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案例集 | 汽車鋰電池的監測與可視化,萬可幫你輕松搞定

供稿:萬可電子(天津)有限公司 2019/12/12 16:39:34

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  • 關鍵詞: 萬可 汽車鋰電池
  • 摘要:可用來儲存可再生能源所產生電量的新型電池被認為是能源轉型的關鍵。KE-TEC公司在其位于阿爾高(BIZA)的電池信息中心測試了多種電池,為了補償自身發電和消耗之間產生的電壓波動,他們將1MW電池連接到位于貝齊高總部的電力網絡。萬可完整的自動化解決方案助力KE-TEC公司實現自動化充電和放電。

創立于2007年的KE-TEC GmbH位于德國慕尼黑,一直致力于構建電池原型、開發電池測試及管理用電子設備和軟件,并不斷提升電池的安全性。

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汽車行業客戶在鋰離子電池及其他類型電池的研發方面進行了大規模投資,以期能將其應用于電動汽車。為了在競爭激烈的汽車市場中推廣電動汽車,其電池必須更小巧、儲存電量更多,而且更經濟實惠。

電池不僅能用作電動汽車的電源,還可加入電力網絡。作為固定應用,多個電池會被綁定到較大型電池單元中。連接到電網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。

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萬可自動化解決方案可測量電池、變壓器和PV系統的輸出數據,并將其發送到控制系統KE-TEC運營的能源儲存單元代表的是電池制造商,他們會將批量生產的能源儲存單元用于電動汽車。Egrid公司優化了本地供電網絡,旨在利用小規模投資來擴展電力網絡,使其轉型為智能電網。

為實現這個目標,Egrid分析了現有的供電網絡,并根據應用對其進行優化。Egrid聯合KE-TEC GmbH公司在2015年夏季共同開始了新一輪的測試。

不良運行反應測試

測試持續運行的大型電池是KE-TEC公司的任務。但是,持續運行意味著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,即盡可能多地使用其自身儲存的電力來補償1MW電池發電或耗電的高峰期。在1MW電池的運營期間,必須通過釋放來安裝新的20kV變電站。

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隨時隨地獲取1MW電池的輸出數據


供電網絡連接的實施

為了連接到區域電力網絡,除了位于BIZA的變電站之外,Egrid還構建了另外兩座變電站,即用于阿爾高區域電網的大型變電站和用于KE-TEC供電網絡的小一些的變電站。

這兩座變電站通過兩根獨立的母線連接到PV系統、1MW電池以及KE-TEC和BIZA的建筑。所面臨的挑戰主要是采集該系統內部電流的相關數據并使其可視化,以及為系統元件構建可自動化控制的控制回路。

用來執行這些任務的開關柜安裝在1MW電池和兩根母線之間。可在開關柜內測量電池、變壓器和PV系統的輸出數據,以及KE-TEC和BIZA的消耗數據。記錄的數據被發送到控制系統,并進行評估,然后根據編程輸出相應的控制命令。

測量電流并實現可視化

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數據傳輸協議將其發送到控制系統。借助萬可的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送測量數據(例如無功/表觀/有效功率、能耗、功率因數、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。借助多種測定變量,可對供電網絡進行全面的分析。

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萬可750-8202 PFC200控制器被用來控制系統,它除了具有網絡接口和現場總線接口外,還支持750/753系列數字量和模擬量輸入/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,可用來連接打開和關閉電力網絡的負載開關。為連接到PV系統,需要安裝逆變器,可使用Modbus通信協議對其進行監測。

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借助控制器集成的Web服務器,KE-TEC和Egrid公司可使用智能手機和平板電腦等終端設備調用有關供電網絡的狀態信息。“因此我們隨時可以使用iPad獲取1MW電池的輸出數據,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,可根據市場和情況需要,將電流導向所需的任意方向。

審核編輯(王靜)
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