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zenon può aiutarvi a digitalizzare le risorse energetiche per ottenere maggiore controllo e affidabilità

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Scopri tutto sulle sottostazioni digitali | COPA-DATA

La necessità di una fornitura energetica costante e affidabile è cruciale per molte aziende. Spesso, può comportare la dipendenza da una rete di distribuzione energetica sovraccarica e che non dispone dell’efficienza necessaria per stare al passo con le moderne esigenze energetiche. Quando si verifica un’interruzione di corrente, le aziende sono chiamate ad occuparsene direttamente, e ciò comporta spesso un aumento dei costi. Per fronteggiare questa problematica e garantire l’esistenza di una rete elettrica caratterizzata da elevata affidabilità e qualità energetica, le utility si impegnano a modernizzare e semplificare la tecnologia di automazione delle sottostazioni nelle cosiddette sottostazioni digitali. Utilizzando interfacce e dati standardizzati, zenon aiuta le aziende elettriche a gestire in modo efficiente le proprie reti. Scoprite di più su ciò che compone una sottostazione digitale e cosa può fare zenon oggi per la vostra azienda. 

What is a digital substation?

Cos’è una sottostazione digitale?

Di norma, le sottostazioni vengono usate per distribuire l’elettricità a case e aziende. Dato che i voltaggi elevati e il flusso di potenza devono essere mantenuti e nelle sottostazioni devono essere gestite varie funzioni di protezione, si ricorre principalmente ai dati sullo stato di tipo analogico e binario per mantenere questi precisi output. Sfortunatamente, un grande svantaggio delle sottostazioni tradizionali sta proprio nell’elaborazione e nell’uso di tali dati, la cui computazione può richiedere una grande quantità di lavoro ed energia. L’architettura delle sottostazioni digitali intende ridurre al minimo questa inefficienza grazie alla digitalizzazione dei dati della sottostazione. I vantaggi che ne derivano sono molteplici e spaziano dalle funzionalità flessibili basate su software alla semplificazione della condivisione dei dati tra i vari dispositivi. Nel complesso, le sottostazioni digitali forniscono grande affidabilità e flessibilità nel panorama delle dinamiche in crescita nella rete.

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    Da cosa è costituita una sottostazione digitale?

    Le sottostazioni necessitano di grandi quantità di cavi di rame per il trasferimento dei segnali tra le varie sezioni e i diversi dispositivi. Al di là della naturale inefficienza, questo tipo di cavi occupa una grande quantità di spazio all’interno dell’impianto, nonché richiede molto lavoro manuale per l’installazione. Migliaia di metri di cavi di rame vengono usati per collegare i trasformatori di corrente e tensione e gli interruttori ai relè. Uno dei principali vantaggi delle sottostazioni digitali è rappresentato dalla sostituzione di tali cavi con la comunicazione digitale, basata su cavi di fibra ottica, che consente un’interazione flessibile a livello dell’intero sistema tramite protocolli di comunicazione dedicati.

    Il ruolo cruciale degli IED: monitoraggio e controllo centrali per un’efficienza migliorata

    Gli IED (Intelligent Electronic Device) contribuiscono a controllare e a proteggere il funzionamento dell’apparecchiatura che si trova in una sottostazione, come trasformatori e interruttori. L’uso dei microprocessori all’interno degli IED automatizza determinati processi della rete elettrica, come l’analisi dati e la limitazione dei problemi relativi alle risorse e alla qualità dell’elettricità. In generale, gli IED per le sottostazioni digitali sono in linea con lo standard IEC 61850 per le sottostazioni automatizzate, ovvero supportano un modello di dati, protocolli di comunicazione, funzioni e servizi unificati che li rendono interoperabili con altri dispositivi e sistemi. Per gli sviluppatori di impianti, questi vantaggi comportano una gestione della struttura dell’impianto, una configurazione e una messa in servizio più semplice con un unico pacchetto di strumenti e funzioni.

    Quindi, quali sono le migliorie presenti in una sottostazione digitale rispetto a una sottostazione convenzionale?

    Le sottostazioni del futuro devono essere in grado di gestire requisiti più dinamici in termini di qualità e flusso dell’alimentazione. Inoltre, al fine di gestire in modo economico un crescente numero di risorse, le utility devono adottare nuove pratiche di sviluppo, la messa in servizio e il monitoraggio delle risorse energetiche con strumenti precisi e unificati. Lo standard IEC 61850 per le sottostazioni digitali soddisfa questi requisiti e aiuta le utility ad essere pronte per la rete energetica di prossima generazione.

