Automatizace v proměnlivém světě energetiky

Málokterý obor prochází v současnosti tolika proměnami jako energetika. Dodávky elektrické energie z uhelných a jaderných elektráren jsou doplňovány proměnnými dodávkami z fotovoltaických, větrných, bioplynových a vodních elektráren, což klade nové požadavky na řízení a regulaci energetické soustavy jako celku. Stát výrobu elektrické energie z obnovitelných zdrojů dotuje a podle situace mění výkupní ceny elektřiny z těchto zdrojů. Změnami jsou poznamenány i dodávky tepla a zemního plynu. Se svými zkušenostmi z tohoto oboru se podělili dva odborníci z firem, které dodávají automatizaci do energetických provozů: Karel Stočes, ředitel divize automatizace ZAT, a. s., a Ján Juhász ze společnosti Invensys Operations Management.

Co přinášejí změny v energetice firmám zabývajícím se automatizací a informační technikou? Otevřely se nové možnosti v tomto oboru?

Karel Stočes:

Každá změna v energetice je pro nás obrovskou výzvou a očekává se od nás, že se vždy flexibilně přizpůsobíme potřebám řízené technologie. V současnosti jde hlavně o dodávky produktů pro řízení sestavené z technických prostředků s vysokou spolehlivostí, bezpečností, snadnou údržbou a dlouhým životním cyklem. Rostou požadavky na efektivní proces projektování, požadavky na rychlé uvedení do provozu, výkonnost technických prostředků a v neposlední řadě i efektivní odladění. 

Ján Juhász:

Aj od nás sa očakáva efektívnejšie projektovanie riadiacich, komunikačných, meracích, pohonných a vizualizačných systémov a efektívnejšie odlaďovanie týchto systémov. Stojíme pred výzvou skombinovania prevádzkových a bezpečnostných systémov a zjednotenia riadenia hlavných technologických parametrov. Neustále narastajúca potreba našich zákazníkov efektívnejšie využívať energetické zdroje otvára priestor pre nasadzovanie optimalizačných metód, predikcie v riadení, merania, resp. rekonštrukcie nemerateľných parametrov a ich spracovanie v procese riadenia a vizualizácie. V tejto súvislosti sa do popredia dostáva modelovanie energetických procesov – určenie optimálnych alebo suboptimálnych stratégií riadenia podľa zvoleného kritéria (kombinácie niekoľkých kritérií).

Setkáváte se s většími požadavky na bezpečnost a na snižování nákladů na provoz energetických provozů?

Ján Juhász:

Zlepšovanie bezpečnosti riadenia bude naďalej kľúčovou oblasťou rozvoja, predovšetkým v kombinácii s prevádzkovým riadením (SIL). Unifikáciou komunikačných systémov (hardwarové a softwarové protokoly) pre drôtové a bezdrôtové médiá sa posilní bezpečnosť prenosu údajov. Neustále narastá dôraz na kybernetickú bezpečnosť a ochranu pred kybernetickými útokmi. Zásadnou témou pre našich zákazníkov bude znižovanie nákladov na technológie prostredníctvom manažmentu životnosti riadiacich, vizualizačných, meracích a pohonných systémov, otázky efektívnosti upgradu hardvéru a softvéru a vyhodnocovanie nasadenia automatizačných systémov metódou TCO (Total Cost of Ownership), ktorá posudzuje celkové náklady na vlastníctvo systémov po dobu ich prevádzky.

Vyžadují vaši zákazníci v oboru energetiky instalaci automatických systémů postavených na nejnovějších poznatcích v oboru, nebo v první řadě hledí na náklady a využívají spíše standardní prostředky? Mají na dodávky do energetiky vliv měnící se ceny energie?

Karel Stočes:

Z realizace dodávek pro energetické provozy máme zkušenost, že od automatizačních a řídicích systémů se většinou vyžaduje funkčnost pro zajištění spolehlivého provozu části technologie bez návaznosti na vyšší úroveň řízení veškerých technologických systémů a bez aplikace vyšších forem řízení, dálkové správy a diagnostiky. Technická diagnostika přitom zjišťováním technického stavu pomáhá určit (nebo alespoň odhadnout), nakolik je provozované zařízení ještě spolehlivé. Funkční diagnostika zase umožňuje předcházet vzniku poruch, popř. zamezit eskalaci již vzniklé poruchy (a omezit rozsah škod), čímž má přímý vliv na bezpečnost provozu.

