Naar de inhoud

ORES

DSO RTU met ORES, de Waalse netbeheerder, over een Modbus RS-485-verbinding voor producenten met absolute vermogenssetpoints.

ORES is de distributienetbeheerder voor het grootste deel van Wallonië en een stuk van de Brusselse rand. Het Voltmasters EMS ondersteunt DSO RTU met ORES voor productiesites, volgens de ORES-specificatie OPM-080-ST09, het complement bij het aansluitingsvoorschrift C2/112.

ORES vraagt controllerversie 0.0.324 of later. Op een oudere controller staat de optie niet in de lijst; werk de controller eerst bij.

In het kort

  • De veiligheidsontkoppeling loopt niet over deze verbinding. De ORES-punten dragen geen noodstop en geen ontkoppelcommando. Ontkoppelen bij een netfout is de autonome C10/21-beveiliging in de installatie, volledig buiten het EMS. Bekabel of neem niets in dienst in de veronderstelling dat ORES de installatie via het EMS kan stilleggen.
  • Elke waarde die ORES schrijft, is een echte opdracht. Er is geen waarde die "produceer vrij" betekent: 0 MW betekent produceer niets. Voor ORES iets geschreven heeft, is er helemaal niets opgelegd, en dat is een andere toestand dan een ontvangen 0.
  • Absolute setpoints, afgedwongen op het aansluitpunt. ORES schrijft een absoluut vermogen; het EMS vertaalt dat naar een injectieplafond, zodat de batterij laden even goed voldoet als de PV afregelen.
  • Vijf minuten voor een opdracht ingaat. Elk setpoint voor actief vermogen krijgt een geldigheidsuitstel van vijf minuten, ook een opdracht die de grens verruimt. Het reactieve setpoint, een absoluut kVAr-doel per productieblok, gaat wel meteen in.
  • Een watchdog in elke richting. Standaard lopen ze over de verbinding zelf en vragen ze niets; hard bekabeld lopen ze via tussenrelais over de IO-module.
  • Bij een watchdogalarm valt de site terug op haar contractuele permanente vermogen. Dat kan losser zijn dan het staande setpoint.

Installatie

ORES stelt de vragen, de installatie antwoordt. De RTU van ORES leest de metingen van de site uit en schrijft er de setpoints naartoe; het EMS neemt nooit zelf het initiatief. De lijn zelf loopt over RS-485, van de cabine van ORES tot in de kast van de klant.

Het aansluitschema

Aansluitschema van de ORES-verbinding: de RTU van ORES gaat met een RS-485-lijn (38400 baud, 8 databits, even pariteit, 1 stopbit, slave-adres 100) naar een MOXA MGate MB3180 op firmware 1.2.2, en van daar met Ethernet naar de Voltmasters-controller. Het watchdogsignaal WD-RTU van ORES, 48 VDC of 230 VAC, bekrachtigt tussenrelais K1 (Finder 38.51.7.048.0050), waarvan het contact 24 VDC op de digitale ingang Ingang ORES-watchdog van de IO-module zet. De relaisuitgang Uitgang ORES-watchdog schakelt 24 VDC op tussenrelais K2 (Finder 38.51.7.024.0050), waarvan het contact de 48 VDC-kring WD-PLC van ORES sluit. Beide relais zijn bekrachtigd in normaal bedrijf.

De ORES-verbinding in de kast: één RS-485-lijn voor de setpoints, en de twee watchdogs elk via een tussenrelais wanneer ze hard bekabeld zijn.

Alles op dit schema is per site hetzelfde: de parameters van de lijn liggen vast in de ORES-specificatie en in de controller, dus er is niets over te typen. De twee watchdogs staan er alleen op wanneer ze hard bekabeld zijn.

Wat je nodig hebt

De eerste drie regels heb je altijd nodig. De rest alleen wanneer het watchdogpaar hard bekabeld is; loopt het over de verbinding zelf, dan komt er geen extra materiaal bij.

Onderdeel Waarvoor
MOXA MGate MB3180 op firmwareversie 1.2.2 Zet de RS-485-lijn van ORES om naar Ethernet.
MOXA Mini DB9F-to-TB, adapter van DB9 naar schroefklemmen Komt op de seriële poort van de gateway, zodat je de draden A, B en GND van de RS-485-lijn kan aansluiten. De gateway heeft zelf alleen een DB9-aansluiting.
Afgeschermde getwiste kabel voor A, B en GND De RS-485-lijn van de RTU van ORES naar de gateway.
Ethernetkabel Van de gateway naar de Voltmasters-controller.
Voltmasters IO-module Draagt de twee watchdogcontacten: één digitale ingang en één relaisuitgang.
Tussenrelais K1 met een spoel van 48 VDC, bijvoorbeeld een Finder 38.51.7.048.0050 Houdt de 48 VDC of 230 VAC van ORES weg van de digitale ingang.
Tussenrelais K2 met een spoel van 24 VDC, bijvoorbeeld een Finder 38.51.7.024.0050 Laat de relaisuitgang de kring van 48 VDC van ORES sluiten.
Voeding van 24 VDC op DIN-rail Voedt de IO-module en de kant van de tussenrelais die naar de module kijkt.

