上海勇控自动化设备有限公司

 倍福模块kl1154数字量端子模块倍福总线BECKHOFF将可再生能源接入到电网中经常会引起频率波动。如果发电量超过 消耗量，频率会上升。另外，如果用电负荷过大，但发电量不足， 则频率会下降到低于参考值。避免由于这样的频率波动造成损耗的 传统方法包括天然气发电和水力发电系统。但是，这些方法是资源 密集型的，并且这些系统的响应速度要慢得多，需要时间实现满功 率运行。飞轮储能技术是解决这一问题的理想方案，特别是由 Temporal Power 公司设计和制造的系统。 Temporal Power 系统的效率和价值促使加拿大储能系统开发商 NRStor 选择了他们的飞轮储能系统。2014 年，NRStor 开发了一个 2 MW 的储 能阵列，它使用的是 Temporal Power 基于飞轮的频率调制技术。这一 创新项目的努力没有白费，Temporal Power **近获得了由安大略省能 源协会颁发的 2014 年度突出贡献奖。






可再生能源新“动感” 基于飞轮的储能系统以一个旋转的钢制气缸为中心，气缸用轴承悬 挂于空腔结构中，以减少摩擦，并与一个电机和发电机组合连接。 电能被施加到飞轮总成上，使得它以非常高的速度旋转，转速**高 可达到约 12,000 RPM。一旦全速运行，电力会被断开，真空密封系 统和高科技轴承的组合使得质量继续以**小摩擦损失高速旋转。当 从系统收回电能时，飞轮的动能被传输回电网。 传统的机械轴承可能会因为摩擦造成动能势能的巨大损失。“Temporal Power 公司专有的磁轴承可以显著减少摩擦，使系统达到 97% 的机械效 率。”Temporal Power 公司总裁兼首席技术官 Jeff Veltri 说道。“这种设计 方法提供了下一代电能解决方案，既坚固又环保。”Temporal Power 公 司 CEO Cameron Carver 补充说道。 使用 EtherCAT 实现电网监控：毫秒级响应时间 在开发的早期阶段，Temporal Power 追求的是通过更快、更可靠的数 据传输通讯系统来减少延迟倍福模块kl1154数字量端子模块倍福总线BECKHOFF。
现在使用的 Beckhoff 的系统由 CX2020 嵌入式控制器直接连接 I/O 端子模块，EtherCAT 实时总线及 TwinCAT 3 自动化软件构成。“基于 PC 的控制平台为我们的应用提供了一个 理想的解决方案。”Jeff Veltri 说道。“由于 EtherCAT 的响应速度快， 系统现在能够提供更严格的频率调节控制，让我们的高性能飞轮系 统能够以**小的延迟跟踪来自电网运营商的信号。”相对于传统的系统，Temporal Power 的飞轮可以吸入电能，并不断输出电能。“这 是一个建立在 PC 控制上的强大热量管理和监控系统的功能。”Jeff Veltri表示。 由于需要快速、准确地测量电网电压，Temporal Power 仰赖高速、 高精度 EL3773 XFC 电力监控和采样端子模块 — 提供 6 通道、同步 电力测量，以低于 100 微秒的响应时间将数据传输到控制系统。在 EtherCAT 分布式时钟功能基础上，倍福模块kl1154数字量端子模块倍福总线BECKHOFF测得的值可以用非常高的精度（1 微秒）和 10 ns 的内部采样时间进行同步。Jeff Veltri 继续说道：“在 我们的应用中，我们不能仅仅是一家电力公司；
我们也积极给电网 提供支撑。EL3773 的高速特点让我们能够对频率下降做出及时响应 并给电网即时提供电压支撑。” IP 67 I/O 模块节省电气柜空间 EtherCAT 端子盒的坚固设计大大降低了 Temporal Power 系统飞轮部分 的电柜需要。全封闭型 IP 67 级 I/O 端子盒直接安装在飞轮上，节省空 间，降低成本。“EtherCAT 端子盒很好地满足了我们的安装需求。由 于飞轮系统位于地下，我们需要注意防潮、防振和温度变化。”Jeff Veltri 阐述道。 速度更快、功能更强大的系统出色完成储能任务 未来储能装置的设计已经在酝酿中，Temporal Power 已经将目标定位于 解决替代能源存储的快速增长需求。由于能源消费量没有放缓迹象， 能源与公共事业部仍然在寻找经济高效、可靠的解决方案来调节电 网，并为客户点亮一盏明灯。“基于 PC 和 EtherCAT 的系统已经超越 了我们飞轮装置中的预期。”Jeff Veltri 指出：倍福模块kl1154数字量端子模块倍福总线BECKHOFF“飞轮控制的响应速度 加快了有 100 倍之多，从 500 毫秒缩短到当前的 5 毫秒。
TwinCAT 3 平 台在 PLC 和软件的 I/O 层之间提供了完美集成，并借助各种标准 IT 工 具提供了更好的信息管理能力。这让我们能够更快、更灵活地在现场 进行修改。我们期待着采用基于 PC 的控制技术进行新的开发，在未 来的新发展中寻找继续与 Beckhoff 合作的机会。”高性能、灵活的控制技术 一台采用了 Intel® Core™ i7 处理器（双核）的功能强大的 CX2030 嵌入式控制器用作控制所有系统组件的自动化平台。对于数据采 集，使用了大量用于数字和模拟量 I/O 信号的 EtherCAT 端子模 块，包括 EL34xx 电力测量端子模块。流量表，如电表和水表，通 过 KL6781 M-bus 主站端子模块无缝集成。在 Hermos 公司市场营 销和销售部门工作的 Frank Speringer 阐述了 Beckhoff 基于 PC 的控 制技术的优点所在：“从 1996 年开始，我们就一直使用 PC 控制 技术。
主要原因包括它可以很容易地集成到我们的 IT 系统中，此 外，系统还具有模块化性和良好的开放性，因此具有高效率和极 大的灵活性。倍福模块kl1154数字量端子模块倍福总线BECKHOFF这意味着 Beckhoff 组件可以在几乎所有的应用场合 — 以及客户的项目中使用。另外一个好处，特别是对于能源中心 来说，就是楼宇管理服务器/客户端应用程序和自动化功能都在一 台嵌入式控制器上运行。” 系统运行所需的参数被映射到 Hermos 的上位 FIS# 管理和操作系统 中，它通过 FIS# ads 驱动程序集成在 Beckhoff 的 TwinCAT 自动化软 件中。天气预报功能的集成使得能量转换装置和存储系统的前瞻 性、均衡管理和运行成为可能。系统内单元的所有电力和热能消 耗数据通过由 M-bus 连接到分析用的 FIS# 的仪表进行监测。