开放的万可系统配电箱为能源数字化管理提供助力

2024年08月02日

行业联动、数字化和客户导向均是能源服务提供商Avacon Natur的重点服务。这些服务可以提高能源系统和区域供暖系统的效率，并提供以需求驱动的信息。最重要的是，行业联动(对供暖、供电和电动汽车的集成控制)需要执行数字数据采集。

Avacon Natur GmbH董事会成员Andreas Klesse表示：“数字化是实现行业联动的关键凝聚力，使社区和区域的高效解决方案成为可能。” 该公司是区域能源服务提供商Avacon AG的子公司，并在萨克森-安哈尔特、下萨克森、北莱茵-威斯特法伦和黑森经营热电联产厂、供暖网络、供暖服务系统和各种可再生能源系统。该公司目前拥有80名员工，并且还在继续发展壮大。

能源转型将由客户推动

第一阶段能源转型主要发生在电力行业，重点关注可再生能源的扩展需求。第二阶段将由客户驱动，而客户的需求正在发生变化。越来越多的客户实现了能源系统生产和消费自家能源的统一，并在能源系统中扮演着积极的角色。这就把挑战从单纯的能源供应转向了供暖、电力和电动交通的综合解决方案。

新住宅区和商业区可以轻松、高效地实施创新能源解决方案。在这种开发形势下，可以在规划阶段综合分析能源需求，从而优化地区的能源供应。尽管如此，Avacon Natur公司仍为很多新建区域和现有区域实施了上述解决方案。

挑战在于协调来自热电联产厂、光伏发电厂和其他热能生产厂的电力供应以及热能供应，以满足相应区域的客户需求。这就需要精确的数据，因此必须以数字方式收集和处理这些数据。为此，Avacon Natur采用了万可系统配电箱，可以充分满足这种数据采集需求。

万可PFC200产品概览：

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气候友好型能源解决方案

在Salzwedel大都会地区，该公司已经开始测试这种气候友好型能源解决方案。Avacon Natur公司在那里运营着一个综合发电设施，其中包括热电联产厂、光伏系统以及电转热厂。已成功实施集中式与分散式热能发电相结合的方案。住户也从中受益，因为租户电力模式不仅为他们提供了电力供应，还优化了成本。此外，小型热电联产厂还连接到Salzwedel地区供暖网络，与光伏系统一起有效提供电力和热能。产生的多余热量被输送到现有的供暖网络。

数字化供暖网络

现有系统也在不断推进数字化。其中的重点是提高区域供暖网络的效率。目前，Avacon Natur公司正在为约100个能源系统配置万可系统配电箱，以进行数据采集。其中一个能源系统位于吕讷堡的Bockelsberg地区，为吕讷堡大学和邻近的住宅区供暖，也为大学主礼堂的服务器室和讲堂空调提供冷空气。此站点的Avacon本地供暖网络由三个子网组成，长度达到2英里(3.3公里)。它包括住宅区的55个传输站和大学的一个中央传热点。校园的下游网络由吕讷堡大学负责。子网络在不同的流动温度下运行。那里安装的热电联产设备是产生热能的核心，以沼气形式提供可再生能源。借助供暖网络数字化，他们可以通过更加智能的操作来充分利用其热/电耦合潜力。电机频繁启停会对其使用寿命和效率产生不良影响。这个问题也可以借助数字化来解决。

位于吕讷堡的Bockelsberg区域供暖网络的区域供暖站就位于吕讷堡大学的主礼堂大楼旁边

通过云实现附加值

“如果我们知道网络中实际存在的温度，我们可以更有效地控制热电联产工厂，”Andreas Klesse解释说。因此，Avacon Natur将网络温度数据与预测数据以及区域供暖站的数据相连接。在这种情况下，万可系统配电箱可以收集所有重要数据，例如热量、流量以及供应和回流温度。热电联产厂的电机数据也包含在内。

PFC200控制器是万可系统配电箱的核心组件。它包括电源、断路器、16路数字量输入、4路模拟量输入、M-Bus主站模块以及用于传感器和执行器的传输接线端子。此外，还提供一个SD卡槽，使软件更新变得非常简单。

这种系统配电箱配置可确保单个硬件满足各种Avacon Natur能源系统的所有要求。Avacon Natur资产管理团队负责人Lars Baumann表示：“根据我们的规范生产的万可系统配电箱，即Avacon Natur Cloud Box，为我们提供了一种可随意扩展的定制化解决方案。”

除了专用硬件，万可还根据Avacon Natur的规范打造了CODESYS应用程序。M-Bus仪表的连接可通过PFC200中的Web界面进行配置，数字量输入可配置为脉冲计数器输入或故障消息输入。Avacon Natur的测量和控制技术专家团队负责安装和调试。该小组成员Jörn von Horsten补充表示：“Web界面非常实用，尤其是在调试期间。借助这种界面，可以一目了然地洞察能源数据发送到云环境的情况。”

除了通过开放接口收集数据外，我们还可以借助万可系统进行技术控制和调节功能建模。

——Lars Baumann，Avacon Natur资产管理团队负责人

自由编程更加安全

万可系统的优势还包括：符合行业标准、支持开放式协议、独立于现场总线，而且CODESYS支持自由、灵活地进行编程。Baumann表示：“除了通过开放接口收集数据外，我们还可以借助万可系统进行技术控制和调节功能建模。” Klesse强调说：“万可是我们找到的一个强大合作伙伴，我们可以与之合作进一步开发我们的项目并为项目进行理想的编程。” Avacon Natur使用基于Microsoft Azure云计算平台的WAGO Cloud，对其能源系统和供暖网络进行初步数据分析。这使得公司总部的资产管理员工以及分布在整个系统中的员工可以随时检查所有能源系统的数据。

WAGO Cloud存储所有测量数据，并作为Avacon Natur现有能源数据管理系统的接口。该能源数据管理系统也在MS Azure平台上运行，可对仪表读数自动进行合理性检查，监测能源系统的效率并用于报告。除了功能方面的作用，它还可以揭示安全问题。固件经过强化而且所有数据都会加密，这实际上排除了第三方访问云端数据的可能性。