Referentie 16 maart 2018
Balanceringsenergie uit de raffinaderij

Het in de Oostenrijkse hoofdstad Wenen gevestigde energiebedrijf VERBUND Solutions GmbH bundelt in een virtuele elektriciteitscentrale – de zogenoemde "VERBUND Power Pool" – decentrale stroomopwekkers c.q. stroomleveranciers en verbruikers voor de verkoop van balanceringsenergie op de balanceringsmarkt. Een van deze decentrale stroomopwekkers is de minerale oliemaatschappij OMV. De gegevens worden hierbij uitgewisseld met behulp van afstandstechniek van WAGO.

Het beschikbaar stellen van stroom is een ingewikkelde business die voor elektriciteitsleveranciers een technische en logistieke uitdaging vormt, omdat opwekking en verbruik altijd in evenwicht moeten zijn om te voorkomen dat het voedingssysteem kiept. Stroomaanbieders moeten ervoor zorgen dat ondanks fluctuerende en onberekenbare verbruiks- en terugleverwaarden altijd voldoende stroom aanwezig is en het elektriciteitsnet stabiel blijft.

Om een constante frequentie van 50 Hz voor het stroomnet te garanderen, die bij piekbelastingen of een uitval van elektriciteitscentrales kan schommelen, bestaan er nationale balanceringsmarkten. De balanceringsenergie dient als energiereserve beschouwd te worden, die op korte termijn kan worden benut en een ineenstorting van het elektriciteitsnet voorkomt doordat de frequentie op een stabiele waarde van 50 Hz gehouden wordt. Afhankelijk van de vraag of de benodigde energie van de stroomopwekker c.q. stroomleverancier binnen enkele seconden, vijf of tien minuten geleverd dient te worden, wordt in Oostenrijk onderscheid gemaakt tussen primaire, secundaire of tertiaire balanceringsenergie.

Integratie van decentrale voedingen – zo ondersteunt WAGO u:

Voorgemonteerde besturingsboxen koppelen opwekkers, verbruikers en verkopers met elkaar.
Het hart van deze oplossing wordt gevormd door de controller PFC200 van WAGO, die is uitgerust met de nieuwste veiligheidstechnologie.
Een geïntegreerd GSM-modem maakt zelfs de aansluiting van afgelegen elektriciteitscentrales op een virtuele elektriciteitscentrale mogelijk.

Europese balanceringsmarkt

Naast de klassieke stroomopwekkers c.q. stroomgeneratoren biedt de balanceringsmarkt ook industriële bedrijven de mogelijkheid om – na een succesvolle voorafgaande kwalificatie door middel van een verlaging of verhoging van de opgewekte stroom en de activering of deactivering van lasten – het elektriciteitssysteem stabiel te houden. In Oostenrijk heeft de minerale oliemaatschappij OMV deze kans met beide handen aangegrepen en zich ruim drie jaar geleden als aanbieder van tertiaire balanceringsreserves (regelenergie) gekwalificeerd.

"In onze raffinaderij in Wenen-Schwechat maken we gebruik van twee warmtekrachtcentrales om de hele petrochemische installatie van stroom te voorzien. Hierbij verbranden we onbruikbare resten van de benzine- en dieselproductie evenals aardgas, restgas en menggas", vertelt Alexander Radauer, verantwoordelijk voor de inkoop van bedrijfsmiddelen voor de OMV-raffinaderij in Wenen-Schwechat, en vult aan: "De capaciteit van onze warmtekrachtcentrales benutten we voornamelijk om onze eigen energiebehoefte te dekken. De productresten die we in stroom omzetten, zijn echter ongelijkmatig beschikbaar en kunnen slechts beperkt worden opgeslagen. Toen de controle energiemarkt werd opengesteld voor industriële bedrijven, was dat voor ons een goede gelegenheid om overtollige stroom te verkopen."

Toen de balanceringsmarkt werd opengesteld voor industriële bedrijven, was dat voor ons een goede mogelijkheid om overtollige stroom te verkopen.

