هوش بومی، ستون فقرات انرژی خورشیدی

به گزارش می‌متالز، پایش و مدیریت لحظه‌ای صد‌ها هزار تجهیز خورشیدی در این مقیاس عظیم، نیازمند زیرساخت‌های پیشرفته‌ای بود که با همکاری شرکت‌های صناپ و ایریسا، به تولد سیستم بومی و مبتنی بر هوش مصنوعی «ایریسا اسکادا سولار» انجامید.

با توجه به تشدید ناترازی انرژی در کشور و اهمیت روزافزون توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر برای تأمین پایدار برق صنایع، حرکت بنگاه‌های بزرگ صنعتی به سمت سرمایه‌گذاری در این حوزه به یکی از محور‌های مهم سیاست‌گذاری و توسعه صنعتی تبدیل شده است. در این میان، ورود مجموعه‌هایی مانند فولاد مبارکه به پروژه‌های بزرگ انرژی خورشیدی، نه‌تنها گامی در جهت تأمین امنیت انرژی است، بلکه الزاماتی نظیر مدیریت هوشمند و پایش لحظه‌ای شبکه‌های توزیع را نیز به همراه دارد. با احداث نیروگاه خورشیدی آفتاب شرق به‌ عنوان بزرگ‌ترین نیروگاه خورشیدی کشور، نیاز به یک سیستم مانیتورینگ بومی، یکپارچه و مبتنی بر هوش مصنوعی بیش از پیش احساس شد. پیوند شرکت صنایع نیرو و انرژی پاک فولاد (صناپ) و شرکت ایریسا در این مسیر، منجر به تولد سیستم هوشمند «ایریسا اسکادا سولار» شد تا پایش دقیق صد‌ها هزار تجهیز خورشیدی محقق شود.

در همین راستا، در حاشیه پانزدهمین نمایشگاه بین‌المللی صنعت برق و انرژی‌های تجدیدپذیر اصفهان، نشست تخصصی در غرفه شرکت صناپ برگزار شد. مهمانان این نشست میلاد صادقی، کارشناس برق و ابزار دقیق شرکت صنایع نیرو و انرژی پاک فولاد (صناپ)؛ احسان عبداله‌زاده، مدیر پروژه سیستم کنترل شرکت ایریسا و علی‌اصغر کاجی، مدیر گروه تخصصی اسکادا شرکت ایریسا بودند. در این نشست ابعاد مختلف توسعه نیروگاه آفتاب شرق، دستاورد‌های بومی‌سازی سیستم اسکادا، نقش هوش مصنوعی در پایش پارامتر‌های نیروگاهی و برنامه‌ریزی برای تعمیرات و نگهداری مورد بررسی قرار گرفت که در ادامه می‌خوانید:

با توجه به جایگاه فولاد مبارکه در صنعت کشور، چه اهدافی پشت تعریف پروژه ۶۰۰ مگاواتی آفتاب شرق قرار داشت و شرکت صناپ چگونه مأموریت اجرای این طرح بزرگ و انتخاب سیستم‌های کنترلی آن را بر عهده گرفت؟

صادقی: درباره روند اجرایی شرکت صناپ در نیروگاه آفتاب شرق باید از اینجا شروع کنیم که گروه فولاد مبارکه با توجه به شرایطی که در حوزه انرژی در داخل کشور ایجاد شده بود و هدفگذاری تولید فولاد سبز در شرکت فولاد مبارکه؛ شرکتی در درون گروه خودش به اسم صنایع نیرو و انرژی پاک فولاد (صناپ) تأسیس کرد. در واقع این شرکت مسئول برآورده کردن این هدف بود و انجام پروژه فولاد سبز به آن سپرده شد.

