Solution de surveillance et de contrôle des parcs solaires photovoltaïques jusqu’au niveau de la chaîne avec PcVue.
Un système de surveillance des performances est très important pour un système photovoltaïque solaire (PV). Le système de surveillance doit tenir compte de la quantité d’énergie produite en temps réel pour garantir que l’efficacité de conversion globale du système reste intacte au fil du temps et permettre une réponse immédiate à tout événement dégradant les performances du système PV.
Nous connaissons tous notre compteur électrique résidentiel utilisé par la compagnie d’électricité pour enregistrer et nous facturer mensuellement les kilowattheures consommés. Au cours d’une année, ces factures peuvent être comparées pour déterminer la consommation mensuelle. Bien que ce scénario illustre la consommation d’utilisation, il en va différemment pour le suivi de la production avec des systèmes PV.
Un compteur est également utilisé pour mesurer l’énergie produite, mais au lieu d’une base mensuelle, nous nous intéressons à la quantité d’énergie produite pendant de courts intervalles de temps, par exemple toutes les heures ou toutes les 5 minutes. La fréquence d’enregistrement nécessite des compteurs plus sophistiqués que ceux des particuliers, appelés enregistreurs de données. Les enregistreurs de données alimentent un système de mémoire qui peut être archivé pour une utilisation ultérieure. Ils disposent également d’interfaces de communication qui permettent à un ordinateur de s’y connecter et de récupérer les données.
La plupart des compagnies d’électricité aux États-Unis ont adopté des critères et des directives standard pour l’interconnexion de la production décentralisée (DG) à leurs systèmes de distribution électrique. Les installations de systèmes photovoltaïques réduisent efficacement la charge du client et, dans des conditions de charge minimale, peuvent exporter de l’énergie vers le service public dans le cadre d’une transaction connue sous le nom de « comptage net de l’énergie » (NEM). Un ensemble de directives (IEEE P1547.6) a été recommandé par l’Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) aux intégrateurs de systèmes PV pour les aider à concevoir des systèmes fonctionnant en parallèle avec les systèmes du service public. Les logiciels SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) avancés trouvent une application idéale pour soutenir le fonctionnement d’un service public d’électricité. Les séquences d’automatisation généralement gérées au moyen d’un système SCADA comprennent : la détection, la localisation, l’isolement et la restauration de la charge (FDIR) des défauts. Ces séquences détecteront un défaut, le localiseront sur un segment du réseau d’alimentation, ouvriront les commutateurs autour du défaut et restaureront les sources non défectueuses via la sous-station et les sources alternatives disponibles.
Les algorithmes mis en œuvre par SCADA permettent de minimiser en toute sécurité la durée et l’étendue des pannes, améliorant ainsi considérablement les indicateurs de performance SAIDI (indice de durée moyenne d’interruption du système) et SAIFI (indice de fréquence moyenne d’interruption du système) pour les clients de ces lignes d’alimentation. Une autre séquence importante est la vérification automatique des limites de charge et thermiques des équipements pour déterminer si les transferts de charge peuvent avoir lieu en toute sécurité.
Les SCADA modernes communiquent à l’aide de protocoles standard tels que IP et un système LAN Ethernet sécurisé, ce qui constitue une amélioration significative par rapport à un système série, notamment la prise en charge des communications peer-to-peer, l’accès multiple aux commutateurs de liaison et la simplification de l’accès à distance par le personnel de maintenance des communications et de l’automatisation. Les avantages de la gestion de la production décentralisée comprennent : une plus grande efficacité ; une meilleure sécurité de l’approvisionnement ; de meilleures capacités de réponse à la demande ; l’évitement de la surcapacité ; une meilleure gestion de la charge de pointe ; la réduction des pertes sur le réseau ; le report des coûts d’infrastructure du réseau ; le soutien à la qualité de l’énergie ; une fiabilité améliorée ; et la surveillance de l’environnement
Les applications basées sur SCADA offrent une valeur extraordinaire car elles fournissent une gamme flexible de combinaisons et de configurations personnalisables qui offrent un équilibre entre coût et fiabilité.
La production décentralisée est considérée comme un actif de production plus souhaitable car elle est « plus proche » du client et plus économique que la production à partir d’une centrale électrique et de son infrastructure de transmission associée.
