Standardisering av PLS-baserte kontrollanlegg i vannkraftverk

Abstract

Denne bacheloroppgaven ser på alternative metoder til hvordan Statkraft kan gå fram for å oppgradere sine kontrollanlegg, og løse noen utfordringer med eksisterende løsninger og me- toder. Standardisering og bedre dokumentasjon er eksempler på elementer som kan hjelpe å sikre en slik utvikling. Denne rapporten undersøker mulighetene for standardisering av kon- trollanleggsløsninger for vannkraftverk, og hvordan Statkraft eventuelt kan nyttiggjøre seg av dette for både eksisterende og nye anlegg.

Dokumentasjonsformer kan variere mellom kraftbransjer basert på funksjonalitet og dokumen- tasjonskrav. Flere bedrifter benytter SCD og P&ID for å oversiktlig vise utstyr- og kontrollstruk- tur. Denne rapporten undersøker fordelene og ulempene med disse dokumentasjonsformene.

NEK IEC 61850-standarden har vært effektivt tatt i bruk i strømnettet i større deler av ver- den, inkludert i Norge. Koblingen mellom 61850-standarden og funksjonsblokker er vist for å understreke oversiktligheten og gjenbruken standarden kan medføre. Derfor skal rapporten undersøke 61850-7-serien til å standardisere kommunikasjon og dataflyt på vannkraftverket, samt hvordan det kan kombineres med funksjonsblokker. Det vil også undersøkes hvordan 61850 sin taggstruktur kan hjelpe for oversiktlighet og dataflyt.

Funksjonsblokker er avgjørende for standardisering og gjenbruk, og de kan bidra til å sikre lik programvare på tvers av vannkraftverk. Rapporten utforsker fordeler og ulemper ved å ta i bruk funksjonsblokker i programvaren, og hvordan de kan bygges opp sammen med 61850- standarden for å skape en likhet på tvers av fagfelt.

Rapporten konkluderer med at SCD og P&ID kan være effektive dokumentasjonsformer i vann- kraftverk, og at bruk av funksjonsblokker kan være avgjørende for programmering. I tillegg konkluderer rapporten med at å kombinere 61850-standarden og funksjonsblokker kan gi en høyere forståelsesnivå på tvers av fagfelt. Andre tiltak, som rammeavtaler og en dedikert pro- grammeringsavdeling, blir også fremhevet, da de kan føre til økt levetid og sikre mer uniform anleggsutforming.

This bachelor thesis examines alternative methods for Statkraft to upgrade its control systems and address some challenges with existing solutions and methods. Standardization and im- proved documentation are examples of elements that can help ensure such development. This report investigates the possibilities of standardizing control system solutions for hydropower plants and how Statkraft could potentially benefit from this for both existing and new facilities.

Documentation formats can vary between power industries based on functionality and docu- mentation requirements. Several companies use SCD and P&ID to clearly display equipment and control structures. This report examines the advantages and disadvantages of these docu- mentation formats.

The NEK IEC 61850 standard has been effectively implemented in the power grid in various parts of the world, including Norway. The connection between the 61850 standard and func- tion blocks is demonstrated to emphasize the clarity and reusability that the standard can provide. Therefore, the report will investigate the use of the 61850-7 series to standardize communication and data flow in the hydropower plant and how it can be combined with func- tion blocks. It will also explore how the tag structure of 61850 can aid in clarity and data flow. Function blocks are crucial for standardization and reusability, and they can help ensure uni- form software across hydropower plants. This report explores the advantages and disadvanta- ges of implementing function blocks in the software and how they can be integrated with the 61850 standard to create consistency across disciplines.

The report concludes that SCD and P&ID can be effective documentation formats in hydro- power plants, and the use of function blocks can be critical for programming. Additionally, the report finds that combining the 61850 standard and function blocks can lead to a higher level of understanding across disciplines. Other measures, such as framework agreements and a dedicated programming department, are also highlighted as they can increase the lifespan and ensure a more uniform design of facilities.