De RS-485-gateway

De controller heeft zelf geen RS-485-poort, dus hangt er een gateway tussen die de seriële lijn naar Ethernet omzet. Die gateway moet als master aan de seriële kant ingesteld staan: ORES stelt de vragen, de gateway stuurt ze naar de controller door, en de antwoorden gaan langs RS-485 terug naar buiten. Dat is het omgekeerde van de gebruikelijke opstelling, dus het is de moeite om het tijdens de installatie dubbel na te kijken.

Gebruik een MOXA MGate MB3180 op firmwareversie 1.2.2. Dat is de omvormer op de lijst met goedgekeurd materiaal van ORES (OPM-080-ST09, "Liste matériel agréé"), en de firmwareversie staat in die lijst vastgezet. Kijk ze bij de levering na.

De contacten via tussenrelais draden

Dit geldt alleen wanneer het watchdogpaar hard bekabeld is. Loopt het over de verbinding zelf, dan is er niets te draden.

ORES drijft haar watchdogcontact met 48 VDC of 230 VAC aan, en het watchdogcircuit dat ze de installatie laat sluiten, werkt op 48 VDC. De IO-module kan geen van beide rechtstreeks aan: haar digitale ingangen aanvaarden 10 tot 30 VDC en haar relaisuitgangen zijn voor 30 VDC bemeten. Elke richting gaat daarom door een tussenrelais, zodat de module nooit meer dan haar eigen plaatselijke 24 VDC ziet.

Richting Benaming bij ORES Tussenrelais Bekabeling
ORES naar het EMS (Ingang ORES-watchdog) WD-RTU Een spoel die bij het ORES-signaal past, bijvoorbeeld een Finder 38.51.7.048.0050 met een spoel van 48 VDC Het watchdogsignaal van ORES bekrachtigt de spoel. Het potentiaalvrije contact van het relais schakelt een plaatselijk signaal van 24 VDC op de digitale ingang van de IO-module.
Het EMS naar ORES (Uitgang ORES-watchdog) WD-PLC Een spoel van 24 VDC, bijvoorbeeld een Finder 38.51.7.024.0050 De relaisuitgang van de IO-module schakelt 24 VDC op de spoel. Het potentiaalvrije contact van het relais sluit het watchdogcircuit van 48 VDC van ORES.

Beide relais zijn bekrachtigd in normaal bedrijf en het contact dat gebruikt wordt, is gesloten zolang alles in orde is. Gebruik het contact dat sluit wanneer de spoel bekrachtigd is, zodat een relais dat afvalt het circuit opent. Dat draagt de logica van ST09 tot op de draad: verlies van voeding, verlies van communicatie of een fout in de controller ontkracht het relais, het contact gaat open en er volgt een watchdogalarm, zonder dat er iets hoeft te handelen.

Aan de uitgangskant laat een storing aan de controller of het netwerk het relais alleen afvallen wanneer de eigen communicatiewatchdog van de IO-module aan staat en de veilige status van dat kanaal op OFF staat. Zonder die twee houdt de module de laatste toestand die het EMS haar gaf, zolang ze gevoed blijft. Het is dezelfde instelling als voor een noodstopuitgang, zie Veiligheid en vereisten.

Configuratie

  1. Zet de provider onder Configuratie → Net & markt → DSO RTU-instellingen op ORES.
  2. Is het watchdogpaar hard bekabeld, wijs dan de twee contacten toe; loopt het over de verbinding zelf, laat ze dan leeg. Zie De watchdogcontacten toewijzen hieronder.
  3. Kijk na of het toegangsvermogen voor injectie van het project overeenkomt met het contractuele permanente vermogen in het ORES-aansluitingscontract. Die waarde is de terugval van de watchdog.

Al de rest van de verbinding staat vast in de controller en komt overeen met het validatieformulier van ORES. Er is niets per site over te schrijven, en dus ook niets om verkeerd te typen.