Bien que les inconvénients de la production décentralisée soient, du point de vue des services publics d’électricité, la complexité du fonctionnement à distance, la logistique de livraison de carburant (pour la production décentralisée basée sur un moteur à combustion), le coût de la connexion, la répartition et la prévision de la production (liée à l’éolien et au solaire), le système SCADA permet de compenser ces coûts grâce à l’automatisation et aux capacités de surveillance à distance en temps réel.
La surveillance des systèmes PV en raison de la volatilité du rayonnement solaire au niveau du sol, qui est principalement due à la turbulence atmosphérique, met à rude épreuve les capacités SCADA en temps réel nécessitant un rythme d’échantillonnage rapide (5 secondes ou moins) des principales variables physiques.
En tant que concepteur de systèmes de surveillance d’installations photovoltaïques, Staer Sistemi a effectué des tests sur de nombreux SCADA industriels répondant à des exigences telles que des vitesses d’échantillonnage rapides, une flexibilité, une évolutivité et une facilité d’utilisation et de programmation, en choisissant PcVue d’ARC Informatique. Ce choix a permis aux concepteurs d’être sûrs de pouvoir gérer sans effort des flux de données de l’ordre de plusieurs milliers de mesures par seconde et de se concentrer sur les aspects les plus spécifiques de l’application. Les capacités de PcVue permettent de surveiller et de contrôler tous les différents composants et sous-systèmes de l’installation, y compris les trackers, les onduleurs, les sous-stations de réseau et les compteurs.
Le système basé sur PcVue enregistre tout problème et déclenche des alarmes afin que le personnel d’ingénierie puisse réparer ou changer des composants ou affiner le processus de fonctionnement de l’usine.
La comparaison automatique entre les chiffres de production calculés et réels (fournis par l’enregistreur de données) fournit une indication précise des performances ou de la santé de la plante toutes les minutes ou moins.
Aujourd’hui, la surveillance et l’analyse des performances des centrales solaires photovoltaïques sont devenues extrêmement critiques en raison de l’augmentation des coûts d’exploitation et de maintenance ainsi que de la réduction du rendement due à une possible dégradation des performances au cours du cycle de vie des équipements de la centrale.
Cela signifie que l’utilisation d’un système de surveillance peut devenir essentielle pour garantir des performances élevées, de faibles temps d’arrêt et la détection des défauts d’une centrale solaire photovoltaïque pendant tout son cycle de vie.
Au niveau AC, les onduleurs exposent des ports RS485, CAN ou Ethernet pour permettre une connexion simple en utilisant les pilotes de communication natifs du SCADA. PcVue prend en charge une large collection de protocoles standards pour gérer tout type d’onduleurs.
Toutes les données collectées sont complétées par le système SCADA avec un horodatage pour un traitement en temps réel : alarme et affichage, analyse des tendances et stockage pour les activités de reporting. Les capacités SCADA sont également utilisées pour la surveillance des relais de protection du réseau, des compteurs d’énergie, des stations/capteurs de surveillance météorologique, des panneaux de contrôle LT (basse tension) et HT (haute tension), des commutateurs CC, des transformateurs et en général de tout dispositif capable d’influencer – directement ou indirectement – la production de l’usine.
De plus, pour rendre les applications de gestion PV aussi efficaces que possible, il est important de prendre en compte d’autres aspects des fonctionnalités des applications SCADA afin de soutenir les opérations de l’usine.
PcVue, par exemple, fournit des architectures de configuration dynamique, autonomes, client-serveur et Web, une redondance, un support d’analyse des tendances historiques et en temps réel ainsi qu’une gestion avancée des alarmes.
En ce qui concerne la conformité, la prise en charge de protocoles tels que IEC 61850 et DNP3 permet les communications avec divers appareils de sous-stations électriques, ce qui devient essentiel lorsque le service public d’électricité local est engagé dans la mise en œuvre d’un réseau intelligent.
Une interface graphique conviviale avec des affichages 2D et 3D, un planificateur et un moteur piloté par événements rendent les processus de gestion beaucoup plus fluides.
Enfin, les capacités d’accès Web offrent mobilité et accès aux appareils distants pour faire de PcVue le SCADA de choix pour la surveillance PV.
Created on: 26 Jan 2024 Last update: 16 Sep 2024
