Bezpieczne zarządzanie systemami BESS
Poznaj gotowe rozwiązaniaSystemy magazynowania energii BESS stają się coraz ważniejsze w kontekście OZE. Ich najważniejszymi elementami są układy zarządzania baterią (BMS), energią (EMS) oraz jednostki do konwersji energii (PCS). To rozwiązania, które do prawidłowego działania wymagają potężnej ilości danych. W związku z tym systemy magazynowania energii stoją przed 4 kluczowymi wyzwaniami:
Systemy BESS składają się z wielu urządzeń, które komunikują się w różnych protokołach. Aby mieć pełen obraz sytuacji muszą skutecznie zbierać informacje z nich wszystkich (m.in. systemy ppoż, klimatyzacja, czujniki temperatury, itd.).
Dziesięciometrowa szafa w instalacji BESS zbierając dane z tak wielu urządzeń generuje mnóstwo informacji. System komunikacji musi być w stanie wybrać te istotne, a zbędne odrzucić.
Systemy BESS magazynują energię z farmy PV lub wiatrowej i w razie potrzeby zwracają je aby zapewnić stabilną pracę sieci. Aktualne dane na temat zapotrzebowania na tę energię oraz możliwość regulacji w czasie rzeczywistym są kluczowe aby system działał prawidłowo.
Magazyny energii mogą stać się celem hakerów. Dlatego koniecznie jest odpowiednie zabezpieczenie infrastruktury sieciowej i ograniczenie ryzyka ataku do minimum.
Aby sprostać powyższym wyzwaniom należy zintegrować systemy informatyczne (IT) oraz technologie operacyjne (OT) w jeden spójny system wymiany danych przy użyciu urządzeń do komunikacji przemysłowej.
Szafa FT
stacja pogodowa
licznik
system telemechaniki
sterownik polowy
analizator
kanał transmisji (4G/LTE) PV do OSD
bramka LTE
sterownik/ koncentrator
RS-485
IEC103
RS-485
MODBUS
Smart Logger
ETH
MODBUS TCP/IP
switch Ethernet
falownik
kanał transmisji (4G/LTE) PV do inwestora
bramka LTE
ETH
MODBUS TCP/IP
wyspa I/O
moduły fotowoltaiczne
NPort 5232I
RS-485
DLMS
Kontrola procesów ładowania i rozładowania baterii, zwiększa ich żywotność i bezpieczeństwo operacji.
Śledzenie stanu baterii oraz warunków środowiskowych pozwala przewidzieć i wyprzedzić awarie.
Przekaz danych w czasie rzeczywistym pozwala reagować na dynamiczne zmiany w zapotrzebowaniu na energię.
Cyberbezpieczne urządzenia OT chronią BESS przed atakami hackerskimi, zapewniając niezawodność i ciągłość dostaw energii.
Kluczowe znaczenie dla wydajności inwestycji na dużą skalę mają dane. Brak jednak uniwersalnego podejścia do ich przesyłania i przechowywania. Opierając się na bogatym doświadczeniu firmy Moxa we wspieraniu właścicieli i dostawców BESS, zalecamy na skupieniu się na dwóch kwestiach, jakimi są:
Komponenty w magazynach energii często pracują w trudnych warunkach. Dlatego ważne jest, aby wybierać urządzenia, które są odporne na wysoką temperaturę i zakłócenia elektromagnetyczne.
Oznacza to korzystanie z urządzeń, które mają co najmniej dwa źródła zasilania lub możliwość wymiany danych za pomocą zapasowych ścieżek komunikacyjnych. Dzięki temu minimalizujemy ryzyko utraty tych danych oraz poważnych strat.
Kluczowe rozwiązania w sieciach komunikacyjnych. Pozwalają zintegrować wiele urządzeń i stworzyć spójny system wymiany danych. W przypadku magazynów o budowie modułowej pozwalają na ich łączenie, w przypadku kontenerowych dużych instalacji na budowę redundantnych sieci pierścieniowych, zwiększając niezawodność sieci.
Zaawansowane urządzenia sieciowe, zabezpieczające system telemechaniki przed cyberatakami i minimalizujące ryzyko nieautoryzowanego dostępu. Firewalle monitorują i analizują ramki danych, wykorzystując mechanizm DPI dla protokołów takich jak DNP3 czy Modbus TCP, co znacząco podnosi poziom bezpieczeństwa systemu.
W systemach EMS pełnią rolę serwerów dla SCADY. Przemysłowe komputery z architekturą x86 gwarantują wysoką wydajność i odgrywają kluczową rolę w zarządzaniu, monitorowaniu i optymalizacji pracy całego systemu magazynowania energii.
Ich głównym zadaniem jest agregacja ruchu danych z podłączonych urządzeń i przekazywanie go dalej. Są swobodnie programowalne i wykorzystywane do lokalnej obróbki danych oraz tworzenia wizualizacji procesowych. Posiadają mechanizmy ułatwiające integrację z usługami chmurowymi (Azure/AWS).
Urządzenia do akwizycji danych umożliwiające pozyskiwanie sygnałów cyfrowych i analogowych oraz ich przesyłanie do systemów EMS. Są wykorzystywane do monitorowania różnych parametrów np. fizycznych (stan otwarcia/zamknięcia drzwi) czy środowiskowych (temperatura, wilgotność).
Służą dołączenia systemów korzystających z różnych protokołów komunikacyjnych. Pozwalają na skomunikowanie np. systemu SCADA działającego na Modbus TCP z licznikiem używającym Modbus RTU. Wspierają także inne protokoły takie jakDNP3, IEC 61850, IEC 103/104/105 oraz MQTT, co jest kluczowe w różnorodnych zastosowaniach w wymianie danych między urządzeniami z różnymi interfejsami jakRS-232/422/485, Ethernet miedziany czy światłowodowy.
