rivista online di informazione del comitato elettrotecnico italiano

IMPIANTI ELETTRICI BT

COMITATO TECNICO 64:

ATTIVITÀ, SOLUZIONI E NORME PER LA SICUREZZA, L’EFFICIENZA E LA MANUTENZIONE 4.0

 

www.ceinorme.it my.ceinorme.it
rivista online di informazione del comitato elettrotecnico italiano

AUTOMAZIONE DELLA RETE ELETTRICA

17/05/2019
condividi su facebook   condividi su twitter
rimpicciolisci il testo dell'articolo ingrandisci il testo dell'articolo

La rete elettrica si sta modernizzando, con il contributo delle Norme IEC

Le interfacce Uomo-Macchina (HMI) giocano un ruolo chiave nell’automazione della rete. Una nuova Norma IEC è in preparazione per rendere questi sistemi indipendenti dai fornitori.

Oggigiorno e in quest’era, le relazioni uomo-macchina sono diventate piuttosto controverse. Suscita crescente preoccupazione l’uso di robot e l’automazione nei diversi ambiti industriali, per non parlare del loro ingresso nelle nostre case. Tutto era diverso alla fine del XIX secolo, quando ci si aspettava che l’introduzione delle prime machine potesse alleviare la gente dalla fatica di lunghe ore in condizioni logoranti.

In particolare le famiglie hanno raccolto i frutti di applicazioni che hanno permesso di risparmiare tempo. Nel XX secolo lavatrici, lavastoviglie e forni a microonde sono gradualmente diventati beni di consumo di massa.

Oggi, ci preoccupiamo che i robot ci ‘rubino’ il lavoro e diventino più intelligenti di noi. Ma, che ci piaccia o no, il futuro implica un’interazione crescente con le macchine in una forma o nell’altra. Dal momento che questa tendenza è in aumento, le interfacce uomo-macchina (HMI) diverranno per noi una tecnologia sempre più importante da padroneggiare, dato che essa ci consentirà il controllo e l’interazione con le macchine.

Sebbene queste tre lettere, HMI, possano sembrare un altro acronimo, costituiscono una chiave del nostro futuro. E uno degli ambiti in cui le HMI sono già presenti in numerose applicazioni, è la generazione e trasmissione di energia elettrica; esse sono caratteristiche fondamentali della modernizzazione della rete.

HMI e rete elettrica

Si possono trovare HMI nelle centrali elettriche e nelle sottostazioni, così come in un parco eolico o nelle centrali fotovoltaiche. Secondo il glossario IEC, per HMI si intende “uno schermo, che è parte di un dispositivo elettronico intelligente (IED), oppure di un dispositivo indipendente che presenta in formato logico dei dati rilevanti, con cui l’utilizzatore interagisce. Una HMI presenta in genere finestre, icone, menù e cursori, includendo anche una tastiera per permettere l’accesso e l’interazione dell’utilizzatore.”

Le reti elettriche stanno diventando più intelligenti, ciò consente di operare con una migliore efficienza ed efficacia energetica; le HMI sono “la faccia” tipica di questo processo. L’applicazione di HMI gioca un ruolo chiave nella visualizzazione e nel controllo dei sistemi per l’automazione delle sottostazioni oppure per il monitoraggio in tempo reale dello stato di un parco eolico o solare (fotovoltaico), per esempio. Ingegneri, tecnici e operatori fanno affidamento sulle informazioni raccolte e trasmesse da dispositivi elettronici intelligenti (IED) per avere un quadro chiaro dello stato delle sottostazioni e delle risorse energetiche distribuite (DER).

Queste DER potrebbero essere, ad esempio, le turbine eoliche (aerogeneratori), un parco solare fotovoltaico oppure una microrete. Dal momento che la rete elettrica continua a modernizzarsi, aumenterà la dipendenza dalle applicazioni HMI e gli operatori richiederanno aiuto per monitorare e controllare sistemi dipendenti da più fornitori.

Le applicazioni HMI si basano su blocchi di elementi grafici che comprendono forme, colori, testi, moduli o pagine elementari per comunicare e scambiare informazioni. Le società di servizi vogliono sempre più HMI che permettano di lavorare con dispositivi elettronici intelligenti (IED) di qualsiasi venditore, richiedendo configurazioni manuali minime.

Una soluzione indipendente dal fornitore semplificherebbe l’installazione, ridurrebbe i costi di manutenzione e diminuirebbe la complessità di sistemi di automazione per l’energia elettrica. Questo faciliterebbe l’interoperabilità tra IED di più fornitori e configurazioni guidate da dati di supporto, che spostano l’operatività sugli strumenti applicativi anziché sugli esseri umani.

Tutti gli elementi grafici e i blocchi costruttivi che fluiscono in un HMI sono assemblati in maniera esclusiva dagli sviluppatori del software per gli HMI stessi. Ad oggi, non esistono metodi standardizzati per specificare, progettare e commissionare applicazioni HMI.

