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Le poste de transformation multilingue

La sécurité de l'approvisionnement est facilement menacée. Par exemple, lorsque les conducteurs d'excavatrices endommagent les lignes électriques avec une excavation trop courageuse. Dans de tels cas, un diagnostic rapide et surtout ciblé du réseau électrique est essentiel - à la fois sur route et dans les postes décentralisés. Dans la sous-station du parc éolien de Wittmund, ENERCON utilise donc le contrôleur WAGO PFC200 pour le traitement du signal et la transmission des données.

ENERCON, basée à Aurich dans le nord de l'Allemagne, est un leader technologique international avec plus de 26 300 éoliennes. D'une part, ENERCON a construit les turbines du parc éolien de Wittmund et, d'autre part, elle fonctionne également comme un parc éolien et un opérateur de sous-station. «La réalisation clé en main d'un parc éolien, de la planification à la construction en passant par l'alimentation du réseau à partir d'une source unique, est de plus en plus demandée», explique Gerd-Evert Meyer, chef de projet chez ENERCON. En conséquence, le groupe se préoccupe intensément de la manière dont les parcs peuvent être intégrés dans le réseau intelligent et, surtout, de la manière d'assurer la disponibilité et la surveillance des systèmes, y compris le poste.

Vos avantages avec WAGO :

Le contrôleur WAGO PFC200 crée la sécurité grâce à une surveillance transparente
permet un diagnostic d'erreur rapide et ciblé
est librement programmable via CoDeSys

Coeur de communication

Dans cet objectif, le contrôleur WAGO PFC200 joue un rôle central de communication dans la sous-station. Tout d'abord, cela crée la connexion entre l'opérateur du réseau et le système de contrôle du parc éolien. Il faut savoir ici qu'une langue différente est parlée par l'exploitant de réseau au parc éolien que dans le système et dans la direction de l'opérateur du système - c'est-à-dire ENERCON. Cette variété de langues résulte de différentes normes de protocole pour la technologie de téléconduite. Il existe une connexion série point à point entre l'opérateur du réseau et le contrôleur du parc éolien, conformément à la CEI 60870-5-101. Les données à transmettre sont typiquement des demandes de puissance active ou réactive. En plus de la reconnaissance des valeurs cibles, la sortie réelle, la force du vent et d'autres données météorologiques sont ensuite renvoyées "afin de pouvoir dériver les performances du parc éolien", explique Meyer.

Entre le contrôleur du parc éolien, le centre de contrôle ENERCON et le PFC200, la communication IP est maintenue avec le «dictionnaire» de la CEI 60870-5-104. "Pour nous, le contrôleur WAGO est le plus grand nœud de communication du poste qui gère tout", explique le chef de projet, en vue de l'ajout d'un troisième protocole de connexion de la technologie à l'intérieur du poste avec la CEI 60870-5-103. La communication de la série 103 est la norme officielle en Europe pour la transmission de messages à partir d'appareils de protection numériques dans la technologie de commande de station. Les dispositifs de protection doivent être compris comme des esclaves, qui transmettent leurs données de manière cyclique ou à la demande du maître. Les signaux sont également enregistrés via des entrées numériques. Les signaux typiques d'une sous-station sont, par exemple, des contacts de fermeture de porte, des moniteurs de commutation ou des capteurs de niveau et de pression.

Une surveillance complète crée la sécurité

Tout est surveillé dans une sous-station. Si les contacts de porte sont principalement utilisés pour détecter l'accès afin d'éviter les effractions, la connexion de capteurs de niveau dans la fondation du transformateur augmente la sécurité de fonctionnement et protège les employés et l'environnement. En cas de panne, la fondation doit être en mesure de collecter à tout moment la totalité de l'huile du transformateur. Si, par exemple, le niveau d'eau dans la fondation à cause de la pluie ou des eaux souterraines était trop élevé, le pétrole ne pourrait plus être collecté et polluerait l'environnement.