Rozwiązania pozwalające na podłączenie urządzeń z interfejsem RS-232/422/485 do sieci Ethernet. Często używane do łączenia analizatorów lub liczników energii. W przypadku magazynów energii mogą być wykorzystywane np. do komunikacji z systemami przeciwpożarowymi.
Software wspomagający EMS służący do zdalnej kontroli i diagnostyki przemysłowej sieci Ethernet. Posiada funkcję autowykrywania topologii sieci, daje możliwość jej monitorowania oraz konfigurowania poszczególnych jej elementów (switche, routery, konwertery itd.). W przypadku wystąpienia określonych zdarzeń, alarmuje użytkownika oraz raportuje stan sieci do systemów nadrzędnych.
Magazyny kontenerowe to jednostki z reguły stosowane przy instalacjach o dużej mocy. W poniższym przykładzie, z uwagi na różnorodność interfejsów w systemach pomiaru danych środowiskowych, HVAC czy kontroli dostępu, wykorzystano rozwiązania komunikacyjne Moxa:
Szafa FT
stacja pogodowa
licznik
system telemechaniki
sterownik polowy
analizator
kanał transmisji (4G/LTE) PV do OSD
bramka LTE
sterownik/ koncentrator
RS-485
IEC103
RS-485
MODBUS
Smart Logger
ETH
MODBUS TCP/IP
switch Ethernet
falownik
kanał transmisji (4G/LTE) PV do inwestora
bramka LTE
ETH
MODBUS TCP/IP
wyspa I/O
moduły fotowoltaiczne
NPort 5232I
RS-485
DLMS
LAN
EDS
Switch Ethernet
NAT
Urządzenie do translacji adresów sieciowych
ioLogik
Moduł wejść/wyjść
NPort
Serwer portów szeregowych
MGate
Konwerter protokołu
UC
Przemysłowy koncentrator danych
DRP/BXP
Industrial PC dla systemu EMS
czujniki środowiskowe
kontrola dostępu
Opis
Opis
FSS
UPS
Opis
Opis
Opis
HVAC
zestaw baterii
Prezentowany model daje elastyczność i możliwość wykorzystania takiej ilości kontenerów, ilu wymaga projekt. Poza urządzeniami odpowiedzialnymi za pozyskiwanie danych środowiskowych wykorzystano firewall z obsługą protokołu pierścieniowego oraz panelu HMI do lokalnego odczytu i sterowania pracą magazynu.
Szafa FT
stacja pogodowa
licznik
system telemechaniki
sterownik polowy
analizator
kanał transmisji (4G/LTE) PV do OSD
bramka LTE
sterownik/ koncentrator
RS-485
IEC103
RS-485
MODBUS
Smart Logger
ETH
MODBUS TCP/IP
switch Ethernet
falownik
kanał transmisji (4G/LTE) PV do inwestora
bramka LTE
ETH
MODBUS TCP/IP
wyspa I/O
moduły fotowoltaiczne
NPort 5232I
RS-485
DLMS
Instalacje BESS to nie tylko systemy wymiany danych implementowane wewnątrz magazynów. Monitorowanie parametrów wymaga także zbudowania odpowiedniej infrastruktury. Portfolio rozwiązań Moxa pozwala podejść do tematu holistycznie - od urządzeń wewnątrz konstrukcji magazynu, przez urządzenia komunikacyjne służące wymianie informacji, aż po jednostki serwerowe i oprogramowanie wspierające systemy EMS.
Szafa FT
stacja pogodowa
licznik
system telemechaniki
sterownik polowy
analizator
kanał transmisji (4G/LTE) PV do OSD
bramka LTE
sterownik/ koncentrator
RS-485
IEC103
RS-485
MODBUS
Smart Logger
ETH
MODBUS TCP/IP
switch Ethernet
falownik
kanał transmisji (4G/LTE) PV do inwestora
bramka LTE
ETH
MODBUS TCP/IP
wyspa I/O
moduły fotowoltaiczne
NPort 5232I
RS-485
DLMS
Moxa to lider na rynku urządzeń do komunikacji przemysłowej. Jednym z celów firmy jest zapewnienie bezawaryjnego działania i kompatybilności urządzeń w perspektywie kilkunastu lat. Dzięki rozwiązaniom Moxa zyskują wszystkie trzy strony zaangażowane w systemy BESS: producenci magazynów, integratorzy i inwestorzy.
Odkryj zestaw materiałów – nagrań z webinarium, e-booków, poradników i przykładów zastosowań – poświęconych projektowaniu i zabezpieczaniu sieci OT w instalacjach fotowoltaicznych oraz magazynach energii (BESS).Treści skupiają się na kluczowych aspektach cyberbezpieczeństwa, budowie i konfiguracji infrastruktury, doborze urządzeń oraz najlepszych praktykach wdrożeniowych. Obejmują zarówno solidne podstawy niezbędne do zrozumienia tematu, jak i zagadnienia dla doświadczonych inżynierów OT.
Jesteśmy jedynym dystrybutorem rozwiązań producenta w Polsce. Działamy w modelu VAD, pomagając także we wdrożeniach systemów związanych z magazynami energii.
Posiadamy dostępne od ręki produkty, własny serwis, wiemy, jak wdrożyć sprzedawane rozwiązania i dzielimy się tą wiedzą.
Jestem głównym specjalistą Elmark Automatyka ds. Energetyki. Jeśli jesteś projektantem, integratorem lub inwestorem i na etapie planowania masz jakiekolwiek pytania w zakresie magazynowania energii - skontaktuj się ze mną. Wspólnie przeanalizujemy i spróbujemy rozwiązać Twój problem.
Manager ds. Energetyki w Elmark Automatyka S.A.
