Organizacja systemu zarządzania energią w laboratorium AutBudNet Do przeprowadzenia opisanego w rozdziale 4 eksperymentu, niezbędna była realizacja

1 Nie

2 Tak

Obsługa funkcji prosumenckich (opcjonalnie)

1 Pomiar energii (zużycie)

2 Rozliczanie dwukierunkowego przesyłu energii (pomiar i obsługa sprzedawanej energii)

3 Pomiar parametrów jakości energii (*szczególnie dotyczy większych instalacji)

4 Automatyczne zarządzanie produkowaną energią

5 Wspieranie funkcji rynku Smart Grid - DR i DSM

Największe wsparcie użytkowników i zarządców budynku w zakresie poprawy efektywności energetycznej oferują systemy EMS realizowane zgodnie z zaleceniami dla kategorii A, prezentowanej w tabeli nr 6.1.

Jak wskazują zapisy wspomnianej normy PN-EN 15232, systemy automatyzacji i sterowania zrealizowane wg zapisów i wskazań dla określonej w normie klasy A systemów BACS, gwarantują maksymalne wsparcie poprawy efektywności energetycznej budynków. Zdaniem

autora, systemy zarządzania energią EMS, zaprojektowane i zrealizowane wg ogólnych wytycznych dla zaproponowanej kategorii A, zintegrowane w ramach jednolitej platformy systemowej BACS i/lub BMS, dodatkowo wspierają funkcjonalnie i technicznie kompleksowe działanie systemu zarządzania budynkiem, zasilaniem i mediami energetycznymi, w celu podniesienia efektywności energetycznej budynków.

6.2. Organizacja systemu zarządzania energią w laboratorium AutBudNet

Do przeprowadzenia opisanego w rozdziale 4 eksperymentu, niezbędna była realizacja instalacji pomiarowej zużycia energii w laboratorium AutBudNet. W tym laboratorium rozdział energii zasilania realizowany jest w Głównej Tablicy Rozdzielczej (GTR), zlokalizowanej w obrębie korytarza – patrz rysunek nr 4.1. W ramach tablicy wydzielone są niezależne części przeznaczone dla zasilania oświetlenia, gniazd ogólnego przeznaczenia, obwodów zasilania komputerów i elementów systemu klimatyzacji. Jako licznik główny energii elektrycznej (LG) dla całego laboratorium, zastosowano licznik energii elektrycznej 3-fazowy, 4-przewodowy firmy EMU model Professional, przystosowany do pomiaru pośredniego prądów 5A, wyposażony w interfejs komunikacyjny LON, posiadający certyfikat MID. Miernik ten, fabrycznie skalibrowany z metodą oceny zgodności MID B + D, może stosowany być powszechnie do celów rozliczeniowych. Umożliwia on pomiar energii czynnej i biernej, mocy czynnej, biernej i pozornej, prądu w poszczególnych fazach oraz prądu sumarycznego, napięcia fazowego i międzyfazowego, częstotliwości, współczynnika cosφ oraz liczby zaników napięcia. Dodatkowo realizowany jest pomiar wartości minimalnych i maksymalnych prądu, napięcia i mocy czynnej z uwzględnieniem poszczególnych faz oraz podaniem daty i czasu