Pour garantir que les signaux sont transmis physiquement sans interférence, ENERCON utilise des câbles à fibres optiques dans la sous - station, qui collectent tous les participants connectés avec un coupleur en étoile et sont à leur tour connectés au PFC200 via un terminal d'interface série. Les appareils de commutation pour la moyenne tension sont isolés avec du gaz SF6. Si ce gaz s'échappe par une fuite, la commutation est bloquée par une serrure. Ceci est signalé via le protocole CEI 60870-5-103 du dispositif de protection au PFC200 et de là via la norme CEI 60870-5-104 au centre de contrôle Enercon.

Flexible et pourtant standardisé

ENERCON utilise les langages normalisés de la CEI 61131-3 pour programmer ces fonctions, qui sont standard sur le PFC200. La programmation gratuite via CoDeSys offre à Gerd-Evert Meyer l'avantage de pouvoir être plus facilement adaptée aux besoins de l'opérateur de réseau dans la région duquel se trouvent le parc éolien et la sous-station. Ce détail obtient une touche spéciale au plus tard lorsque les systèmes tournent en dehors du fuseau horaire d'Europe centrale. Il s'agit alors de combiner différents horodatages entre eux. L'employé de la zone High Voltage Systems a pu «facilement programmer le deuxième horodatage au sein du contrôle WAGO. J'ai obtenu les variables et j'ai ajouté ou soustrait le décalage horaire». En pratique, le PFC200 envoie les données avec l'horodatage d'origine à ENERCON en Allemagne et corrige l'heure locale à l'opérateur de réseau respectif. Des aspects comme ceux-ci expliquent pourquoi Gerd-Evert Meyer apprécie tant le PFC200. "Nous avons plus d'options, facilitons l'ingénierie et restons en communication standard malgré les ajustements individuels".

Le tout est réalisé par le configurateur télécontrôle qui obtient automatiquement les informations et les variables pertinentes pour la transmission de données depuis les profondeurs de Linux®. «C'est notre principal avantage. D'une part, nous sommes libres de programmer et d'autre part j'utilise une certaine standardisation via le configurateur télécontrôle".

Le contrôleur WAGO est le plus grand nœud de communication de la sous-station qui gère tout.

Gerd-Evert Meyer, ENERCON

Trois langues pour la sécurité

Un système, trois protocoles de communication. Compte tenu de la tendance de la technologie du bâtiment et de l'automatisation, notamment en termes de communication et de tout connecter à Ethernet, une question légitime se pose : pourquoi y a-t-il encore trois mondes à relier aujourd'hui ? L'homme ENERCON justifie le tout avec des exigences de sécurité différentes. «La communication à l'intérieur de la station est réalisée avec la série CEI 60870-5-103, qui est un protocole standard peu coûteux dans le domaine de la technologie de protection. Les signaux sont ensuite envoyés au centre de contrôle ENERCON à l'aide du protocole TCP/IP IEC 60870-5-104 via un tunnel VPN. L'opérateur de réseau préfère cependant une connexion série de bout en bout, car contrairement au protocole TCP/IP, il est plus difficile d'influencer cela. Ici, nous utilisons le protocole CEI 60-870-5-101, qui est généralement reconverti en CEI 60870-5-104 par l'opérateur de réseau dans son propre réseau». Les trois protocoles sont donc entièrement justifiés.

Gerd-Evert Meyer et son équipe trouvent également bon que WAGO propose la visualisation pour le PFC200 pour les fonctionnalités de téléconduite et de contrôle. "Dans le cas contraire, nous devrons les acheter dans certains cas", explique Meyer, reconnaissant que les visualisations créées peuvent être facilement transférées vers d'autres projets - ce qui limite finalement l'effort de développement. Un autre avantage du nouvel appareil d'Aurich est que le PFC200 peut envoyer des SMS ou des e-mails dans le cadre de la gestion opérationnelle. "Ce n'est pas courant pour la télécommande", explique Gerd-Evert Meyer. Étant donné que le contrôleur peut également traiter deux réseaux de communication distincts, les techniciens de maintenance peuvent se connecter via leur propre canal, tandis qu'ENERCON exploite son propre tunnel VPN en parallèle. Dans le cadre de son développement, WAGO a également équipé le PFC200 d'un modem 3G intégré. «Nous avons alors même trois points d'accès distincts», explique Meyer.

Texte : Heiko Tautor, WAGO

Photo : Thorsten Sienk