De watchdogcontacten toewijzen

De twee contacten staan onder ORES-watchdogs in de DSO RTU-instellingen. Ze horen op een IO-module:

Contact Richting van de poort Betekenis
Ingang ORES-watchdog Digitale ingang De watchdog van de ORES-RTU. Zolang die actief is, kan ORES geen geldige setpoints sturen.
Uitgang ORES-watchdog Relaisuitgang De watchdog die aan ORES verschuldigd is. Ze blijft gesloten zolang het EMS setpoints kan ontvangen.

Laat een kant leeg wanneer ze niet bekabeld is. Een ingesteld contact gaat voor op de watchdog over de verbinding, voor die richting.

Voltmasters EMS: de sectie met de ORES-watchdogs in de DSO RTU-instellingen

De twee watchdogcontacten toewijzen in de DSO RTU-instellingen.

Hoe een opdracht voor actief vermogen toegepast wordt

ORES deelt een productiesite op in blokken. De PV van de site zit in het eerste productieblok; opslag is bij ORES geen productie en krijgt dus geen eigen setpoint.

Een absoluut plafond op de injectie

ORES schrijft een absoluut vermogen, met een negatief teken: een productiebeperking draagt een minteken op de draad. ST09 §17.4.5.4.4 laat toe die opdracht ofwel op de productie zelf ofwel op de injectie op het aansluitpunt af te dwingen, en het EMS neemt het aansluitpunt:

injectieplafond = setpoint − verbruik van de site berekend op het moment dat de opdracht ontvangen werd

Dat is de weg waarlangs een site kan naleven zonder energie weg te gooien. Staat het setpoint op 4 MW en verbruikt de site 1 MW, dan mag de installatie nog 5 MW produceren, want er komt maar 4 MW op het net. De batterij met PV-overschot laden voldoet net zo goed aan het plafond als de PV afregelen, en houdt de energie bij.

De verbruiksterm wordt vastgezet op het moment van ontvangst en niet live gevolgd, want zo werkt de nalevingscontrole van ORES zelf: het berekende verbruik wordt bij de aankomst van de opdracht bevroren, dus mag het plafond daarna niet met de belasting meeschuiven.

In de rekenwijze van ORES telt een ladende batterij als verbruik, want opslag is bij haar geen productieblok. Dat verschilt bewust van de manier waarop de eigen dashboards van het platform de batterijstromen uit het verbruik halen.

Vijf minuten voor ze bijt

ST09 §17.4.5.4.3 geeft elk setpoint een geldigheidsuitstel: een opdracht wordt vijf minuten na ontvangst geldig en blijft geldig tot vijf minuten nadat de volgende binnenkomt. De naleving wordt op elk moment beoordeeld tegen het setpoint dat vijf minuten eerder ontvangen werd.

Het EMS volgt die regel precies, en dat betekent dat een opdracht die de grens verruimt, pas na vijf minuten ingaat. Lees dat uitstel bij de indienstname niet als een fout: het is de specificatie.

Geen opdracht, en een weggevallen verbinding

Situatie Wat het EMS doet
Nog geen setpoint ontvangen Legt niets op. ORES heeft niets bevolen, en 0 MW is een echte "produceer niets" en geen afwezigheid.
Er staat een setpoint, de RTU stopt met pollen Houdt de opdracht aan. Een bevel geldt tot het ingetrokken wordt, dus opnieuw opregelen zou de gevaarlijke keuze zijn. De controller meldt dat de RTU stilgevallen is.
Er staat een setpoint, de verbinding herstart Het logboek met de opdrachten overleeft de herstart. Een korte onderbreking trekt niets in.

Reactief vermogen

ORES stuurt het reactieve vermogen als een absoluut kVAr-doel per productieblok, niet als een band en niet als een vermogensfactor. Het EMS past het toe als de PV-doelwaarde van zijn reactieve regeling en verdeelt het in open lus over de PV-omvormers, met respect voor het schijnbaar vermogen van elke omvormer. ORES leest de bevolen VAr terug uit het productieblok, niet uit het aansluitpunt.

  • Een ontvangen 0 is een echt bevel: houd de vermogensfactor op één.
  • Nog geen doel ontvangen laat de reactieve regeling op haar plaatselijke gedrag staan.
  • Het reactieve setpoint draagt geen geldigheidsuitstel en geen verbruiksterm, dus gaat het bij de volgende regelcyclus in.

De watchdogs

ST09 §17.4.5.5 bepaalt een watchdog in elke richting: één die de netbeheerder naar de installatie stuurt, en één die de installatie hem in ruil verschuldigd is. In beide gevallen wordt het signaal actief gehouden zolang alles in orde is, zodat de apparatuur, de draad of de voeding verliezen zelf het alarm is. Het signaal kwijtraken is de fout.

