【应用】PFC200远动控制器用于光伏系统和能源存储系统，助力幼儿园实现能源自给自足

时间： 2022-05-30 来源：WAGO

技术问答

位于维尔茨堡的Heiligkreuz幼儿园十分专注于未来发展，这里是供小朋友们学习和游乐的地方。一个对能源格局越来越重要的电力供应解决方案也由此应运而生：依靠自身进行发电。为此，屋顶的光伏系统承担了这一任务。由于储能设备可存储多余电力并根据需要进行放电，这一系统运行起来十分经济。

出于需要，Heiligkreuz幼儿园（前身为1932年设立的天主教基金会）在2017年进行了一次翻新改造。然而，由于扩建，最大72千瓦的电力连接已远远不能满足需求，所以还必须对电力供应系统进行重新设计。包括厨房、电梯以及分布式热水供应系统在内的现代化设备明显需要更多电能。

例如，已安装的直流式热水器便具有相当高的加热能力。另外，由于安装于靠近水龙头的位置并在水流流动期间进行加热，它还具有严格卫生要求。这也确保了温度调节的精确性并防止了军团杆菌的滋生。

然而，能耗的间歇性加倍要求具有比当前电力输出更高的功率。直观选择便是对网络连接容量进行扩展。为此，网络运营商必须从公共网络建立新的分支点并铺设更多的地下电缆。当然，还需额外配备一个变电站。

施工经理决定摒弃传统解决方案，转而采用近几年刚被提出并广泛应用的前瞻性解决方案：依靠分布式可再生能源系统满足自身峰值负荷期间的用电需求。

光伏系统和能源存储系统控制方案，万可（WAGO）可提供：

PFC200远动控制器可处理所有组件之间复杂的信息交换。

通过RS-485板载接口连接位于电网点的能量表。

通过VPN加密功能最大程度地确保网络安全。

幼儿园成为产消者

这一现象首先出现于具有光伏系统的个体家庭和小型企业，该项目的目标不再是向电网输送能源，而是尽可能地满足自己的能源消耗。然而，只有当系统能够存储多余电力时，才可实现经济运行。这是因为太阳能具有波动性和不确定性，而无关能量需求高峰与否。太阳能受益于市场发展的另外一个方面即是——因为基于锂离子电池的系统价格也大幅下降。

如此一来，幼儿园便成了产消者：是生产者同时又是消费者，且完全独立于能源供应商。自2017年年底，光伏阵列就开始在新幼儿园屋顶上运行。由于峰值负荷功率高于60千瓦的最大连接输出，系统自身并不足以满足峰值负荷的需求。为此，来自维尔茨堡的TEAM ELECTRIO BECK为太阳能阵列额外安装了一个由其与BMW共同开发的固定式电力存储系统。

存储设备限制网络用电

电力存储系统由一个BECK电源、控制单元以及六块全新BMW i3锂离子电池组成。每个电池的标称存储容量为33千瓦时，总净容量相当于175千瓦时。借助该缓冲器，可根据需要对屋顶产生的电力进行使用。

在维尔茨堡，该系统的设计是为了限制输出并尽量减少主电源的消耗。该系统产生的电力首先被消耗。不够时，再从锂离子电池中获取电力。但事先应在低消耗时对不能立即消耗的自产电力进行存储。

“除了优化自身消耗外，在峰值负荷期间使电池放电并在谷值负荷期间对电池充电也可避免网络供电的增加，”来自BECK AUTOMATION的Ralf Klingenberg解释说。“这背后的算法可以连续计算最佳电池输出，并防止不必要的电池放电。”

储能设备的六块锂离子电池安装于地下室内

此外，还可根据负载管理优先级列表对各个设备进行阻塞；例如，根据需要关闭用于提供清洁水的直流式加热器。如果光伏阵列的发电量不足，可以在非高峰时段（比如说夜间），使用市电为电池充电。相反，如果光伏系统的发电量高于消耗量，并且电池已经充满，那么也可将多余能量馈入电网。

BECK自动化公司使用万可组件实现了存储设备、电网、太阳能阵列和负载之间复杂的信息交换。其中，WAGO-I/O-SYSTEM 750系列的PFC200远动控制器便充当了控制和通信单元。板载RS-485接口则通过开源Modbus RTU协议与安装在电网点的能量表进行通信。此外，借助记录的能量测量数据还可对能量生产与存储进行有效控制。

控制器通过满足最高安全标准的加密虚拟专用网络 (VPN) 连接至Internet。此外，万可PLC还可将实时数据（以自产电能为例，包括电池充电状态和消耗数据）传输至BECK服务器，并将历史记录发送到BECK数据库进行评估。由此可进一步优化太阳能电池组之间的相互作用。