یکی از پروژه‌های بزرگی که در این مجموعه تعریف شد، پروژه نیروگاه خورشیدی آفتاب شرق به ظرفیت ۶۰۰ مگاوات بود. در حال حاضر فاز اول این نیروگاه که ۱۲۰ مگاوات است، احداث شده و با موفقیت وارد مدار شده است. نیروگاه‌هایی که از تکنولوژی فتوولتائیک استفاده می‌کنند، قطعاً نیازمند یک سیستم مانیتورینگ هستند. در این نیروگاه از اینورتر‌های سنترال و همچنین سیستم‌های ترکر یا ردیاب خورشیدی استفاده می‌شود. با توجه به مقیاس بزرگ این نیروگاه و ظرفیت ۶۰۰ مگاواتی آن، قطعاً به یک سیستم مانیتورینگ و کنترل دقیق نیاز داشتیم تا شرایط نیروگاه را به صورت لحظه‌ای پایش کند. از همان ابتدا سیاست شرکت فولاد مبارکه و صناپ این بود که در بحث سیستم کنترل نیروگاه نیز از سیستم‌های داخل کشور استفاده شود و تصمیم گرفته شد در این حوزه سرمایه‌گذاری انجام شود. بر همین اساس، فرصتی به شرکت ایریسا داده شد تا دانش خود را به عمل برساند و این تکنولوژی را در ایران گسترش دهد که خوشبختانه همکاری بسیار خوبی شکل گرفت.

ورود به عرصه بومی‌سازی سیستم‌های مانیتورینگ در چنین مقیاسی، نیازمند یک پیشینه فنی عمیق است. آقای عبداله‌زاده، این نیاز شرکت صناپ چگونه در ایریسا پاسخ داده شد و روند توسعه محصولی که بتواند پاسخگوی بزرگترین نیروگاه خورشیدی کشور باشد، چه مراحلی را طی کرد؟

عبداله‌زاده: دپارتمان اسکادای شرکت ایریسا از سال ۱۳۹۶ با هدف تشکیل، بومی‌سازی و نگهداری شبکه‌های فولاد مبارکه در بخش دیسپاچینگ برق و سیالات شکل گرفت. در سال ۱۴۰۰ تصمیم بر این شد که یک سیستم اسکادای بومی به صورت منسجم برای گروه فولاد مبارکه ساخته شود. پس از آن، در سال ۱۴۰۲ مسئولیت راه‌اندازی سیستم مانیتورینگ نیروگاه ۶۰۰ مگاواتی آفتاب شرق به ایریسا سپرده شد و به این ترتیب محصول جدیدی به نام "ایریسا اسکادا سولار" متولد شد. این محصول هم برای مراکز دیسپاچینگ برق و هم برای مزارع خورشیدی در مقیاس وسیع قابل استفاده است. در نیروگاه آفتاب شرق، ما دو پست برق اصلی داریم؛ یک پست ۶۳ کیلوولت با ظرفیت ۱۲۰ مگاوات و یک پست ۴۰۰ کیلوولت با ظرفیت ۴۸۰ مگاوات. در حال حاضر فاز ۱۲۰ مگاواتی آن راه‌اندازی شده و سیستم ایریسا اسکادا سولار پایش و کنترل آن را با موفقیت بر عهده دارد.

یکی از چالش‌های اساسی در نیروگاه‌های خورشیدی مقیاس‌بزرگ، حجم عظیم تجهیزات و داده‌های تولیدی است که مدیریت انسانی را غیرممکن می‌کند. آقای کاجی، در این پروژه با چه حجمی از تجهیزات روبه‌رو هستید و سیستم اسکادای ایریسا چگونه با استفاده از هوش مصنوعی این گستردگی را مدیریت می‌کند؟

