W gdańskim oddziale Energa-Operator działa już w pełni automatyczny system FDIR, który samodzielnie wykrywa awarie, izoluje uszkodzone odcinki sieci i przełącza zasilanie na rezerwowe trasy. Podczas pierwszej awarii system przywrócił zasilanie dla 807 odbiorców w 2 minuty i 29 sekund – bez udziału dyspozytorów i brygad terenowych. To pierwsze tak kompleksowe wdrożenie tej technologii w Polsce.
- Energa-Operator wdrożyła w gdańskim oddziale system FDIR, który automatycznie wykrywa uszkodzenia sieci, izoluje awarie i przywraca zasilanie odbiorcom bez udziału dyspozytorów.
- Podczas pierwszego rzeczywistego zdarzenia system w ciągu 2 minut i 29 sekund przywrócił zasilanie dla 807 z 942 odbiorców dotkniętych awarią oraz 16 z 21 stacji transformatorowych.
- Technologia wykorzystuje tysiące zdalnie sterowanych rozłączników i algorytmy analizujące stan sieci w czasie rzeczywistym, co umożliwia natychmiastową reakcję na zakłócenia.
- System może działać zarówno jako narzędzie wspierające dyspozytora w trybie półautomatycznym, jak i całkowicie autonomicznie podejmować decyzje o przełączeniach w trybie automatycznym.
- Wbudowane mechanizmy bezpieczeństwa blokują automatyczne przełączenia w miejscach prowadzenia prac eksploatacyjnych, eliminując ryzyko podania napięcia na odcinki, gdzie pracują brygady terenowe.
Energa-Operator, należąca do Grupy Orlen, uruchomiła w pełni automatyczną funkcjonalność FDIR (Fault Detection, Isolation, and Restoration) w systemie SCADA/ADMS na terenie całego oddziału w Gdańsku. To pierwsze w Polsce tak kompleksowe operacyjne wdrożenie tej technologii, które obejmuje duży obszar sieci dystrybucyjnej.
Moduł FDIR korzysta z tysięcy zdalnie sterowanych rozłączników i innych urządzeń zainstalowanych w sieci średniego napięcia. Dzięki temu jest w stanie szybko wykryć uszkodzony odcinek sieci, wyizolować go i przełączyć odbiorcom zasilanie innymi, sprawnymi liniami. Cały proces odbywa się automatycznie – bez udziału Pogotowia Energetycznego, a nawet dyspozytorów.
System działa w oparciu o algorytmy analizujące w czasie rzeczywistym stan sieci. Gdy pojawia się zakłócenie, na podstawie sygnałów z zabezpieczeń i wskaźników przepływu prądu zwarciowego algorytm precyzyjnie identyfikuje uszkodzony odcinek. Następnie automatycznie wydziela uszkodzony fragment i dokonuje przełączeń, przywracając zasilanie z innych kierunków dla tej części sieci, która pozostała sprawna.
2 minuty i 29 sekund. Pierwszy test systemu
Pierwsza awaria, z jaką zmierzył się w trybie w pełni automatycznym nowy moduł, pozbawiła zasilania 942 odbiorców i 21 stacji transformatorowych. W ciągu 2 minut i 29 sekund operacje wykonane przez FDIR przywróciły zasilanie dla 807 odbiorców i 16 stacji, potwierdzając ogromny potencjał tego rozwiązania.
Robert Świerzyński, prezes Energi Operatora, cytowany w komunikacie spółki, podkreślił, że produkcyjne wdrożenie FDIR to istotny kamień milowy w procesie dostosowywania sieci średniego napięcia do standardów sieci inteligentnej. Jak zaznaczył, w ostatnich latach spółka zamontowała tysiące zdalnie sterowanych urządzeń, rozdzielnic oraz rozłączników, które pozwalają na kierowanie infrastrukturą bezpośrednio zza dyspozytorskiego pulpitu. W połączeniu z unowocześnieniem systemu zarządzania siecią i automatyzacją części zadań, szereg działań związanych z naprawami, które jeszcze niedawno wymagałyby wielu godzin, można zrealizować w ciągu kilku minut i w takim czasie przywrócić zasilanie odbiorcom.
Dwa tryby pracy. System jako asystent lub autonomiczny decydent
FDIR stosowany w Energa-Operator może pracować w dwóch trybach:
- W trybie półautomatycznym (nadzorowanym) system pełni rolę zaawansowanego asystenta. Po wykryciu i analizie zwarcia FDIR prezentuje dyspozytorowi gotową propozycję sekwencji łączeniowej. Po jej akceptacji jednym kliknięciem system przejmuje kontrolę i wykonuje zaplanowane przełączenia do samego końca.
- W trybie automatycznym system działa całkowicie niezależnie od dyspozytora. Algorytm samodzielnie podejmuje decyzję i natychmiast inicjuje sterowania, co maksymalnie skraca czas awarii. W gdańskim oddziale moduł FDIR wykorzystywany jest już produkcyjnie w trybie w pełni automatycznym, bez interwencji człowieka.
Mechanizmy bezpieczeństwa. System nie poda napięcia na odcinek, na którym pracują ludzie
Wdrożenie FDIR wymagało również zastosowania mechanizmów bezpieczeństwa, które weryfikują, czy na danym obszarze sieci nie są prowadzone prace przez brygady terenowe. System automatycznie blokuje sekwencje łączeniowe w strefach, gdzie zgłoszono prace planowe i awaryjne, a także gdzie realizowane są zadania w technologii prac pod napięciem (PPN). Eliminuje to ryzyko przypadkowego podania napięcia na odcinek, na którym pracują ludzie.
