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行業(yè)聯動 | 開放的萬可系統(tǒng)配電箱為能源數字化管理提供助力

2024-8-16新聞

行業(yè)聯動、數字化和客戶導向均是能源服務提供商Avacon Natur的重點服務。這些服務可以提高能源系統(tǒng)和區(qū)域供暖系統(tǒng)的效率，并提供以需求驅動的信息。最重要的是，行業(yè)聯動（對供暖、供電和電動汽車的集成控制）需要執(zhí)行數字數據采集。

Avacon Natur GmbH董事會成員Andreas Klesse表示：“數字化是實現行業(yè)聯動的關鍵凝聚力，使社區(qū)和區(qū)域的高效解決方案成為可能。” 該公司是區(qū)域能源服務提供商Avacon AG的子公司，并在薩克森-安哈爾特、下薩克森、北萊茵-威斯特法倫和黑森經營熱電聯產廠、供暖網絡、供暖服務系統(tǒng)和各種可再生能源系統(tǒng)。該公司目前擁有80名員工，并且還在繼續(xù)發(fā)展壯大。

能源轉型將由客戶推動

第一階段能源轉型主要發(fā)生在電力行業(yè)，重點關注可再生能源的擴展需求。第二階段將由客戶驅動，而客戶的需求正在發(fā)生變化。

越來越多的客戶實現了能源系統(tǒng)生產和消費自家能源的統(tǒng)一，并在能源系統(tǒng)中扮演著積極的角色。這就把挑戰(zhàn)從單純的能源供應轉向了供暖、電力和電動交通的綜合解決方案。

新住宅區(qū)和商業(yè)區(qū)可以輕松、高效地實施創(chuàng)新能源解決方案。

在這種開發(fā)形勢下，可以在規(guī)劃階段綜合分析能源需求，從而優(yōu)化地區(qū)的能源供應。盡管如此，Avacon Natur公司仍為很多新建區(qū)域和現有區(qū)域實施了上述解決方案。

挑戰(zhàn)在于協(xié)調來自熱電聯產廠、光伏發(fā)電廠和其他熱能生產廠的電力供應以及熱能供應，以滿足相應區(qū)域的客戶需求。

這就需要精確的數據，因此必須以數字方式收集和處理這些數據。為此，Avacon Natur采用了萬可系統(tǒng)配電箱，可以充分滿足這種數據采集需求。

萬可PFC200產品概覽：

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氣候友好型能源解決方案

在Salzwedel大都會地區(qū)，該公司已經開始測試這種氣候友好型能源解決方案。Avacon Natur公司在那里運營著一個綜合發(fā)電設施，其中包括熱電聯產廠、光伏系統(tǒng)以及電轉熱廠。已成功實施集中式與分散式熱能發(fā)電相結合的方案。住戶也從中受益，因為租戶電力模式不僅為他們提供了電力供應，還優(yōu)化了成本。此外，小型熱電聯產廠還連接到Salzwedel地區(qū)供暖網絡，與光伏系統(tǒng)一起有效提供電力和熱能。產生的多余熱量被輸送到現有的供暖網絡。

數字化供暖網絡

現有系統(tǒng)也在不斷推進數字化。其中的重點是提高區(qū)域供暖網絡的效率。目前，Avacon Natur公司正在為約100個能源系統(tǒng)配置萬可系統(tǒng)配電箱，以進行數據采集。其中一個能源系統(tǒng)位于呂訥堡的Bockelsberg地區(qū)，為呂訥堡大學和鄰近的住宅區(qū)供暖，也為大學主禮堂的服務器室和講堂空調提供冷空氣。此站點的Avacon本地供暖網絡由三個子網組成，長度達到2英里（3.3公里）。它包括住宅區(qū)的55個傳輸站和大學的一個中央傳熱點。校園的下游網絡由呂訥堡大學負責。

子網絡在不同的流動溫度下運行。那里安裝的熱電聯產設備是產生熱能的核心，以沼氣形式提供可再生能源。借助供暖網絡數字化，他們可以通過更加智能的操作來充分利用其熱/電耦合潛力。電機頻繁啟停會對其使用壽命和效率產生不良影響。這個問題也可以借助數字化來解決。