کاجی: نیروگاه‌های خورشیدی وقتی در مقیاس بالا، یعنی بالای ۳۰ مگاوات کار می‌کنند، دیگر یک مزرعه تولید برق نیستند؛ بلکه جزو زیرساخت‌های حیاتی کشور محسوب می‌شوند. نیروگاه آفتاب شرق با ظرفیت ۶۰۰ مگاوات، شامل تجهیزات بسیار عظیمی است. ما برای رسیدن به مقیاس کامل، به بیش از ۹۰۰ هزار پنل خورشیدی نیاز داریم و در همین فاز ۱۲۰ مگاواتی فعلی نیز، تقریباً ۱۶۶ هزار پنل خورشیدی ۶۶۰ وات در حال استفاده است. این تعداد پنل در ۶۰۰۰ استرینگ خورشیدی قرار گرفته‌اند و ۵۴۰ عدد کامباینر باکس در ۱۸ ناحیه ۶.۲۵ مگاواتی توزیع شده است. مدیریت این حجم از تجهیزات به هیچ‌وجه به وسیله نیروی انسانی امکان‌پذیر نبود و تعداد بالای تجهیزات لزوم سیستمی که به کنترل، پایش و بررسی خرابی‌ها بپردازد را بیش از پیش نمایان کرد. سیستم‌های پایش مبتنی بر تحلیل داده و هوش مصنوعی برای این نیروگاه‌های حیاتی ضروری هستند. این سیستم‌ها به ما کمک می‌کنند تا خطا‌های پیش‌آمده؛ مثل خرابی ه و پایین آمدن تولید را به سرعت شناسایی کنیم و اگر این سیستم وجود نداشته باشد تولید برق کاهش پیدا می‌کند بنابراین وجود این سیستم‌ها در بحث پایش و نگهداری از تجهیزات حیاتی است. همچنین، نیروگاه آفتاب شرق مجهز به ردیاب خورشیدی است که این ردیاب باعث می‌شود نیروگاه در زمان‌های ابتدایی طلوع خورشید، به حداکثر ظرفیت خود برسد و تا یک ساعت قبل از غروب آفتاب نیروگاه در سطح بالایی از تولید برق قرار بگید. این ردیاب خورشیدی اگرچه تولید را افزایش می‌دهد، اما به طبع خرابی‌های بیشتری نیز نسبت به نیروگاه‌های بدون ردیاب دارد بنابراین نیاز به کنترل و پایش اطلاعات بیشتری دارند. سیستم مانیتورینگ اسکادای ایریسا عیب‌یابی این تجهیزات را با استفاده از الگو‌های هوش مصنوعی در کوتاه‌ترین زمان انجام می‌دهد و به تیم نگهداری ارجاع می‌دهد تا در نهایت کمترین افت تولید و از دست رفتن سرمایه را داشته باشیم.

اگر که در آینده شرکت صناپ این رو تصمیم گرفتن از تجهیزات به روزتری استفاده کنند آیا سیستم اسکادای ایریسا توانایی ارتقا و هماهنگی با تجهیزات به روز شده را دارد؟

عبداله‌زاده: بله، برنامه توسعه‌های آینده با هر روشی امکانش هست و در برنامه دیده شده است. همچنین پروژه نیروگاه خورشیدی آفتاب شرق طرح توسعه تا ۱۰۰۰ مگاوات را نیز هدفگذاری کرده است که شرکت ایریسا در محصول اسکادای خود لحاظ کرده است. روی نیروگاه‌های بزرگ مقیاس یعنی از ۵۰ مگاوات به بالا از طرف دیسپاچینگ ملی و توانیر، بحث‌های کنترل نیروگاه مطرح هست؛ یعنی باید نیروگاه با یک رمپ خاصی استارت شود با رمپی خاص استاپ شودو یا زماننی که هوا ابری شد چطور نیروگاه با شرایط ابری و پس از آن هماهنگ شود. به همین منظور در دنیا محصولاتی وجود دارد به نام PPC (Power Plant Control) که در نیروگاه‌های ۵۰ مگاوات به بالا از آن استفاده می‌کنند. شرکت ایریسا نیز روی این محصول کار کرده و در حال حاضر محصول ایریسا PPC در حال آماده سازی است.