PLC用于协调太阳能阵列、存储设备电网及耗电设备之间的能量流。

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WAGO-I/O-SYSTEM 750 KNX/EIB/TP1 Module

型号- 750-8101,2759-101/1110-2002,750-402,750-600,753-646,750-504

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WAGO-I/O-SYSTEM 750 750-377(/xxx-xxx) PROFINET IO advanced ECO Fieldbus Coupler

型号- 750-1425,75X-671,75X-670,75X-425,75X-421,750-606,75X-563,75X-661/000-003,75X-562,75X-560,75X-439,750-377(/XXX-XXX),75X-559,75X-557,75X-555,75X-553,750-611,750-610,750 SERIES,753-1629,75X-453,75X-452,75X-451,75X-450,750-482,750-481,750-484,750-486,750-485,750-487,750-523,750-644,750-921,750-920,750-923,750-628,750-627,750-663/000-003,75X-464,75X-463,75X-461,75X-460,75X-459,75X-457,75X-456,75X-455,75X-454,75X-662/000-003,750-597,750-632,75X-475,75X-474,75X-666/000-003,75X-472,75X-471,75X-470,75X-469,75X-468,75X-467,75X-466,75X-465,75X-507,75X-506,75X-483,75X-482,75X-480,75X-637,75X-636,75X-635,750-669/000-003,75X-479,75X-1630,75X-478,750-497,75X-477,750-496,75X-476,75X-630,75X-1631,750-377,750-657,750-658,75X-651,75X-650,75X-495,75X-494,75X-493,75X-667/000-003,75X-492,75X-491,75X-645,75X-522,75X-643,75X-642,75X-641,75X-537,75X-655,75X-532,75X-653,750-673,75X-652,750-672,750-435,75X-419,75X-418

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万可提供用于基础设施自动化的“数字工厂网关”，基于WAGO-I/O-System同时支持多条通信线路

只对可测量的设备进行优化，是万可为基础设施自动化设计数字工厂网关的基础。传感器记录生产数据并传输到万可网关，在此对数据进行处理并将其传输到IT网络或云端用于分析及过程优化。该系统基于WAGO-I/O-System，确保可以处理多个工业领域的多种现场信号。

厂牌及品类发布时间 : 2023-01-11

WAGO-I/O-SYSTEM 750 753-646 KNX/EIB/TP1 Module Device Mode

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WAGO-I/O-SYSTEM 750 750-8202(/xxx-xxx) PFC200; 2ETH RS

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WAGO-I/O-SYSTEM 750 750-8202(/xxx-xxx) PFC200; 2ETH RS

型号- 750-1425,750-653/000-001,750-404/000-005753-404/000-005,750-653/000-002,750-460,750-462,750-461,750-464,750-585,750-463,750-631/000-004,750-466,750-465,750-586,750-468,750-501,750-467,750-502,750-469,750-504,750-606,750-451,750-450,750-453,750-452,750-455,750-454,750-457,750-611,750-456,750-610,750 SERIES,750-459,750-458,750-517,750-638,750-519,750-654/000-001,750-480,750-482,750-630/000-004,750-481,750-484,750-483,750-002,750-640,750-485,750-400,750-004,750-642,750-487,750-650/000-002,750-003,750-402,750-523,750-006,750-644,750-401,750-522,750-005,750-643,750-921,750-404,750-008,750-920,750-403,750-007,750-645,750-923,750-406,750-650/000-001,750-405,750-009,750-507,750-628,750-627,750-509,750-636/000-700,750-626/020-002,750-630/000-001,750-471,750-470,750-473,750-472,750-475,750-474,750-477,750-476,750-630,750-512,750-479,750-633,750-1500,750-478,750-511,750-514,750-635,750-513,750-634,750-516,750-515,750-636,750-419,750-1505,750-418,750-1506,750-1501,750-1502,750-1504,750-651/000-001,750-422,750-421,750-424,750-423,750-425,750-428,750-427,750-408,750-1516,750-407,750-409,750-1515,750-636/000-800,750-491,750-493,750-492,750-495,750-011,750-494,750-010,750-530,750-497,750-013,750-651,750-650,750-496,750-012,750-411,750-653,750-015,750-410,750-531,750-014,750-652,750-1400,750-655,750-412,750-016,750-654,750-415,750-536,750-414,750-535,750-538,750-537,750-1406,750-1407,750-1402,750-1405,750-8202,750-560,750-563,750-562,750-600,750-624/020-002,750-550,750-671,750-670,750-552,750-672,750-554,750-433,750-1420,750-432,750-1421,750-553,750-8202(/XXX-XXX),750-435,750-1422,750-556,750-1423,750-555,750-557,750-8202/025-000,750-439,750-438,750-559

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