Nuove Norme Internazionali in corso

Sono in atto cambiamenti. La IEC sta lavorando a un nuovo documento con l’intento di definire i linguaggi di configurazione richiesti per realizzare sottostazioni digitali, compresa l’applicazione HMI. La Norma in preparazione sarà compresa nella serie di Norme IEC 618501 , utilizzate per integrare i processi di comunicazione digitale nella rete elettrica esistente.

Uno degli obiettivi della nuova pubblicazione è quello di generare automaticamente l’applicazione HMI, includendo tutte le mappature di dati e le rappresentazioni grafiche associate.

Questo effettivamente esonererebbe operatori, ingegneri o tecnici dall’effettuare una configurazione manuale del sistema della sottostazione e quindi permetterebbe alle società di servizi di risparmiare tempo e costi, utilizzando le risorse in maniera più efficiente.

Quanto sopra consentirebbe di eliminare il rischio di errore umano. Dustin Tessier, leader del team di esperti incaricati a preparare il nuovo progetto di norma IEC, afferma che il tempo impiegato per la configurazione HMI passerà da settimane o mesi a pochi minuti se non secondi, per configurazioni destinate alle sottostazioni di ridotte dimensioni.

Sognando la California

Il documento HMI si basa sulla tecnologia della prova di fattibilità elaborata dalla Southern California Edison (SCE), la prima compagnia di distribuzione elettrica della California del Sud. Per molte aziende di distribuzione e trasmissione di energia elettrica, la SCE è un riferimento: altre aziende di servizi seguono la roadmap della Compagnia e la sua applicazione HMI è un altro esempio della sua competenza tecnologica.

L’HMI fa parte di un’architettura di automazione per sottostazioni di terza generazione sviluppata dalla Compagnia e basata su Norme della serie IEC 61850.

Mehrdad Vahabi è uno degli ingegneri che ha lavorato al prototipo HMI. “La Southern California Edison è sempre stata una azienda di servizi lungimirante. Nel 2010-11, la Compagnia ha deciso di modernizzare la rete. Sebbene le HMI fossero già utilizzate, erano brevetti che generavano diversi problemi, tra cui i costi, la mole di lavoro manuale e il tempo necessari a effettuare le variazioni dei sistemi e così via. I problemi messi in evidenza sono stati una delle principali ragioni per procedere verso l’automazione di sottostazioni di terza generazione”, spiega Vahabi.

Durante la loro ricerca, gli ingegneri SCE si sono interessati alle Norme della serie IEC 61850 e alle loro applicazioni per l’automazione delle sottostazioni. “Sono uno strumento molto utile, ma la parte relativa alle HMI non è stata ancora normalizzata. Siamo stati coinvolti nel lavoro degli esperti IEC per questi aspetti.

Abbiamo continuato ad implementare il nostro prototipo sul campo, fornendo informazioni che sono state inserite nella stesura del nuovo Documento IEC”, aggiunge Vahabi.

La SCE ha già cominciato a rendere effettiva la nuova HMI nelle sue sottostazioni. “Il progetto prevede di automatizzare 400 sottostazioni con la tecnologia SA-3 entro il 2028”, dichiara Vahabi.

Inoltre, la compagnia ha pianificato di realizzare in laboratorio un prototipo di sistema per l’automazione delle sottostazioni completa- mente virtuale.

Può risultare un mondo del tutto nuovo e sempre più complesso, ma con l’uso delle HMI, si potranno utilizzare strumenti adatti a superare molte delle difficoltà esposte nell’articolo. La rete elettrica è un ottimo punto di partenza.

