摘要： 新電池(可用來儲存可再生能源所產(chǎn)生的電量)的開發(fā)被認為是能源轉型的關鍵。KE-TEC GmbH在其位于阿爾高 (BIZA)的電池信息中心測試了多種電池;為了補償自身電力生產(chǎn)和消耗之間產(chǎn)生的電壓波動，他們將1 MW電池連接到位于貝齊高總部的電力網(wǎng)絡。為了實現(xiàn)自動化充電和放電，KE-TEC采用了WAGO的完整解決方案。
1 MW電池補償電壓波動
新電池(可用來儲存可再生能源所產(chǎn)生的電量)的開發(fā)被認為是能源轉型的關鍵。KE-TEC GmbH在其位于阿爾高 (BIZA)的電池信息中心測試了多種電池;為了補償自身電力生產(chǎn)和消耗之間產(chǎn)生的電壓波動，他們將1 MW電池連接到位于貝齊高總部的電力網(wǎng)絡。為了實現(xiàn)自動化充電和放電，KE-TEC采用了WAGO的完整解決方案。
“在位于阿爾高的電池信息中心，我們測試了汽車行業(yè)客戶開發(fā)的鋰離子電池的續(xù)航能力。創(chuàng)立于2007年的KETEC GmbH一直致力于構建電池原型、開發(fā)電池測試及管理用電子設備和軟件以及提高電池的安全性。
汽車行業(yè)的客戶在鋰離子電池及其他類型電池的研發(fā)方面進行了大規(guī)模投資，以期能將其應用于電動汽車 。為了在競爭激烈的汽車市場上推廣電動汽車，其采用的電池必須更小巧、儲存電量更多，而且更經(jīng)濟實惠。Roland Weixler 應用電動汽車電池的地方看起來十分與眾不同?！俺藶榭蛻暨M行一系列測試之外，我們還為BIZA的能源供應商、 市政代表、工業(yè)用戶和客戶提供合作平臺。”Weixler解釋稱。這是因為電池不僅能用作電動汽車的電源，還可加入電力網(wǎng)絡。為實現(xiàn)這種用途，電池的尺寸影響不大。作為固定應用，多個電池會被綁定到較大型的單元中。連接到電網(wǎng)的大型電池幫助補償太陽能、風能等可再生能源造成的波動。他們可借助可再生能源日間產(chǎn)生的電力充電，這些電力不會被立即消耗，而是在可再生能源不足以應對現(xiàn)有的電力需求時釋放電力。另一種類型的電力儲存單元在電力市場上的應用場景則大不相同。
可在開關柜內(nèi)測量電池、變壓器和PV系統(tǒng)的輸出數(shù)據(jù)，然后將其發(fā)送到控制系統(tǒng)。
KE-TEC運營的能源儲存單元代表的是電池制造商，他們會將批量生產(chǎn)的能源儲存單元用于電動汽車。egrid applications & consulting GmbH是Allg?uer überlandwerk GmbH(AüW為阿爾高地區(qū)公用事業(yè)企業(yè))的子公司，控制著電池在電力網(wǎng)絡中的使用。egrid 優(yōu)化了本地供電網(wǎng)絡，旨在利用小規(guī)模投資來擴展電力網(wǎng)絡，使其轉型為智能電網(wǎng)。為實現(xiàn)這個目標，egrid分析了現(xiàn)有的供電網(wǎng)絡，并根據(jù)應用對其進行優(yōu)化。egrid與KE-TEC GmbH一道，于2015年夏季共同開始了新一輪的測試?！盀闃嫿ù笮碗姵?，我們采用了通常安裝在汽車中的模塊，并將其用在固定應用中。關鍵就是批量生產(chǎn)的零部件僅被用在較大型的包中?！盬eixler解釋稱。
不良運行反應測試
測試持續(xù)運行的大型電池實際上是KE-TEC的任務。但是，持續(xù)運行意味著1MW電池每天要多次使用電力供應充電和向電力供應中放電，因為僅單純用作PV發(fā)電蓄電庫會大幅延長回報時間。我們的目標是每天進行盡可能多輪的充電、放電周期，即盡可能多地使用其自身儲存的電力來補償1MW電池發(fā)電或耗電的高峰期。在1MW電池的運營期間，必須通過釋放來安裝新的20kV變電站?！澳菚r，即使沒有應急電力聚集能力，我們的運營孤島也沒遇到涉及運營的問題?！盬eixler回憶道。
供電網(wǎng)絡連接的實施
為了連接到區(qū)域電力網(wǎng)絡，除了位于BIZA的變電站之外，egrid還構建了另外兩座變電站，即用于阿爾高區(qū)域電網(wǎng)的大型變電站和用于kE-TEC供電網(wǎng)絡的較小一些的變電站。這兩座變電站通過兩根獨立的母線連接到PV系統(tǒng)、1 MW電池以及kE-TEC和BIZA的建筑物。所面臨的挑戰(zhàn)在于采集該系統(tǒng)內(nèi)部電流的相關數(shù)據(jù)并使其可視化，以及為系統(tǒng)元件構建可自動化控制的控制回路。用來執(zhí)行這些任務的開關柜安裝在1MW電池 和兩根母線之間?？稍陂_關柜內(nèi)測量電池、變壓器和PV系統(tǒng)的輸出數(shù)據(jù)，以及KE-TEC和BIZA的消耗數(shù)據(jù)。記錄的數(shù)據(jù)被發(fā)送到控制系統(tǒng)，并進行評估，然后根據(jù)編程輸出相應的控制命令。
隨時隨地可以獲取1MW電池的輸出數(shù)據(jù)
測量電流并實現(xiàn)可視化
開關柜的核心是以787-722電源為依托的模塊化WAGO-I/O-SYSTEM 750。它可以將測定的電流轉換成遠動變量，并通過IEC 60870-5-104數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議將其發(fā)送到控制系統(tǒng)。借助WAGO的750-495三相電力測量模塊將不同測量點的電流記錄下來。這些模塊能直接以過程映像的方式發(fā)送測度(例如無功/表觀/有效功率、能耗、功率因數(shù)、相位長度、頻率、過電壓/欠電壓)，不要求控制器有較高的計算能力。憑借廣泛的測定變量，可使用現(xiàn)場總線對供電網(wǎng)絡進行全面的分析。
WAGO的750-8202 PFC200控制器被用來控制系統(tǒng)，它除了具有網(wǎng)絡接口和現(xiàn)場總線接口外，還支持750/753 系列數(shù)字量和模擬量輸入/輸出模塊以及特殊功能模塊。其中包括TOPJOB?S軌裝式接線端子系列，可用來打開和關閉電力網(wǎng)絡的負載開關。為連接到PV系統(tǒng)，需要安裝逆變器，可使用Modbus通信協(xié)議對其進行監(jiān)測。
借助控制器集成的web服務器，KETEC和egrid可使用智能手機和平板電腦等終端設備調用有關供電網(wǎng)絡的狀態(tài)信息。“因此我們隨時可以使用IPad獲取1MW電池的輸出數(shù)據(jù)，從而了解其運轉是否正常。”Weixler在解釋移動可視化時如是說。借助可編程控制器，可根據(jù)市場和情況需要，將電流導向所需的任意方向。
（轉載）