Alexander Radauer, verantwoordelijk voor de inkoop bij OMV

Na een 1-jarige samenwerking met de Sloveense energieleverancier GEN-I, werkt OMV nu, in het kader van de VERBUND Power-Pool, samen met VERBUND Solutions GmbH. In geval van overcapaciteit kan de minerale oliemaatschappij op korte termijn tot wel 15 megawatt aan balanceringsreserve activeren. Radauer: "Wij zorgen alleen voor de asset, de verkoop op de balanceringsmarkt zelf wordt via de Power Pool geregeld."

De asset van OMV is één van de vele assets die bij frequentieschommelingen stroom aan het elektriciteitsnet teruglevert of bij een overschot aan het elektriciteitsnet onttrekt. Om de handling zowel met decentrale stroomopwekkers c.q. stroomgeneratoren als met verbruikers te vereenvoudigen, integreert VERBUND Solutions de decentrale energiecentrales en verbruikers in een virtuele elektriciteitscentrale. "Voor ons als aanbieder van balanceringsreserves biedt dat natuurlijk voordelen: in een virtuele elektriciteitscentrale kunnen we alle hierin geïntegreerde decentrale stroomopwekkers en -verbruikers als één geheel beschouwen. Op deze manier kunnen we de afzonderlijke deelnemers gebundeld op de balanceringsmarkt brengen", licht Bertram Weiss, Product Manager bij VERBUND Solutions GmbH, de werkwijze toe.

Besturingsbox als hart

Als communicatie-interface tussen opwekker, verbruiker en verkoper wordt een besturingsbox gebruikt die zich in de desbetreffende elektriciteitscentrale bevindt. Het hart van het geheel: de controller PFC200 van WAGO. "Op verzoek van de virtuele elektriciteitscentrale verzamelt de controller van WAGO de gewenste gegevens van de elektriciteitscentrale, bijvoorbeeld de status van gereedheid voor teruglevering en het beschikbare vermogen, en draagt deze gegevens vervolgens gebundeld over. In omgekeerde richting neemt de controller PFC200 de eisen voor het ter beschikking stellen van het vermogen in ontvangst en draagt deze over aan het beheersysteem van de warmtekrachtcentrale. De interfaces van de elektriciteitscentrales bestonden oorspronkelijk uit tal van digitale en analoge signalen. Na de ombouw worden de gegevens nu met seriële 2-draads bussystemen, Modbus RTU, overgedragen", licht Martin Kluchert van WAGO toe.

De communicatie tussen de virtuele elektriciteitscentrale en de besturing van WAGO vindt via een vaste telefoonlijn plaats en is door middel van een VPN-tunnel gecodeerd. In het geval van de samenwerking tussen OMV en VERBUND stuurt de oliemaatschappij ruim 25 datapunten naar de netbeheerder. De netbeheerder wederom stuurt ongeveer tien datapakketten naar de decentrale stroomleveranciers. De controller van WAGO zet de commando's en de informatie om naar Modbus RTU om zo met het procesbeheersyteem van OMV te kunnen communiceren.

"Het procesbeheersysteem meldt het verzoek via een gebruikersinterface en door middel van een akoestisch signaal aan de exploitant van de elektriciteitscentrale. Deze levert de aanwezige overcapaciteit vervolgens aan het elektriciteitsnet terug door de turbines handmatig op te starten. Als aanbieder van tertiaire balanceringsreserves moet OMV de gewenste waarde binnen tien minuten bereiken", aldus Bernhard Vogel, verantwoordelijk voor het onderhoud van de regeltechniek van de blokverwarmingscentrale in de raffinaderij van OMV in Wenen-Schwechat. Een directe en automatische ingreep door de besturingsbox in de regeling van de elektriciteitscentrale is vanwege deze lange doorlooptijd niet noodzakelijk, voor de toekomstige beschikbaarstelling van de primaire balanceringsreserve met een doorlooptijd van enkele seconden echter wel gepland.