Operator zaznacza, że FDIR nie zastąpi napraw po wichurach przy zerwanych przewodach i połamanych słupach, ale w wielu przypadkach pozwala skrócić przerwy w dostawie energii i zmniejszyć zasięg awarii, ograniczając liczbę dotkniętych nią odbiorców.
Historia projektu. Od Helu do Gdańska
Prace nad systemem FDIR w Energa-Operator nie zaczęły się wczoraj. Jak wynika z publikacji naukowej z 2013 roku, spółka prowadziła pilotażowy projekt Smart Grid na Półwyspie Helskim, który obejmował m.in. funkcję wykrywania i izolowania uszkodzeń oraz przywracania zasilania (FDIR), zintegrowane sterowanie napięciem i mocą bierną (IVVC) oraz zaawansowany nadzór nad siecią niskiego napięcia z uwzględnieniem rozproszonych źródeł energii.
W kolejnych latach spółka systematycznie rozbudowywała infrastrukturę niezbędną do wdrożenia automatyki. W ramach projektu Smart Grid o wartości ponad 240 milionów złotych, dofinansowanego ze środków Unii Europejskiej w ramach programu Infrastruktura i Środowisko na lata 2014-2020, zamontowano ponad 1148 rozdzielnic w stacjach średniego napięcia oraz 1,7 tysiąca rozłączników napowietrznych wraz z modemami Tetra. Sercem całego systemu jest nowoczesny system zarządzania ruchem sieci elektroenergetycznej SCADA/ADMS, który integruje wszystkie elementy inteligentnej sieci.
Jak tłumaczył wówczas Tomasz Korda, dyrektor projektu Smart Grid w Enerdze Operatorze, dzięki zastosowaniu odpowiednich rozwiązań informatycznych, w tym modułu FDIR, czynności związane z dokonywaniem przełączeń mogą zostać zautomatyzowane, co pozwala na znaczne ograniczenie zasięgu potencjalnej awarii oraz szybką lokalizację uszkodzenia.
System będzie wprowadzany w całej Polsce
Oddział w Gdańsku jest pierwszym tak dużym obszarem w kraju, który w codziennej pracy korzysta z w pełni automatycznie działającego modułu FDIR. Rozwiązanie to wprowadzane jest obecnie w kolejnych oddziałach Energa-Operator.
Dla odbiorców oznacza to przede wszystkim krótsze przerwy w dostawie energii i mniejszy zasięg awarii. Zamiast wielogodzinnych poszukiwań uszkodzonego odcinka przez brygady terenowe, system lokalizuje usterkę w kilka sekund i natychmiast przekierowuje zasilanie. Brygady są kierowane bezpośrednio na wyizolowany, uszkodzony odcinek, nie tracąc czasu na przemieszczanie się od rozłącznika do rozłącznika w terenie i załączanie kolejnych fragmentów linii w poszukiwaniu tego uszkodzonego.
Podobne rozwiązania u innych operatorów
Energa-Operator nie jest jedyną spółką dystrybucyjną w Polsce, która inwestuje w automatykę sieciową. Enea Operator zrealizowała w latach 2017-2021 projekt SMART I w Zachodniopomorskiem, który również obejmował wdrożenie systemu FDIR na pięciu ciągach liniowych w rejonie Szczecina, Stargardu oraz Goleniowa.
Jak informował wówczas prof. Wojciech Drożdż, p.o. prezesa Enei Operator, system FDIR samoczynnie lokalizuje miejsca uszkodzeń sieci, a następnie wydziela odcinek, na którym znajduje się uszkodzenie, i w czasie poniżej 3 minut przywraca zasilanie dla jak największej liczby odbiorców. Wartość projektu SMART I wyniosła około 16,9 miliona złotych, przy dofinansowaniu ze środków UE prawie 8,4 miliona złotych.
Wdrożenie w Energa-Operator wyróżnia się jednak skalą i stopniem automatyzacji. Oddział gdański jako pierwszy w Polsce uruchomił system w trybie w pełni automatycznym, bez konieczności akceptacji dyspozytora, i objął nim cały obszar swojego działania.
Znaczenie dla transformacji energetycznej
Automatyzacja sieci dystrybucyjnych nabiera szczególnego znaczenia w kontekście transformacji energetycznej. Do sieci Energa-Operator przyłączonych jest ponad 10 GW mocy z odnawialnych źródeł energii, co stanowi około jednej trzeciej wszystkich mocy OZE w Polsce. Mikroinstalacje OZE, których jest już ponad 2,8 GW, stanowią wyzwanie dla stabilnej pracy sieci.
Systemy takie jak FDIR pozwalają nie tylko szybciej reagować na awarie, ale także lepiej zarządzać pracą sieci z rozproszonymi źródłami energii. W połączeniu z innymi funkcjonalnościami, takimi jak zaawansowana regulacja napięcia (IVVC), tworzą one inteligentną sieć zdolną do samodzielnego reagowania na zmieniające się warunki pracy.
Energa-Operator planuje dalszy rozwój systemów automatyki sieciowej. W planach jest m.in. rozbudowa funkcjonalności FDIR na kolejne obszary oraz integracja z systemem prognozowania generacji OZE, co pozwoli jeszcze skuteczniej zapobiegać awariom i minimalizować ich skutki.
Opracowano na podstawie: komunikatów prasowych Energa-Operator S.A.