کاجی: در رابطه با سوالی که خانم فرمودن من فکر کنم خدمت دوستان... در مرحله اول نیروگاه، پنل‌هایی که استفاده شد ظرفیت تولیدشون در حد ۶۶۰ وات بود؛ در مرحله دوم پنل‌هایی ۷۲۰ وات استفاده می‌شود. تکنولوژی نیروگاه‌های خورشیدی در کل دنیا به سرعت پیشرفت می‌کند و پارامتر‌های تجهیزات تغییر می‌کند. در واقع سیستم کنترل و پایش به شکلی هست که تغییر پنل و یا تغییر سایر تجهیزات در نیروگاه‌های خورشیدی هیچ مشکلی از لحاظ پوشش در سیستم اسکادا و پایش ایجاد نمی‌کند و کاملا انعطاف‌پذیراست و مشخصات تجهیزات جدید وارد سیستم اسکادا شده و تغییرات پوشش داده می‌شود.

سیستم اسکادا در چه حوزه‌هایی کاربرد دارد و در چه صنایعی می‌توان از سیستم اسکادا استفاده کرد؟

عبداله‌زاده: سیستم اسکادا برای مراکز دیسپاچینگ برق و سیالات در هر صنعتی امکان استفاده دارد؛ صنایع فولاد، صنایع معدنی، توانیر، مراکز توزیع برق، توزیع گاز، توزیع آب چه در سطح استانی و چه در سطح کشوری قابلیت استفاده دارد.

کاجی: سیستم‌های اسکادا جزو حیاتی‌ترین سیستم‌های زیرساخت هر کشور محسوب می‌شود. شبکه‌های برق، شبکه‌های آب، شبکه‌های گاز جزو حیاتی‌ترین‌ها هستند. به همین دلیل با توجه به درجه اهمیت و مباحث امنیتی بومی بودن این سیستم‌ها برای کشور‌ها بسیار حیاتی است. در واقع شرکت ایریسا با حرکت به سمت تولید نرم افزار اسکادا یک ماموریت ملی انجام داده و با توجه به تکنولوژی‌های به‌روز توسعه نرم‌افزار و واسط کاربری مورد استفاده از نظر امنیت پیش‌بینی‌های لازم صورت گرفته و تلاش می‌شود آسیب‌پذیری از این جهت نداشته باشد. ایریسا قابلیت این را دارد که سیستم اسکادای خود را به شرکت‌های برق، شرکت‌های نیروگاه‌های خورشیدی و کارخانه‌های صنعتی ارائه کند و این خدمت ملی را که با حمایت مجموعه فولاد مبارکه ایجاد شده به زیرساخت‌های کشور اختصاص دهد.

بحث تعمیرات، نگهداری و جلوگیری از افت تولید به میان آمد. از نگاه شرکت صناپ، وجود این سیستم اسکادا چقدر در مدیریت چالش‌ها و برنامه‌ریزی‌های عملیاتی روزمره نیروگاه تأثیرگذار است؟