位于呂訥堡的Bockelsberg區(qū)域供暖網絡的區(qū)域供暖站

就位于呂訥堡大學的主禮堂大樓旁邊

通過云實現附加值

“如果我們知道網絡中實際存在的溫度，我們可以更有效地控制熱電聯產工廠，”Andreas Klesse解釋說。因此，Avacon Natur將網絡溫度數據與預測數據以及區(qū)域供暖站的數據相連接。在這種情況下，萬可系統(tǒng)配電箱可以收集所有重要數據，例如熱量、流量以及供應和回流溫度。熱電聯產廠的電機數據也包含在內。

PFC200控制器是萬可系統(tǒng)配電箱的核心組件。

它包括電源、斷路器、16路數字量輸入、4路模擬量輸入、M-Bus主站模塊以及用于傳感器和執(zhí)行器的傳輸接線端子。此外，還提供一個SD卡槽，使軟件更新變得非常簡單。

這種系統(tǒng)配電箱配置可確保單個硬件滿足各種Avacon Natur能源系統(tǒng)的所有要求。Avacon Natur資產管理團隊負責人Lars Baumann表示：“根據我們的規(guī)范生產的萬可系統(tǒng)配電箱，即Avacon Natur Cloud Box，為我們提供了一種可隨意擴展的定制化解決方案。”

除了專用硬件，萬可還根據Avacon Natur的規(guī)范打造了CODESYS應用程序。M-Bus儀表的連接可通過PFC200中的Web界面進行配置，數字量輸入可配置為脈沖計數器輸入或故障消息輸入。Avacon Natur的測量和控制技術專家團隊負責安裝和調試。該小組成員J?rn von Horsten補充表示：“Web界面非常實用，尤其是在調試期間。借助這種界面，可以一目了然地洞察能源數據發(fā)送到云環(huán)境的情況?！?/span>

除了通過開放接口收集數據外，我們還可以借助萬可系統(tǒng)進行技術控制和調節(jié)功能建模。

——Lars Baumann，Avacon Natur資產管理團隊負責人

自由編程更加安全

萬可系統(tǒng)的優(yōu)勢還包括：符合行業(yè)標準、支持開放式協(xié)議、獨立于現場總線，而且CODESYS支持自由、靈活地進行編程。Baumann表示：“除了通過開放接口收集數據外，我們還可以借助萬可系統(tǒng)進行技術控制和調節(jié)功能建模?！?Klesse強調說：“萬可是我們找到的一個強大合作伙伴，我們可以與之合作進一步開發(fā)我們的項目并為項目進行理想的編程。” Avacon Natur使用基于Microsoft Azure云計算平臺的WAGO Cloud，對其能源系統(tǒng)和供暖網絡進行初步數據分析。這使得公司總部的資產管理員工以及分布在整個系統(tǒng)中的員工可以隨時檢查所有能源系統(tǒng)的數據。

WAGO Cloud存儲所有測量數據，并作為Avacon Natur現有能源數據管理系統(tǒng)的接口。該能源數據管理系統(tǒng)也在MS Azure平臺上運行，可對儀表讀數自動進行合理性檢查，監(jiān)測能源系統(tǒng)的效率并用于報告。除了功能方面的作用，它還可以揭示安全問題。固件經過強化而且所有數據都會加密，這實際上排除了第三方訪問云端數據的可能性。

J?rn von Horsten負責監(jiān)控Avacon Natur的測量和控制技術

萬可是我們找到的一個強大合作伙伴，我們可以與之合作進一步開發(fā)我們的項目并為項目進行理想的編程。

——Andreas Klesse，Avacon Natur GmbH首席執(zhí)行官

基于預測的網絡控制

Avacon Natur在Bockelsberg也開展了試點項目，測試天氣預報可以在何種程度上提高供暖網絡的效率。根據歷史負荷概況和天氣條件預測下一天的負荷概況，并相應地調整產熱。與儲熱系統(tǒng)結合，存儲管理系統(tǒng)得以優(yōu)化，可以限制臨時負荷峰值，始終以最大限度提高熱電聯產的潛力為目標。

然而，Avacon正在通過基于預測的方法展望未來，并將電力市場數據納入優(yōu)化過程，因為要將隨時間波動的分布式熱發(fā)生器（如太陽能集熱器、電轉熱廠或工業(yè)廢熱）整合到供暖網絡中，就必須實施這些方法。

除了新地區(qū)的行業(yè)聯動和現有系統(tǒng)的效率提升外，董事會成員Andreas Klesse還指出了推進供暖網絡數字化的進一步動力：數字化有助于為客戶提供某些數據。例如，房屋管理公司可以快速、可靠地處理租戶賬單。

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