Standaard over de verbinding, contacten als je wil

Standaard lopen beide watchdogs mee over de ORES-verbinding zelf: het EMS stuurt elke seconde een levensteken en verwacht er elke seconde een terug van ORES. Blijft dat tien seconden uit, dan is dat de fout. Dit vraagt helemaal geen configuratie en geen extra bekabeling.

ST09 laat ook toe het paar hard te bekabelen als potentiaalvrije contacten. Zie De contacten via tussenrelais draden voor de bekabeling en De watchdogcontacten toewijzen voor het instellen.

Wanneer de ingang vertrouwd wordt

Omdat het signaal kwijtraken het alarm is, wordt een onleesbare ingang als een alarm behandeld en niet als "geen nieuws":

Situatie Alarm
Niet ingesteld Nee. De watchdog over de verbinding wordt in de plaats gebruikt.
Ingesteld, maar de poort kan niet gevonden worden Ja. Het contact is niet te zien.
Ingesteld, nooit gelezen, of de IO-module is niet gezond Ja. Het contact met het signaal verliezen is het alarm.
Ingesteld en leesbaar Alarm wanneer de ingang laag leest, dus wanneer het contact open staat.

De uitgangskant heeft geen eigen incident nodig: valt ze weg, dan valt het relais af en leest ORES het alarm, en dat is het ontwerp dat doet wat het moet doen.

Wat het alarm doet

ST09 zegt dat de watchdog als een setpoint behandeld moet worden, dus draagt een verandering van toestand hetzelfde uitstel van vijf minuten: het alarm bijt vijf minuten nadat het opkomt, en de opdrachten hernemen vijf minuten nadat het weggaat. Een alarm dat binnen dat venster komt en gaat, verandert niets.

Zolang het alarm geldt, worden de opdrachten van ORES volledig aan de kant gezet, wat hun waarde ook is, en valt de site terug op haar contractuele permanente vermogen op het aansluitpunt. Het EMS neemt die waarde uit het toegangsvermogen voor injectie van het project, voor elke veiligheidsmarge, dus er is niets extra in te stellen.

De terugval kan losser zijn dan het staande setpoint, niet alleen strenger. Een site onder een setpoint van 4 MW kan naar een contractueel vermogen van 7 MW terugkeren zodra het watchdogalarm ingaat. Dat is het gedrag dat ST09 voorschrijft, geen fout.

Los van dit alles blijft het EMS de injectie bij elke regelcyclus binnen de netgrenzen houden die voor het project ingesteld zijn, dus de aansluiting is beschermd of de watchdog nu staat of weggevallen is.

Wat ORES van de site ziet

Meting Bron
Actief vermogen van de productie De PV-productie van het productieblok
Reactief vermogen van de productie Het reactieve vermogen van de omvormers van het productieblok
Actief en reactief vermogen op het aansluitpunt De netmeter van het project

Elk setpoint dat ORES stuurt, wordt haar onmiddellijk teruggemeld, zodat haar RTU kan bevestigen dat de opdracht aangekomen is.

Een PV-omvormer die geen reactief vermogen doorgeeft, wordt als 0 VAr gepubliceerd en levert een waarschuwing op, want de reactieve telemetrie geeft dan minder weer dan de installatie werkelijk doet.

Meldingen die de controller maakt

Melding Ernst Betekenis
ORES-verbinding weg Kritiek De verbinding staat niet open, dus ORES kan de installatie niet bereiken.
ORES pollt niet Waarschuwing De RTU is gestopt met pollen. Een staande opdracht wordt aangehouden.
ORES-watchdog actief Kritiek Het watchdogalarm geldt, de opdrachten staan aan de kant en de site loopt op haar contractuele vermogen.

Geen deel van deze integratie

  • Noodstop, ontkoppeling en de stand van de schakelaar. Die staan niet in de ORES-puntenlijst. Ontkoppelen is de autonome C10/21-beveiliging.
  • Het aansluitpunt dat ORES zelf meet. ORES kan haar eigen meting op het aansluitpunt aanleveren in plaats van de onze te lezen. Het EMS geeft zijn eigen netmeter door, en dat past het natuurlijkst omdat het project er altijd een heeft.
  • Een setpoint op opslag. Het eerste productieblok draagt de PV van de site; de batterij wordt door het EMS gestuurd om het injectieplafond na te leven, niet door een eigen ORES-setpoint.

Volgende stappen