能源的集中控制

2018-03-19阅读 195分享 1


现在越来越多的电力供应商开始利用风力和太阳能这些可再生能源进行发电了,但是这些可再生能源在制造电能时不具备良好的持续性,就使得实际运营起来并不那么简单。瑞典“大瀑布”电力公司(Vattenfall Europe Wärme AG)首次实现了对热力泵、发电机和中央供暖站等分布式的耗电装置进行集中控制并整合成一个创新型的大型系统。这种“虚拟发电厂”会根据风力发电状况、住宅的热力需求以及单个电厂的当前储存能力来对能量进行调节控制。他们选用了WAGO的远动控制解决方案实现了系统的自动化。

“大瀑布”电力公司是西欧最大的热力制造商与供应商之一,该公司除了提供远距离供热服务之外,还提供能效高、分布式的供应解决方案。它不仅利用热电联产(KWK)的方式制造传统型能源,还充分利用像风能这样的可再生能源进行发电。“大瀑布”电力公司一直在寻求一条将持续性差的可再生能源与电力供应有效融合的途径,旨在实现对能源的储蓄和控制。将分布式的供暖站和热泵安装于独户住宅、多户住宅以及大型公寓是一种很好的解决方法。“大瀑布”电力公司的虚拟发电厂自2010年10月开始运营,到2011年底已经实现了为100000户家庭供电,并预计在2013年底达到为200000户家庭供电。在整体的供电网络中加入供热系统这一构想不仅实现了利用成本低廉的可再生能源发电还可促进能源转换。

高效整合分布式发电装置

分布式的仪器设备要与热力控制中心相连,从而实现对这些设备的控制。为此,“大瀑布”电力公司努力寻找一款合适的控制与通讯产品。“我们会选用知名制造商的产品,它不仅应具备可编程、外形紧凑的优点而且还应具有一定的灵活性并能够支持IEC 60870-5-104通讯协议”,“大瀑布”欧洲供热公司项目经理Lars Lorenz先生说道。WAGO的远动控制器完全符合这些要求。控制系统所选用的通讯协议是IEC 60870-5-104远动控制协议。WAGO的750-872系列远动PLC符合IEC 61131-3编程标准,支持相应的IEC远动控制协议以及基于串行通讯的IEC 60870-5-101协议。该远动PLC还带有一个以太网接口,可支持IEC 60870-5-104协议(基于TCP-IP)和一个串口,可支持IEC 60870-5-101协议。此外,它还带有一个软件工具用于对IEC通讯进行参数配置,使用此工具时,只需进行通讯参数配置而无需再进行系统编程。此外,虚拟发电厂还需具备这样的PLC程序,它可以使设备在通讯中断时进行独立控制从而确保供热。远动控制器会计算出蓄热设备的储存量(千瓦时)并将计算结果传输给控制中心。与之对应,它会每天收到一个来自于热力控制中心的日程计划,其中包含了所有的相关参数以便于自动对所有的发电机组进行24小时控制。

为已有设备带来足够的灵活性

参与集中发电的诸多设备不仅功率等级各不相同且是由不同的制造商生产,因此它们都带有各自不同的参数,需要有一个自动化系统对这些带有不同参数的设备进行测试和控制。WAGO的自动化产品类型广泛,有超过400种不同功能的I/O模块,其中包括标准型输入、输出模块;不同接口模块;适用于HART协议的模块以及安全型模块。这些总线模块的宽度统一都为12mm,最多带有16个输入/输出通道从而保证了现有设备在日后的顺畅扩展。“WAGO控制器强大的模块化功能和灵活性最终说服了我们”,Lars Lorenz总结道。



每台热力泵都采用了带有标准化配置的远动控制技术,由一个TO-PASS®-GPRS-VPN路由器、一台远动PLC、一个WAGOEPSITRON® 电源以及WAGO的其他电子产品组成。


每台热力泵运转的能源都取自于周围环境如空气、热能等。所需的制冷剂蒸汽借助电能(例如风力发电制造的电能)被冷凝,释放出潜热达到室内供暖的目的。

WAGO远动控制器的通讯符合这些标准:IEC 60 870-101/-104, 61815,61400-25标准

有专门的软件用于参数配置

WAGO产品类型丰富:有400多种不同功能的I/O总线模块

TO-PASS®远动控制产品支持无线数据传输

通过VPN实现安全的无线通讯

WAGO的远动控制器拥有丰富的行业经验,至今为止已有30余家发电厂选用了它,在这个过程中WAGO的远动控制技术也形成了一套标准化的技术指标及配置。其中包括一架磁脚天线、一个带有GPRS-VPN路由器的TO-PASS®-Modem、一台远动PLC、相应的数字量和模拟量输入/输出模块以及EPSITRON® COMPACT电源。远动PLC主要通过GPRS-VPN路由器与控制中心进行通讯,仅有少部分会通过DSL传递数据,而在这种情况下就无需使用GPRS-VPN路由器传输了。在无线通讯领域中,对数据进行加密至关重要。出于安全目的,所有系统的设备都要符合IP-Sec互联网安全协议,并且在VPN(虚拟私人网络)中进行加密。

撰文:Renate Klebe-Klingemann, WAGO

图: STIEBEL ELTRON, 瑞典大瀑布电力公司

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