

 

Cette fonction permet d’afficher les données relatives à la surveillance de l’énergie dans différentes couleurs afin que l’opérateur puisse voir de façon claire ce qui est alimenté ou non ainsi que l'état de certains éléments de l’installation afin d’assurer un fonctionnement sans encombre. Après tout, il est important de comprendre ce qu’il se passe et à quel endroit dans le réseau, quelles actions de commutation peuvent être mises en place et s’il y a des problèmes, s’il y a lieu de réagir rapidement et si une vue d’ensemble du bon fonctionnement est un facteur de réussite clé, etc.

La coloration automatique des lignes permet d’avoir une vue d’ensemble simplifiée de l’état du système électrique.

Les progrès des systèmes ADMS

Selon le glossaire IT Gartner, un ADMS est une plateforme logicielle prenant en charge l’ensemble de la gestion et l’optimisation de la distribution du réseau de distribution, tout en incluant des fonctions d’automatisation de la correction des pannes et d'optimisation des performances. Les fonctions ADMS développées pour les centrales électriques comprennent l’emplacement, l'isolation et la correction des pannes ; l’optimisation volt/var ; la conservation par réduction de la tension ; la gestion des pics de demande ; et l’assistance pour les micro-réseaux et véhicules électriques.

 

Alors que nous tendons vers un réseau intelligent, il est plus important que jamais d’avoir une meilleure compréhension de tous les composants à plus grande échelle, par exemple en ce qui concerne les ressources énergétiques distribuées, le stockage de l'énergie et les véhicules électriques, ainsi que de la façon dont ils sont reliés à l'équilibre entre l’offre et la demande sur l’ensemble du réseau.

 

Les entreprises tirent profit du besoin grandissant des centrales d’avoir une meilleure visibilité du réseau en créant des produits qui fonctionnent comme un ADMS. Ceci a donné naissance à de nombreuses nouvelles fonctions telles que des façons de mieux visualiser les données. Ces progrès s’accompagnent d'une forte augmentation des coûts et de la complexité. Pour les projets pour lesquels un ADMS et les coûts qui en découlent en matière d’infrastructure sont hors budget, trouver un système SCADA plus abordable qui fournirait les principales fonctions d'un ADMS est devenu une alternative attrayante.

 

 

Principales fonctions que les SCADA peuvent emprunter aux ADMS

Afin de développer davantage la technologie SCADA et rendre les fonctions ADMS plus accessibles aux centrales, nous pouvons nous reposer sur le SLD. Et s’il était possible d’intégrer des technologies ADMS éprouvées dans le SLD d’un système SCADA traditionnel ? Penchons-nous sur les principales fonctions que nous pouvons emprunter aux ADMS.

 

Calcul du débit de charge et estimation d'état

Le calcul du débit de charge permet d’analyser la distribution. Les informations supplémentaires sont disponibles au travers de l’estimation d'état.

Le calcul du débit de charge (LFC) peut être utilisé sur les réseaux de plus petite taille au niveau de la sous-station afin d’analyser la distribution de l'électricité en mesurant les entrées et sorties. Le calcul de pré-commutation permet à l’opérateur d’obtenir des informations sur les éventuelles surcharges après avoir effectué la commande de contrôle. De plus, un calcul N-1 permet de vérifier en continu si les ressources fonctionnent en toute sécurité.

 

En plus de calculer la puissance active, le calcul du débit de charge tient compte de la quantité de puissance réactive disponible. Il permet également de calculer toutes les topologies de réseau disponibles, par exemple en étoile, en anneau ou en mailles.

 

S’il n’y a pas assez de données mesurées disponibles pour le calcul du débit de charge, il est possible d’avoir recours à l’estimation d'état afin d’obtenir les informations manquantes pour les réseaux de plus grande taille.

 

Éditeur GIS

Le système d’information géographique (GIS) fait également partie intégrante d’un système ADMS. Ce système définit et maintient les réseaux plus complets et précis en cartographiant les emplacements réels des lignes et des principaux composants (p. ex. les sous-stations, dispositifs de commutation, barres omnibus). De cette façon, l’opérateur peut surveiller l’état des dispositifs énergétiques, par exemple la longueur de la ligne, l’impédance, la puissance d’entrée et de sortie, ou encore localiser précisément les ressources depuis la salle de contrôle.

Les solutions SCADA actuelles permettent aujourd'hui aux centrales d’intégrer le GIS dans l’architecture du SLD sans nécessiter un ensemble ADMS à part entière.

Les solutions SCADA actuelles permettent aujourd'hui aux centrales d’intégrer le GIS dans l’architecture du SLD sans nécessiter un ensemble ADMS à part entière. Grâce au module GIS intégré de zenon Energy Edition, par exemple, l’utilisateur peut créer un écran SCADA avec CAL, Worldview, etc. et ajouter un second niveau avec des éléments de cartographie issus de cartes satellite. Les données de processus sont alors acquises par le système SCADA et peuvent être affichées en ligne et hors ligne.

 

 

zenon pour un schéma unifilaire intelligent

Alors que des innovations telles que les systèmes ADMS ne cessent de voir le jour, les centrales électriques cherchent de plus en plus à moderniser le SLD en le dotant de fonctions plus intelligentes.

 

zenon Energy Edition de COPA-DATA propose des solutions SCADA complètes et actuelles conférant au SLD les principales fonctionnalités ADMS telles que le calcul du débit de charge, l’estimation d’état et le GIS. zenon permet aux centrales d’améliorer leurs fonctionnalités SCADA de façon plus abordable et accessible et de profiter ainsi d’infrastructures modernes.

 

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