194

wystąpienia. Jednak przed przystąpieniem do realizacji eksperymentu, opisanego w rozdziale 4 niniejszej pracy, zainstalowano dodatkowe liczniki energii w odpowiednich polach GTR. Opomiarowaniu poddano instalacje oświetlenia w pomieszczeniach nr 1 i 2 oraz nr 3 laboratorium AutBudNet. Instalacje oświetlenia w pomieszczeniach nr 1 i 3 zostały zrealizowana na wydzielonych obwodach zasilających, natomiast w pomieszczeniu nr 2 instalacja jest zrealizowana na dwóch osobnych obwodach. Dlatego, w celu opomiarowania oświetlenia zastosowano cztery liczniki energii elektrycznej (LOZ, LOU1, LOU2 i LOW) instalując 1-fazowe, 2-przewodowe liczniki energii firmy Gossen Metrawatt model U1281, przystosowane do pomiaru bezpośredniego prądów do 65A bez dodatkowego przekładnika prądowego, wyposażone w interfejs komunikacyjny LON i posiadające certyfikat MID. Mierniki te fabrycznie skalibrowane z metodą oceny zgodności MID B + D, są przeznaczone do uniwersalnych pomiarów i rozliczeń energii elektrycznej w gospodarstwach domowych, przemyśle i budynkach administracyjnych. Umożliwiają pomiar energii czynnej i biernej, mocy czynnej, biernej i pozornej, prądu, napięcia, częstotliwości, współczynnika cosφ oraz liczby zaników napięcia. Opomiarowana została również instalacja wentylacji i klimatyzacji, w skład której wchodzi agregat wody lodowej (LAWL), centrala nawieno-wywiena (LCNW12), nagrzewnica elektryczna (LNE12) dla pomieszczeń nr 1 i 2 oraz centrala nawieno-wywiena (LCNW3) i nagrzewnica elektryczna (LNE3) dla pomieszczenia nr 3. Pomiar zużycia energii przez centrale nawieno-wywieną i nagrzewnicę, które obsługują pomieszczenie nr 3 oraz agregat wody lodowej, został zrealizowany przez wielofunkcyjne analizatory jakości energii 3-fazowe, 4-przewodowe firmy Frer model 1Q96G4L, przystosowane do pomiaru pośredniego prądów 5A, wyposażone w interfejs komunikacyjny LON. Umożliwiają pomiar energii czynnej i biernej, mocy czynnej, biernej i pozornej, prądu w poszczególnych fazach oraz prądu sumarycznego, napięcia fazowego i międzyfazowego, częstotliwości, współczynnika cosφ oraz liczby zaników napięcia. Dodatkowo realizowany jest pomiar wartości minimalnych i maksymalnych prądu, napięcia i mocy czynnej z uwzględnieniem poszczególnych faz oraz wartości harmonicznych prądu i napięcia. Z kolei pomiar zużycia energii przez centralę nawieno-wywieną, która pracuje dla pomieszczeń nr 1 i 2, został zrealizowany z wykorzystaniem licznika 3-fazowego, 4-przewodowego firmy ABB model DDL23000, przystosowanego do pomiaru bezpośredniego prądów do 80A bez dodatkowego przekładnika prądowego, wyposażonego w interfejs komunikacyjny LON, posiadającego certyfikat MID, cechującego się klasą dokładności A, co odpowiada klasie dokładności 2 wg norm IEC, dla energii czynnej. Miernik ten jest przeznaczony do realizacji pomiarów u odbiorców komunalnych. Pozwala on na pomiar energii czynnej i biernej, mocy czynnej, biernej i pozornej, prądu w poszczególnych fazach oraz prądu sumarycznego, napięcia fazowego i międzyfazowego, częstotliwości, współczynnika cosφ oraz liczby zaników napięcia. Obwody zasilania nagrzewnicy elektrycznej, współpracującej ze wspomnianą centralą, opomiarowano licznikiem energii elektrycznej 3-fazowym, 4-przewodowym firmy Gossen Metrawatt model U1389, przystosowanym do pomiaru pośredniego prądów 6A, wyposażonym w interfejs komunikacyjny LON, posiadającym certyfikat MID. Miernik ten, fabrycznie skalibrowany z metodą oceny zgodności MID B + D, może być stosowany do celów rozliczeniowych. Jego funkcje i możliwości są zbliżone do wcześniej opisywanego modelu U1281 tej samej firmy, tylko dotyczą pomiaru 3-fazowego. Wszystkie mierniki wyprodukowano zgodnie z zapisami następujących norm: EN 50470-1, EN 50470-3 i EN 62053-23. Dodatkowo w laboratorium, osobno dla pomieszczeń nr 1 i 2 oraz

195

nr 3, zainstalowane są dwa ciepłomierze (JS90-1,5 NC f 15 oraz JS90-0,6 NC f 15 oba firmy PoWoGaz), z parą czujników Pt500, które są podłączone do liczników energii cieplnej firmy Apator-Kfap model LEC5, wyposażonych w interfejs komunikacyjny LON. Liczniki te są przeznaczone do pomiaru i rozliczeń energii cieplnej w wodnych sieciach grzewczych, zarówno w obiektach przemysłowych jak i do rozliczeń z indywidualnymi odbiorcami ciepła, zgodnie z normą EN1434. Umożliwiają dokładny pomiar temperatury na obwodach zasilania i powrotu oraz strumienia objętości czynnika grzewczego, precyzyjnie wyznaczając energię cieplną w systemie ogrzewania.

