自動化技術(shù)可瞬間安全、精準控制平衡電力
平衡電力在電網(wǎng)中出現(xiàn)嚴重不平衡而需要補充時不可或缺——因此成功營銷平衡電力成為一大挑戰(zhàn)。從而對饋入的平衡電力提出較高要求，即必須在極短時間內(nèi)實現(xiàn)可靠輸入。市政公用事業(yè)協(xié)會Trianel選擇了WAGO，以其自動化解決方案運營虛擬電廠：整個通信系統(tǒng)都在PFC200 Telecontrol PLC上運行。
能源轉(zhuǎn)型正在加速：在逐步停用核電后，現(xiàn)在聯(lián)邦政府正在準備逐步淘汰燃煤發(fā)電。首批褐煤發(fā)電廠將于2022年前關(guān)閉。由此造成的缺口將很快由太陽能電場和風力渦輪機等可再生能源填補——預計到2050年他們在供電中所占比例將會從目前的30%上升至80%。
但是對于能源系統(tǒng)而言，這種向經(jīng)濟型電力轉(zhuǎn)型絕非易事。由于太陽能和風能會隨天氣變化產(chǎn)生波動，因此必須通過智能負載管理來平衡電網(wǎng)，從而使其穩(wěn)定在50Hz頻率。為此目的，大型輸電網(wǎng)絡運營商使用從注冊供應商處獲得的所謂平衡電力或備用電力。如果供電網(wǎng)絡中電流不足，他們會提供備用能源；而在電流過量時，他們會撤回電流。這種負載管理成功通過虛擬電廠實現(xiàn)，可在瞬間精準增加或減少電流輸出。為了保證一直能有足夠的平衡能源可用，供電網(wǎng)絡運營商通過競賣形式從所謂的主要、輔助以及分鐘備用電力層面獲得平衡能量。價格最優(yōu)的投標會中標。
作為德國一家領先的電力供應商，位于亞琛的Trianel
GmbH（市政公用事業(yè)協(xié)會）參與了這些每日和每周舉行的競賣活動。自2013年起，該公司還運營一個平衡能量庫，而且現(xiàn)在已將400多個系統(tǒng)捆綁在一起，總輸出量達到700多兆瓦。該系統(tǒng)廣泛包含各種發(fā)電和儲存技術(shù)以及工業(yè)用電設備?！昂翢o疑問我們的虛擬電廠不僅對市政公用事業(yè)開放，也對所有適合的發(fā)電與消耗系統(tǒng)運營商開放。這些虛擬電廠與我們的控制系統(tǒng)連接，因此在需要時完全可以進行自動化使用，”Trianel的Nico
Bürkel解釋說。
德國亞琛市政公用事業(yè)協(xié)會Trianel總部。
事實上，沼氣系統(tǒng)、儲存設施等會照常運行。如果供電網(wǎng)絡運營商需要平衡電力，控制系統(tǒng)中的計算程序會選擇適合的系統(tǒng)，并在控制中心對其進行控制。由于虛擬電廠擁有由許多較小型系統(tǒng)組成的庫，因此具有高度的靈活性，對緩解電網(wǎng)中的短期波動十分有效。
但是，運營商要想在運營時獲得經(jīng)濟上的成功變得越來越困難。由于電力的批發(fā)價格在不斷下跌，越來越多的電力供應商試圖加入到平衡電力市場的競爭行列。其結(jié)果就是電力供應量增加了，而價格卻在下降?！拌b于不斷增加的價格壓力，我們除了提高效率之外別無選擇，”Bürker表示。
Trianel Nico Bürker
Trianel通過持續(xù)優(yōu)化虛擬電廠和營銷策略的過程和技術(shù)來應對這種局面。因此Trianel尤為關(guān)注系統(tǒng)控制器，必須使其能快速且安全地運行，才能確保對系統(tǒng)的監(jiān)視和控制不會產(chǎn)生任何問題。借助WAGO的PFC200緊湊型控制器，Trianel將各個單獨系統(tǒng)連接到其自身的控制系統(tǒng)。
決定性優(yōu)勢：該控制器以小巧的外形同時提供高性能與重要的安全功能。因此該控制器成為虛擬電廠中既不顯突兀又能起到關(guān)鍵作用的重要成員，它會將高度同步的電流輸出數(shù)據(jù)從庫成員傳輸?shù)娇刂浦行?，之后轉(zhuǎn)而再將供電需求傳遞給庫成員?！白罱K促使我們做出此決定的決定性因素是遠動裝置的通用性，以及知名制造商提供的相關(guān)服務。另外，WAGO還提供了一套完整的配電箱解決方案，為我們帶來了快速實現(xiàn)調(diào)試的可能性”，Bürker在解釋他們?yōu)楹螞Q定使用WAGO技術(shù)時講道。
“我們的虛擬電廠對所有適合的發(fā)電與消耗系統(tǒng)運營商開放?！?/span>
在預配置的WAGO系統(tǒng)配電箱中，標配有750-8202/025-001遠動PLC，連同一個用于傳輸數(shù)據(jù)的外部路由器、數(shù)字量輸入/輸出模塊、模擬量輸入 /輸出模塊、EPISTRON?
COMPACT系列電源，以及工業(yè)接口模塊。PFC200使用了Cortex-A8處理器，能夠在最小的空間內(nèi)實現(xiàn)最快的計算速度。其中具有可用于與控制系統(tǒng)通信的兩個以太網(wǎng)端口和CAN、PROFIBUS、RS-232/RS-485等的其他接口。該遠動PLC可根據(jù)IEC
61131進行編程，支持所要求的IEC 60870-5-104遠動協(xié)議以及符合IEC 60870-5-101的串行協(xié)議，并能根據(jù)IEC
61850進行通信。PFC200可使用CODESYS編程環(huán)境進行編程，并能以同樣方式實現(xiàn)過程可視化。
該PLC擁有兩個符合基于TCP/IP?104協(xié)議的以太網(wǎng)接口和一個符合101協(xié)議的串行接口，還集成了軟件工具，這樣就能輕松實現(xiàn)IEC通信。借助此工具還可為各設置調(diào)整參數(shù)。除了功能齊全之外，PFC200還具有高度的IT安全性，這一點在能源供應中的重要性正在不斷攀升。由于去年發(fā)生了許多IT安全故障，因而德國聯(lián)邦政府剛剛將供電網(wǎng)絡和發(fā)電系統(tǒng)歸類為關(guān)鍵基礎設施。通過使用WAGO的遠程控制PLC，可以直接利用OpenVPN或IPsec建立一個VPN通道，從而將加密數(shù)據(jù)傳送給控制中心。這意味著不再需要上游VPN路由器。
對Trianel而言，這是一個極為有力的解決方案。WAGO的自動化技術(shù)還將在Trianel的未來規(guī)劃中發(fā)揮重要作用。該公司目前正在對系統(tǒng)進行擴展，添加主要備用電力功能：這種形式的平衡電力必須能在30秒內(nèi)輸送到供電網(wǎng)絡中，這與輔助和分鐘級備用電力不同，后兩者的要求供應時間分別為五分鐘和十五分鐘。該公司目前僅供應輔助和分鐘備用電力?！爸饕獋溆秒娏h程控制PLC提出了有關(guān)測量和控制功能方面的其他要求，”Bürker解釋道。他始終堅信WAGO也將開發(fā)出能滿足這些更復雜要求的自動化解決方案。