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    Implementing a digital substation

    Implementazione di una sottostazione digitale

    Il primo passo verso l’implementazione di una sottostazione digitale segue la corretta comprensione dell’architettura IEC 61850. Lo standard di automazione presentato da IEC 61850 ha portato alla consapevolezza che le sottostazioni devono essere digitalizzate per poter tenere testa alle moderne esigenze energetiche. Tuttavia, la funzionalità cruciale in una sottostazione digitale è quella del bus di processo. Questo elemento consente di realizzare i collegamenti tra gli IED sulla base di protocolli di comunicazione flessibili ed elimina la necessità del collegamento tramite cablaggio. In generale, il bus di processo consente collegamenti più flessibili e snelli all’interno della sottostazione.

    Standardizzazione

    IEC-61850 ha portato alla standardizzazione delle sottostazioni digitali. Questo passaggio è indispensabile per fare in modo che le sottostazioni in tutto il mondo non presentino discrepanze e che la distribuzione energetica possa essere regolata e controllata su una scala più ampia. Il software di automazione della sottostazione, come zenon, tiene conto dei protocolli internazionali nelle sue operazioni, facendo in modo che per i responsabili della sottostazione sia più semplice aderire alle pratiche concordate.

    Reti di comunicazione

    Una delle principali caratteristiche di una sottostazione digitale è la capacità di convertire le informazioni di processo, tra cui misurazioni e stati, in messaggi nel rispettivo protocollo di comunicazione IEC 61850. Queste informazioni possono poi essere comunicate in modo flessibile ad altri dispositivi nella sottostazione, comportando una flessibilità ottimale. Un tale livello di flessibilità può essere raggiunto usando IED conformi a IEC 61850, nonché utilizzando un software per le sottostazioni digitali. Monitorando efficacemente questi dati, è possibile assicurare il corretto funzionamento di tutte le sezioni che compongono una sottostazione, riducendo notevolmente la possibilità di guasti ed errori.

    Best practices

    Best practices

    La principale best practice per l’implementazione e il funzionamento di una sottostazione digitale è rappresentata dal rispetto dei numerosi standard internazionali delle reti di comunicazione, come IEC 61850. Questi standard gettano le basi per una efficiente condivisione e interoperabilità dei dati. In aggiunta, l’uso del giusto strumento di gestione dei dati, come zenon, contribuisce a fornire una maggiore efficienza nella gestione delle sottostazioni digitali, inclusa la gestione da remoto. Individuando le sezioni di una sottostazione che devono essere controllate manualmente e quelle che possono essere automatizzate, è possibile garantire l’ottimale funzionamento di una sottostazione digitale.

    Il ruolo di IEC 61850

    È stato menzionato l’IEC 61850, ma in cosa consiste e come può contribuire a migliorare l’efficienza di una sottostazione digitale? Il protocollo IEC 61850 è stato creato per standardizzare la progettazione delle sottostazioni e la comunicazione degli IED a livello internazionale. Poiché un numero sempre maggiore di reti energetiche nel mondo pianifica di digitalizzare le proprie sottostazioni, è una pratica comune aderire agli standard del protocollo IEC 61850. Inoltre, può garantire sicurezza tramite l’uso dei cavi in fibra ottica e funzioni di sicurezza secondo l’IEC 62351.

    Introduzione a IEC 61850 e zenon
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    Scegliete zenon per tutte le esigenze delle vostre sottostazioni digitali

    La gestione e l’ingresso nel mercato delle sottostazioni digitali può far sentire sopraffatti. Fortunatamente, zenon può semplificare questo processo. zenon è progettato per la flessibilità, ovvero è ottimizzato per la manutenzione in loco e da remoto, nel caso in cui occorre un approccio manuale o maggiore attenzione sull’automazione. Per maggiori informazioni, non esitate a contattare COPA-DATA!

    A newly released standard from the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) has utilities thinking about their next-generation Smart Grid equipment. The IEEE 1547 standard has been updated and enforced in 7 states as of 2021. Starting in 2022, more states in the US will be forced to comply with the updated IEEE 1547 standard.

    The IEEE 1547 standard establishes criteria and requirements for interconnection of distributed energy resources (DER) with electric power systems (EPS) and associated interfaces. It provides requirements relevant to the interconnection and interoperability performance, operation, testing, safety, maintenance and security.

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