Articolo di Catherine Bischofbergertratto da IEC e-tech 01/2019


1 Serie di Norme IEC 61850 “Communication networks and systems for power utility automation”.

condividi su facebook   condividi su twitter
Articoli più letti
IMPIANTI BT IMPIANTI ELETTRICI DI BASSA TENSIONE IL CEI PREMIA CINQUE TESI DI LAUREA A ROMA IL SIMPOSIO “EMC EUROPE 2020” LE INTERVISTE AGLI OFFICERS CEI SC 309A NUOVE TECNOLOGIE E MATERIALI PER DISPOSITIVI INTELLIGENTI PORTATILI NUOVA GUIDA CEI 99-6 PER SISTEMI DI MESSA A TERRA PER IMPIANTI ELETTRICI MUOVERSI CON INTELLIGENZA AGGIORNATE LE REGOLE TECNICHE DI CONNESSIONE ALLE RETI ELETTRICHE L’ATTIVITÀ TECNICO-NORMATIVA CEI NEL 2018 RICCARDO LAMA NUOVO PRESIDENTE GENERALE CEI GESTIONE E CONTROLLO DELLE CARICHE ELETTROSTATICHE LE INTERVISTE AGLI OFFICERS CEI CT 306 LA CONNETTIVITÀ IN AMBITO RESIDENZIALE PER LA DIGITAL HOME ICDL 2019: A ROMA LA CONFERENZA INTERNAZIONALE DELL’IEEE EFFICIENZA ENERGETICA DELL’ILLUMINAZIONE EFFICIENZA ENERGETICA DEGLI EDIFICI SICUREZZA DEGLI ISOLAMENTI PER BASSA TENSIONE NUOVE NORME SUL FOTOVOLTAICO NUOVA VARIANTE 5 NORMA CEI 64-8 GUIDA CEI 64-12 ALLA PREDISPOSIZIONE DEGLI IMPIANTI ELETTRICI NELLE OPERE EDILI NUOVI SERVIZI CEI BOOKMARK E NOTEPAD LA COMPATIBILITÀ ELETTROMAGNETICA NELLA TECNOLOGIA SOTTOCOMITATO CEI SC 210/77B COSTANTE PROGRESSO E DIFFUSIONE DELLA PRODUZIONE DI ELETTRICITÀ DAL VENTO LE INTERVISTE AGLI OFFICERS CEI CT 88 EQUIPAGGIAMENTO ELETTRICO DELLE MACCHINE RADIO E TV DI QUALITÀ IL CT 316: TRA NORMAZIONE TECNICA E REGOLAZIONE CONVEGNI DI FORMAZIONE GRATUITA CEI 2019 SOCI CEI 2019: PROTAGONISTI DEL FUTURO INDUSTRIA 4.0: TECNOLOGIE ABILITANTI CORSI CEI 0-14 PER LE VERIFICHE DEGLI IMPIANTI: TERRA, ATEX E FULMINI COMITATO TECNICO CEI 316 PROTEZIONE DEGLI IMPIANTI DALLE SOVRATENSIONI TRASFORMATORI DI MISURA INNOVATIVI CONVEGNI DI FORMAZIONE GRATUITA 2019: LA FORMAZIONE A NORMA ARRIVA IL SERVIZIO BOOKMARK QUADRI DI AUTOMAZIONE E DISTRIBUZIONE NUOVE NORME PER L’INDUSTRIA 4.0 ITS SCHOOL PROJECT: ASSEGNATO IL PRIMO PREMIO, AL VIA IL BANDO 2019 ENERGIA ELETTRICA A PORTATA DI TUTTI E2 FORUM: MOSTRA SU MOBILITÀ VERTICALE E TECNOLOGIE INTELLIGENTI PER GLI EDIFICI AGGIORNATA LA NORMA PER GLI INTERRUTTORI MANUALI I CONCETTI DI BASE PER I SISTEMI DI ALLARME NORME TECNICHE E REGOLA DELL’ARTE PER SISTEMI DI SICUREZZA SISTEMI E COMPONENTI ELETTRICI ED ELETTRONICI PER TRAZIONE IL PREMIO CEI – MIGLIOR TESI DI LAUREA 2018 PREMIERA’ PER LA PRIMA VOLTA CINQUE STUDENTI L’IMPIANTO ELETTRICO UTILIZZATORE A SERVIZIO DELL’AZIENDA 4.0 CORSO CEI INDUSTRIA 4.0 CORSO CEI CAVI CPR COMITATO TECNICO CEI CT 81 L’ATTIVITÀ TECNICO-NORMATIVA CEI NEL 2017 A SUPPORTO DELL’INDUSTRIA E DEL PAESE UNA CASA EFFICIENTE E MODERNA ASSEMBLEA GENERALE E PREMIAZIONI CEI RILEVAZIONE DEI GUASTI NEI SISTEMI ELETTRICI VENTESIMA CONFERENZA INTERNAZIONALE IEEE SUI LIQUIDI DIELETTRICI (ICDL) REGOLAMENTO CPR: TRE NUOVE VARIANTI CEI SUI CAVI SMART MANUFACTURING IL BACKGROUND TECNOLOGICO E NORMATIVO DI INDUSTRIA 4.0 I CAPITOLATI TECNICI ANIE PER LE DOTAZIONI DEGLI “IMPIANTI A LIVELLI” CONSOLIDANO L’IMPIEGO DELLE NORME