Schemat ideowy zamontowanych liczników, w postaci widoku projektu systemu pomiarowego w pakiecie LonMaker, przedstawiono na rysunku 6.1

Rys. 6.1 Schemat ideowy systemu pomiarowego w laboratorium AutBudNet

Zaprezentowane na rysunku nr 6.1 oraz opisane wcześniej elementy instalacji pomiarowej weszły w skład zrealizowanego, przez autora pracy, systemu zarządzania energią. Zgodnie z informacjami przedstawionymi w poprzednim podrozdziale, system ten odpowiada kategorii

196

A, czyli wysoko zaawansowanemu funkcjonalnie systemowi EMS, z pełną integracją poziomu obiektowego i nadrzędnego oraz funkcjami technicznego zarządzania EMS w ramach platform systemowych BACS i/lub BMS. Odnosząc omawiany system EMS do tabeli 6.1 cechuje się on następującymi funkcjami:

• Organizacja infrastruktury pomiaru – został zrealizowany pomiar wszystkich istotnych obwodów zasilających oraz dodatkowy pomiar szczegółowych parametrów pracy sieci. W przypadku pomiaru energii elektrycznej wszystkie zainstalowane liczniki umożliwiają pomiar: energii czynnej i biernej, mocy czynnej, biernej i pozornej, prądu, napięcia, częstotliwości, współczynnika cosφ oraz informacji o zanikach napięcia.

• Infrastruktura obsługi danych (komunikacja) – wszystkie zainstalowane liczniki, zarówno energii cieplnej i elektrycznej, zostały wyposażone w interfejs komunikacyjny LON, który umożliwia integrację infrastruktury pomiarowej na poziomie obiektowym z systemem BACS laboratorium AutBudNet.

• Przetwarzanie danych pomiarowych – zrealizowany system EMS, dzięki integracji z systemem BACS laboratorium, umożliwia monitoring w trybie on-line wszystkich mierzonych parametrów oraz archiwizację danych pomiarowych i zaistniałych warunków wyjątkowych. Dodatkowo, zastosowane rozwiązania techniczne i wspomniana integracja, umożliwiają zrealizowanie funkcji informowania przez system nadrzędny BMS oraz samodzielne podejmowanie decyzji.

• Poziom integracji systemu EMS z BACS i/lub BMS – zastosowanie technologii LonWorks, pozwoliło na pełną i bezproblemową integrację na poziomie obiektowym systemu EMS z istniejącym wcześniej w laboratorium systemem BACS

• Techniczne zarządzanie systemem EMS – w przypadku omawianego systemu umożliwia ono wykrywanie uszkodzeń, usterek systemów zasilania i dystrybucji energii i mediów oraz wspomaga przy ich diagnostyce. Dodatkowo zaproponowany system EMS, oferuje raportowanie (przedstawianie informacji) dotyczące zużycia energii, warunków wewnętrznych oraz informuje o możliwościach udoskonaleń.

• Opisywany system EMS umożliwia łatwą rozbudowę o obsługę funkcji prosumenckich, związanych z wytwarzaniem energii elektrycznej przez np. panele fotowoltaiczne. Zastosowane liczniki energii, w tym licznik główny, oferują kontrolę kierunku przepływu energii (pomiar i obsługa sprzedawanej energii) oraz wspierają niektóre z funkcji rynku Smart Grid jak np. redukcję kosztów energii przez unikanie szczytów w poborze mocy czynnej.

Jak już wspomniano, system EMS stał się integralną częścią systemu BACS. Umożliwiło to wykorzystanie do jego obsługi, opisanego w rozdziale 5.1, serwera automatyki LINX, dostępnego w ramach systemu automatyzacji laboratorium AutBudNet. Zastosowanie serwera LINX pozwoliło na gromadzenie i przetwarzanie danych pomiarowych z systemu EMS. Należy podkreślić, że wszystkie wielkości fizyczne oraz dodatkowe parametry rejestrowane przez instalację pomiarową, są dostępne jako punkty danych (zmienne sieciowe) standardu LonWorks, a tym samym umożliwiają budowy funkcji sterującej z ich wykorzystaniem.

197

W dokumencie Index of /rozprawy2/11188 (Stron 193-197)