Ján Juhász:

Automatizačné prostriedky sú optimalizáciou nákladov na projekt v reťazci stavba – technológia – elektrické napájanie – automatizácia. Výrobcom stačí riadiť implementovanú technológiu tak, aby bola stabilná, ale nie ju riadiť optimálne či suboptimálne na úrovni jednotlivých technologických systémov ako aj na úrovni celej elektrárne. Automatizácia síce dokáže zásadným spôsobom zredukovať prevádzkové náklady elektrárne lebo teplárne, v našom regióne si však mnoho subjektov neuvedomuje význam analýzy, tak zvané Benefit Study, bez ktorej sa rozsah úspor nedá kvantifikovať, a tým ani ušetriť finančné prostriedky. Toto nedostatočné zhodnotenie efektu nasadenia automatizačných prostriedkov – úspor personálnych nákladov a zvýšenia spoľahlivosti prevádzky – vydáva automatizačné technológie napo­spas volatility trhu s energiami. Príkladom môže byť aj stále nedostatočné využívanie „smart“ meracích systémov (predchádzanie výpadkom v meraní, diaľková diagnostika a kalibrovanie meraní), ktoré majú značný vplyv na úsporu nákladov.

Jaké změny v oboru energetiky v následujících pěti letech očekáváte? Jak se na tyto změny mají připravit dodavatelé automatizační techniky?

Karel Stočes:

Hlavním trendem je diverzifikace, což samozřejmě ovlivňuje celou energetickou síť a její bezpečnost. Při investicích do přenosových sítí a distribuce je nutné se v maximální míře soustředit na velmi kvalitní regulaci se zaměřením na inteligentní sítě (smart grids), což jsou silové elektrické a komunikační sítě, které umožňují regulovat výrobu a spotřebu elektrické energie v reálném čase, jak v místním, tak v globálním měřítku. Další změny lze očekávat v rozvoji jaderné energetiky, která bude využívat nejmodernější technologie, a to povede k vývoji automatizačních systémů řízení těchto technologií. Očekávám vyšší nároky na spolehlivost, bezpečnost, diagnostiku, výkonnost, aplikování vyšších forem řízení a v neposlední řadě snížení nákladů na údržbu.

Ján Juhász:

Aj ja pokladám za najvýraznejšie trendy v energetike nákladovo efektívnu diverzifikáciu energetických zdrojov (fosílne, jadrové, obnoviteľné zdroje). Pri investíciách do prenosu a distribúcie energie je potrebné počítať so zameraním na „smart grids“, „smart metering“ a bezpečnosť energetických sietí v prostredí koordinovaných národných energetických sústav v rámci EÚ. Očakávam aj zreálnenie, resp. úplné odstránenie neefektívnych dotácií pre obnoviteľné zdroje energie, ktoré deformujú voľný trh. Výroba energie sa bude naďalej decentralizovať a vybudujú sa lokálné energetické zdroje, akými sú napríklad kogeneračné výrobné jednotky. Zvýšenie investícií čaká aj oblasť energetiky budov, využívanie solárnych panelov, lokálna produkcia energie a energetická nezávislosť budov. V našom regióne strednej a východnej Európy bude jadrová energetika naďalej predstavovať najvýznamnejší spôsob zvyšovania nezávislosti na dovoze plynu, uhlia a ropy.

V súvislosti s týmito zmenami v priemysle môžu dodávatelia očakávať nasledujúce trendy:

• aplikovanie vyšších foriem riadenia (predikcia, optimalizácia, modelovanie),
• zjednotenie komunikačných štandardov (industriálny Ethernet, TCP/IP) pre drôtovú a bezdrôtovú komunikáciu,
• spracovávanie rýchlych dejov (mikro-, milisekundy),
• nasadzovanie hybridných prevádzkových a bezpečnostných systémov DCS, PLC, PAC,
• zvýšené nasadzovanie inteligentných meracích a pohonných systémov,
• úplná diagnostika systémov a Asset Management, prediktívna údržba automatizačných systémov,
• zvýšená integrácia automatizačných a 3D modelovacích systémov,
• zvyšovanie spoľahlivosti softvérových systémov (zlepšenie MTBF). 

Anketu vedla Eva Vaculíková.

Karel Stočes, ředitel divize automatizace ZAT, a. s.

„Při investicích do přenosových sítí a distribuce je nutné se soustředit na velmi kvalitní regulaci se zaměřením na inteligentní sítě (smart grids), což jsou silové elektrické a komunikační sítě, které umožňují regulovat výrobu a spotřebu elektrické energie v reálném čase, jak v místním, tak v globálním měřítku.“

Ján Juhász, Client Sales Executive – Power, Invensys Operations Management

„Nedostatočné zhodnotenie efektu nasa­de­nia automatizačných prostriedkov – úspor personálnych nákladov a zvýšenia spoľahlivosti prevádzky – vydáva automatizačné techno­lógie napo­spas volatility trhu s energiami.“