CEI LA VALUTAZIONE DEL RISCHIO RETINICO DA RADIAZIONE LASER PROGETTAZIONE ANTINCENDIO PER GLI IMPIANTI ELETTRICI STRUTTURE DI SUPPORTO PER IMPIANTI FOTOVOLTAICI L’IDROGENO COME VETTORE ENERGETICO SISTEMI DI ALLARME SONORO PER APPLICAZIONI DI EMERGENZA “PIANO IMPRESA 4.0” PUNTA SU INNOVAZIONE E COMPETENZE PROTEZIONE DEGLI IMPIANTI ELETTRICI BT CITTÀ E COMUNITÀ INTELLIGENTI E SOSTENIBILI: IL RUOLO DELLA NORMATIVA EUROPEA Confermato il ruolo del CEI quale organismo nazionale di normazione “ITS SCHOOL PROJECT”: il nuovo premio che vede gli studenti protagonisti PRODOTTI ELETTROTECNICI A PROVA DI FIAMMA DIVENTARE SOCI CEI NEL 2018: COME E PERCHÉ L’INNOVAZIONE TECNOLOGICA A BORDO TRENO L’EVOLUZIONE DEI SISTEMI DI MISURA DELL’ENERGIA NELL’ERA DELLA DIGITALIZZAZIONE PRIMO APPUNTAMENTO CON I SEMINARI CEI 2018 ECONOMIA CIRCOLARE PER LE IMPRESE DEL SETTORE ELETTRICO ED ELETTRONICO ESTERI NATURALI: COSA, COME E PERCHÈ IN ARRIVO I NUOVI SEMINARI DI FORMAZIONE GRATUITA 2018 LUCE SUL CRIMINE: NUOVA GUIDA CEI 34-161 ATMOSFERE ESPLOSIVE: IMPIANTI ELETTRICI SEMPRE PIÙ SICURI IMPIANTI TEMPORANEI, SICUREZZA PERMANENTE CEI: LA FORMAZIONE “A REGOLA D’ARTE” LOTTA ALLA CRIMINALITÀ: LA RISPOSTA NORMATIVA SICUREZZA ANTINCENDIO: PIÙ PREVENZIONE CON IL NUOVO CODICE DEI VIGILI DEL FUOCO COSTRUIRE LE “CITTÀ DEL FUTURO”: LE NORME CHIAVE DELL’EVOLUZIONE IL “TESORO DEGLI ITALIANI”: UN PATRIMONIO DA SALVAGUARDARE CONTATORI DI ENERGIA ELETTRICA DI SECONDA GENERAZIONE REGOLAMENTO PRODOTTI DA COSTRUZIONE (CPR) SICUREZZA DEGLI IMPIANTI ELETTRICI VARIANTE 1 ALLA GUIDA CEI 46-136 INTERVISTA A MARCO FONTANA (PRESIDENTE) E UMBERTO PARONI (SEGRETARIO) CEI/CT 20 LE NUOVE FRONTIERE DELL’ILLUMINAZIONE PREDISPOSIZIONE DEGLI IMPIANTI ELETTRICI IN RELAZIONE ALLE ESIGENZE UMANE Norma Italiana CEI 64-21 e utenze deboli: il videocitofono smart CLASSIFICAZIONE DEI SISTEMI DI AUTOMAZIONE DEGLI IMPIANTI TECNICI NEGLI EDIFICI NORME E ATTIVITÀ DEL COMITATO TECNICO CEI 44 LA PROTEZIONE DELLE PERSONE CON LE TECNOLOGIE FOTOELETTRICHE IMPIANTI A LIVELLI VARIANTE 3 ALLA NORMA CEI 64-8 CONFERENZA SULLA DIGITALIZZAZIONE INTERNAZIONALE ARRIVA LA NEWSLETTER DEI CORSI CEI ACCORDO ACCREDIA – CEI LA RICARICA DEI VEICOLI ELETTRICI: INTEROPERABILITÀ E SICUREZZA MEDICALE, INDUSTRIALE, DATA CENTER Soci CEI 2017 MISURE E UNITÀ DI MISURA NUOVA GUIDA TECNICA CEI 100-7 APPARECCHIATURA DI MANOVRA MT-AT E NORMATIVA CEI INTERVISTA A GIACOMO CORDIOLI, PRESIDENTE DEL CEI/CT 17 Primo Seminario di formazione gratuita CEI 2017 “Impianti elettrici. Prestazioni funzionali e di sicurezza” IL PIANO NAZIONALE INDUSTRIA 4.0 PER IL QUADRIENNIO 2017-2020 INTERVISTA A MARIO SILINGARDI, PRESIDENTE USCENTE CEI/SC 31J MEDICALE, INDUSTRIALE, DATA CENTER COME PROGETTARE UN DATA CENTER: DISPONIBILITÀ ED EFFICIENZA ENERGETICA PROSIEL ROADTOUR 2017: LA VOSTRA SICUREZZA È LA NOSTRA META RINNOVATO L’ACCORDO CHE RAFFORZA IL COMMERCIO GLOBALE E ALLARGA L’ACCESSO AI MERCATI CEI MAGAZINE: NASCE IL SITO DEDICATO IL FOTOVOLTAICO E LA NORMATIVA CEI Comitato Tecnico 82 CEI “Sistemi di conversione fotovoltaica dell’energia solare”