التطورات في عمليات شبكة الطاقة باستخدام نظام CoMPAS التابع لمؤسسة Linux
لقد كان تبادل المعلومات في شبكات الطاقة دائمًا أمرًا بالغ الأهمية لصيانتها واستقرارها؛ يعمل التدفق المنتظم والفعال للمعلومات على تحسين عملية تخطيط الشبكة وتوسيعها. بمساعدة التواصل الثابت والواضح، يمكن لمولدات الطاقة تعديل المخرجات لتلبية متطلبات العملاء. وهذا الأمر أكثر أهمية في ظل التطورات الحالية؛ هناك زيادة حادة في عدد محطات التوليد المستدامة، الأمر الذي له عواقب مزدوجة – ليس هناك زيادة في الطاقة على الشبكات فحسب، بل هناك أيضًا درجة أكبر من عدم القدرة على التنبؤ في تدفق الطاقة لأن مصادر الطاقة أكثر اعتمادًا على الطقس.
في هذا السياق الأولي، في أكتوبر 2020، بدأ مشغلو النظام الهولنديون، المتحدون في Netbeheer Nederland (NBNL)، مشروعًا بالتعاون الوثيق مع أطراف السوق (الشكل ) لوصف واجهة الوقت الفعلي (RTI). يهدف RTI إلى تمكين مشغلي النظام والعملاء المتصلين من التواصل في الوقت الفعلي.
كان قانون الشبكة الأوروبية بشأن متطلبات المولدات (RfG) الصادر عن الاتحاد الأوروبي في عام 2016 سببًا أكثر تقنية لمشروع RTI. ووضعت اللائحة قواعد منسقة لربط منشآت توليد الطاقة بشبكات الكهرباء الوطنية. فقد عززت أمن النظام، وعززت تكامل الطاقة المتجددة، وسهلت تجارة الكهرباء عبر الحدود، وحسنت الاستخدام لموارد الشبكة.
ركز مشروع RTI على تنفيذ الواجهة على مجموعة المولدات التي تتراوح قدرتها بين 1 و50 ميجاوات، وهي ما يسمى بالفئة B في NC RfG. RTI متاح حاليًا كإصدار تجريبي في عملية التنفيذ.
التحديات ضمن نموذج بيانات IEC 61850
يعد نموذج البيانات جزءًا لا يتجزأ من أي واجهة في الوقت الفعلي. وهي تتحمل مهمة تحديد التنسيق والتفاصيل المتعلقة بكيفية تبادل الإشارات والبيانات الوصفية. اعتمد مشروع RTI المعني نموذج البيانات IEC61850 لتطبيقه بالتعاون الوثيق مع أصحاب المصلحة.
تشتمل المواصفة القياسية IEC 61850، التي تم تطويرها في التسعينات، على مجموعة من البروتوكولات الدلالية المصممة للاتصالات في أنظمة الطاقة. على عكس أنواع البيانات العالمية الأساسية، تمتلك البيانات المتبادلة ضمن هذا الإطار تمثيلاً دلاليًا رسميًا ومحددًا جيدًا.
مع المراجعات التي تم إجراؤها في شبكات الطاقة والمولدات والتقنيات الناشئة، تم تجميع كائنات البيانات والمعلومات الزائدة عن الحاجة في نموذج بيانات IEC61850. نشأت الحاجة إلى تصفية العناصر غير الضرورية في نموذج البيانات لضمان الكفاءة والتواصل السلس بين مولدات الطاقة ومشغلي الشبكة. تم استخدام CoMPAS (وحدات التكوين لأنظمة أتمتة صناعة الطاقة).
حول CoMPAS من مؤسسة Linux
باعتباره المشروع الأول لمبادرة أنظمة أتمتة المحطات الفرعية الرقمية (DSAS) التابعة لشركة LF Energy، يهدف مشروع CoMPAS إلى تطوير مكونات برمجية مفتوحة المصدر تتعلق بتنفيذ نموذج IEC 61850، خصيصًا لإدارة الملفات الشخصية وتكوين نظام التشغيل الآلي والتحكم في صناعة الطاقة. (باكس).
تم تصميم CoMPAS، كمنصة، لتلبية الاحتياجات المختلفة في صناعة شبكات الطاقة. فهو يوفر أدوات لإدارة ملفات تعريف IEC 61850، ويساعد في تخطيط البنية التحتية للشبكة وتصميم المحطات الفرعية، ويدعم تكامل النظام وتشغيله، ويمكّن من تحديثات النظام أثناء التشغيل، ويساعد في إدارة الأصول للصيانة والترقية. بشكل أساسي، يوفر نظام CoMPAS حلاً شاملاً لعمليات شبكة الطاقة ويضمن أداءً فعالاً وموثوقًا طوال دورة حياة أنظمة الطاقة.
