实现“
零碳”是全球能源发展的重点,也是国家能源发展的战略
控制工程网版权所有,通过清洁能源(光伏、风电、潮汐发电等),以及更好的基础设施建设到
绿色能源的应用,构成完整的生态系统。它需要能源网络中的每个角色发挥其关键作用,最终实现从发电、输配电、用电的全流程零碳。
图 1-清洁能源全链条
贝加莱正在为“零碳”能源转型战略提供基础自动化系统的产品、技术与方案的研发、工程实施。覆盖了
光伏电池制造、风力风电机组、光伏电站、储能、氢能、基础设施、用电的全链条布局。
Power to X
电转 X(Power to X,或P2X),是经由“氢能”来实现到各种化工燃料的转换
控制工程网版权所有,它将风力发电、光伏、潮汐能等“绿色能源”通过电解转化为“绿氢”,并通过化学合成转为“绿色甲烷”、“绿氨”、“绿色甲醇”、“绿色汽油”等,以实现对于富余的
新能源的消纳。今天,新能源的不稳定性以及快速发展对于电网的输配提出了挑战,因此
CONTROL ENGINEERING China版权所有,P2X是解决这些能源问题的有效渠道,全程“绿色”。
贝加莱在 Power to X 方向的技术储备包括在对电解槽、气体分离以及碳捕捉、
水处理方面的控制系统。如图 2 所示。
图 2-Power to X 概念
它包括了以下的软硬件方案:
● APROL 系统用于电解槽的控制与管理;
● OPC UA/IEC61850 的电力数据传输规约集成;
● IEC62443 的信息安全规约集成;
● IEC61800/IEC61508/IEC61784-3 功能安全集成;
● 集成的 Web 数据显示;
图 3-电解槽控制系统配置
图 3 是电解制氢的应用场景,可针对碱水电解制氢(AIK)以及质子交换膜的制氢(PEM),提供完整的机组控制,包括前端的水处理、气体分离,均可被纳入到 APROL 的系统控制之下。
储能与充电系统
针对电池储能单元,贝加莱提供大型储能站(在发电侧的固定式储能)、集装箱式储能站(应用侧的移动储能及充电)的管理。储能系统通常包括了模块化的电堆和汇流(包含电池管理 BMS)、整流 PCS/逆变、整个能源管理 EMS 系统,消防/空调机组等。
图 4-贝加莱储能系统配置
如图4所示,通常 BMS 会由单片机开发的带有 RS485/CAN 等总线的控制板,这些板可以作为从站连接到 X20 的本地控制器,或 X20BC 系列的总线控制器,汇集到中心节点的 EMS 工业 PC 上。运行能源管理/调度、优化、报警、趋势等集中管理功能,这可以基于 APROL 系统来实现。
氢能发电
氢能发电是未来快速成长的一个领域,大型的氢能发电在船用发电机组、重型矿山车辆的应用潜力巨大。
图 5-重型车辆的氢发电机组
图 6-为氢能发电机组提供的可扩展的控制系统架构
贝加莱为氢能发电机组提供功率控制所需的模块,如 X20CM0985、为固定式的机组提供本地控制及多机组的集中能源管理控制工程网版权所有,针对移动装备(如重型矿山车辆)提供采用 X90 移动控制器的机组控制。并可通过 IEC61850 提供与电力网络的数据连接与管理。
X20CM0985 模块是专为电力测量与并网同步而开发的独特的模块,如图 7 所示,它包括了以下能力:
图 7-X20CM0985电力测量与并网同步模块
电力测量
● 电力相位/电压/电流/频率的测量,以及直接并网
● 过压/欠压/过频/欠频
● 不平衡负载监控
● 热过流监控/短路监控
● 不对称电压监控
● 无功功率监控
UL6200认证
针对于电力领域的设备安全控制,在北美地区需要通过 UL6200 认证,贝加莱控制器及测量模块经过了 UL6200 认证,以满足机组的安全控制需求。
清洁能源生态-通信集成
电力系统实际上是一个“生态系统”,它必须有统一的连接和规范接口,才能在各个单元间实现高效的数据交互、全局的管理优化。IEC61850 是针对电力网络,从发电侧、输配、用电侧的设备建模、数据连接信息模型、数据交互的机制。IEC61850 已经被封装为内嵌在贝加莱控制系统运行的,经由 Automation Studio 配置的标准模块。
图8-IEC61850满足电力系统连接规范
贝加莱目前 IEC61850 规约覆盖MMS服务、GOOSE 和 SVM 协议,这些都是与当前电力网络的兼容性设计,以让电力设备制造商、输配电、用户侧的设备可以被有效互联,并通过 APROL 系统集中的能源管理。
综上所述,贝加莱已经为清洁能源制定自动化的可持续发展方案www.cechina.cn,并与全球领先的能源装备、系统、集成商、用户共同致力于“零碳”社会的发展。