Als aanbieder van tertiaire balanceringsreserves moet OMV de gewenste waarde binnen tien minuten bereiken.

Bernhard Vogel, verantwoordelijk voor het onderhoud bij OMV

"De besturing van WAGO biedt een hoge mate van bedrijfszekerheid en is eenvoudig te bedienen en uit te breiden. Het aantal ondersteunde interfaces is eveneens een pluspunt", aldus Jakob Fölser, contactpersoon technische aansluiting virtuele elektriciteitscentrales van VERBUND Solutions, en vult aan: "Met de voorgemonteerde besturingsboxen kunnen we een virtuele elektriciteitscentrale altijd en zonder programmering decentraal uitbreiden. Dat scheelt een hoop tijd en geld."

Communicatie-interface controller

"Kleine, decentrale elektriciteitscentrales beschikken vaak niet over een uniforme interface, maar over in- en uitgangen voor de hardware. Digitale uitgangen geven bijvoorbeeld informatie over bedrijfstoestanden zoals storing, onderhoud of de gereedheid voor teruglevering. Via analoge signalen worden actueel beschikbare of aangevraagde vermogens uitgewisseld. Maar ook bussystemen zoals MODBUS of PROFIBUS zien we regelmatig", zegt Martin Kluchert van WAGO. De controller van WAGO wordt gebruikt als communicatie-interface tussen de interfaces van de elektriciteitscentrale en het beheersysteem van de virtuele elektriciteitscentrale. De verbinding met de netbeheerder wordt via verschillende, gestandaardiseerde remote protocollen tot stand gebracht. In Europa zijn dat, afhankelijk van het type installatie, meestal IEC 60870 en IEC 61850.

Er worden echter ook andere specificaties zoals VHPready met controllers van WAGO gerealiseerd. De mede op initiatief van WAGO tot stand gekomen industriële standaard definieert bedrijfstoestanden, gedragswijzen en datapunten dusdanig nauwkeurig dat installaties zonder aanvullende engineering in een VHPready-netwerk geïntegreerd kunnen worden. "De in de controllers geïntegreerde veiligheidstechnologieën, van firewall tot VPN-client, helpen bij de bescherming van kritische infrastructuren. Via een geïntegreerd GSM-modem is zelfs de aansluiting van afgelegen kleine elektriciteitscentrales op een virtuele elektriciteitscentrale mogelijk", vult Kluchert aan.

Met de voorgemonteerde besturingsboxen kunnen we een virtuele elektriciteitscentrale altijd en zonder programmering decentraal uitbreiden.

Jakob Fölser, contactpersoon technische aansluiting bij VERBUND Solutions GmbH

VERBUND Solutions maakt reeds gebruik van de VHPready-standaard in andere besturingsboxen en bundelt op deze wijze meerdere kleine elektriciteitscentrales in de virtuele elektriciteitscentrale. Hiervoor biedt WAGO een kant-en-klare applicatie die eenvoudig uitgebreid kan worden. VERBUND Solutions is hierdoor in staat om elektriciteitscentrales door middel van een grafisch ondersteunde configuratie snel en flexibel aan te sluiten en tegelijkertijd rekening te houden met individuele wensen. Het modulaire WAGO I/O-SYSTEM, dat hier in de vorm van kant-en-klare boxen wordt geleverd, ondersteunt dit proces en zorgt dankzij de extreme robuustheid voor een lange beschikbaarheid van de installatie.

Tekst: Martin Kluchert | WAGO

Foto: OMV

Besturingen van WAGO

Controller PFC200

De efficiënte besturing voor uw automatisering dankzij CODESYS 3 en Linux®. Inclusief hoge cyber security-standaards voor een veilige projectering, besturing en visualisatie van uw projecten.

Uw contactpersoon bij WAGO

Verkoop Industrie NL

Andere serviceaanbiedingen:

Bericht verzenden

Referentie 16 maart 2018 Balanceringsenergie uit de raffinaderij