CoMPAS من مؤسسة Linux في Rescue
تم إنشاء CoMPAS، وهي أداة برمجية، باستخدام نموذج تطوير مفتوح المصدر يعتمد على موارد التطوير المقدمة من العديد من البائعين والمستخدمين النهائيين وأصحاب المصلحة الآخرين.
وفقًا لدراسة الحالة الأخيرة التي تم نشرها في منشورات مدونة LF Energy، فقد نجحت في التحقق من صحة نموذج البيانات وتنظيفه عند استخدامه لإزالة كائنات وعناصر البيانات غير الضرورية في IEC61850. ليس ذلك فحسب، نظرًا لاستخدامها للخدمات الصغيرة المستندة إلى Docker عبر الأنظمة الأساسية جنبًا إلى جنب مع عميل متصفح خفيف الوزن، ودعم متعدد اللغات لواجهة المستخدم، وعناصر التحكم القابلة للبرمجة، والقدرة على دمج أدوات الطرف الثالث، فقد مكنت الأداة حتى المستخدمين الذين لديهم خبرة محدودة في IEC 61850. يعمل نموذج البيانات المستند إلى XML على تحسين تجربة المستخدم. بفضل الواجهة البديهية، تمكنت CoMPAS من تسريع عملية تطوير مشروع RTI.
الخطط المستقبلية لمشروع كومباس
تعني المرحلة التجريبية لمشروع RTI أنه يتم إجراء اختبارات مكثفة في البيئات المختبرية والميدانية. تعمل هذه الاختبارات على تحسين المواصفات الفنية والتحقق من صحة الواجهة بشكل أكبر. طوال مرحلة الاختبار هذه، من المتوقع ظهور رؤى ونتائج جديدة، مما قد يؤثر على نموذج بيانات IEC 61850 المستخدم في RTI. ومن المتوقع أن يلعب نظام CoMPAS دورًا حيويًا في تحليل هذه النتائج وتسهيل التعديلات اللازمة على نموذج البيانات. هدف كلا الطرفين هو دمج التحسينات المحددة أثناء الاختبار والانتهاء من المواصفات الفنية بحلول الربع الثالث من عام 2023.
ومن ناحية أخرى، هناك حاجة متزايدة لتحسين توافر بيانات أنظمة أتمتة وتحكم عمليات المحطات الفرعية (PACS) على مستوى المؤسسة. يتضمن ذلك الوظائف والإعدادات وبيانات العملية التشغيلية لاتخاذ القرارات والمراقبة الفعالة. ولتلبية هذا الطلب، تركز الجهود على تعزيز إمكانية التشغيل البيني بين العمليات على مستوى المحطات الفرعية والمؤسسات من خلال أتمتة أقوى.
يكمن أحد مجالات التحسين في الترابط بين تخطيط الشبكة والعمليات الهندسية لنظام PACS. من خلال إنشاء اتصال أكثر سلاسة بين هذين المجالين، من الممكن تحسين تصميم تعديلات نظام الطاقة وهندسة نظام PACS للمحطات الفرعية بكفاءة أثناء التثبيت أو الترقية. يسهل هذا التكامل تبادل البيانات ذات الصلة ويضمن مواءمة قرارات تخطيط الشبكة مع متطلبات PACS.
هناك أيضًا حاجة إلى تحسين الارتباط بين تكوين PACS والأنظمة المركزية مثل SCADA (التحكم الإشرافي والحصول على البيانات) وإدارة الأصول. يتيح النهج الأكثر شمولاً وتكاملاً للتكوين التنسيق والتواصل الفعال بين هذه الأنظمة. وهذا يسمح بتبسيط العمليات، ومزامنة أفضل للبيانات، وتحسين الأداء العام للنظام.
وفقًا لدراسة الحالة، سيكون نظام CoMPAS فعالاً في توسيع نطاق مشروع RTI. وسوف يدعم الأنشطة الجارية مثل تطوير وتنفيذ وتحسين واجهة RTI. يضمن هذا النهج التعاوني بقاء CoMPAS أداة أساسية في التكيف مع المتطلبات الناشئة وتعظيم فعالية نظام RTI أثناء تقدمه نحو النشر على نطاق أوسع.