صادقی: «کنترل لحظه‌ای شرایط و پارامتر‌های الکتریکی» و «برنامه‌ریزی تولید و بهره‌برداری از نیروگاه» مهم‌ترین اهدافی بودند که برای مجموعه صناپ اهمیت ویژه‌ای داشتند. با توجه به بزرگ‌مقیاس بودن نیروگاه، تصمیم گرفته شد ورود اطلاعات و بررسی آنها در سیستم اسکادا از کوچکترین جزء نیروگاه آغاز شود تا پایش و کنترل به صورت کامل صورت گیرد. در نهایت، اطلاعات تمامی اجزای نیروگاه در سیستم اسکادا ثبت و پایش شد تا به واسطه آن بتوان جزئی‌ترین تغییر را به صورت لحظه‌ای رصد کرد. در ادامه، بحث برنامه‌ریزی، تعمیرات و نگهداری اهمیت فراوانی یافت؛ ما یک سیستم اسکادا درخواست کردیم و همکاران ما آن را اجرا نمودند تا بتوانیم وضعیت تعمیرات و نگهداری نیروگاه را مشاهده کنیم؛ در نتیجه، مشخص شد چه تعداد تجهیز در چه بازه زمانی دچار نقص فنی شده‌اند، دلیل خرابی‌ها چه بوده و بر اساس آن، برنامه‌ریزی دقیقی برای تجهیزات و نگهداری آنها صورت پذیرد. این موضوع برای تولید نیروگاه حیاتی است. همچنین، بحث یکپارچگی با پست برق مطرح شد که بسیار مهم بود و تغییرات لازم در سیستم اسکادا برای پست‌های ۶۳ و ۴۰۰ کیلوولت اعمال گردید.

عبداله‌زاده: دپارتمان اسکادای شرکت ایریسا در حال حاضر سه محصول کلان دارد: محصول اول "ایریسا اسکادا" است که برای مراکز دیسپاچینگ برق صنعتی استفاده می‌شود؛ محصول دوم "ایریسا اسکادا سولار" که برای نیروگاه‌های خورشیدی (کوچک کقیاس و بزرگ مقیاس) قابل استفاده است؛ و محصول سوم که در دست اجرا است، "ایریسا E.M.S" نام دارد که برای بحث‌های مدیریت انرژی است. این محصول در حال حاضر برای کل گروه فولاد مبارکه آماده می‌شود تا انرژی کل گروه را مدیریت کرده و در یک داشبورد به نمایش بگذارد. گروه فولاد مبارکه هم در زمینه تولید و هم در بخش توزیع انرژی پیشگام است؛ نیروگاه خورشیدی آفتاب شرق یکی از نیروگاه‌های این مجموعه است. همچنین نیروگاه‌های بادی نیز در حال آماده‌سازی هستند. از طرفی دیگر، این مجموعه یک مصرف‌کننده بزرگ است. به همین دلیل نیاز بود که در سطح گروه یک سیستم برای مدیریت انرژی ساخته شود که ظرف دو ماه آینده نسخه اولیه آن استارت می‌خورد.

رسیدن به چنین سطحی از تکنولوژی، آن هم با تکیه بر دانش بومی، دستاورد بزرگی است. در پایان، جایگاه این محصولات داخلی را در مقایسه با رقبای جهانی و تکنولوژی‌های روز دنیا چگونه ارزیابی می‌کنید؟

کاجی: این اپلیکیشن‌های نرم‌افزاری جزو محصولات رده بالای تکنولوژی محسوب می‌شوند. بنچ‌مارک‌هایی که شرکت ایریسا استفاده کرد شامل شرکت‌های رده‌اول اروپا مثل شرکت زیمنس بود. در سطح دنیاکشور‌های زیادی نیستند که روی تولید چنین محصولاتی در این مقیاس کار کنند؛ اکثر از برند‌های معروف استفاده می‌کنند.

این سیستم ظرفیت حضور در بازار‌های جهانی را دارد. تخصص و مهارت نیرو‌های جوان داخلی در توسعه این نرم‌افزار‌ها نشان می‌دهد که توانمندی تولید محصولاتی با استاندارد‌های جهانی در کشور وجود دارد. بر اساس الگوبرداری‌ها و بررسی‌های انجام‌شده از تجهیزات نیروگاه‌های مطرح دنیا، کیفیت و کارایی این محصول بومی در سطحی است که می‌تواند با شرکت‌های معتبر اروپایی رقابت کند. دستیابی به این سطح از توانمندی نرم‌افزاری توسط توسعه‌دهندگان داخلی، دستاوردی ارزشمند و امیدوارکننده برای صنعت به شمار می‌رود.

منبع: پایگاه خبری - تحلیلی ایراسین