Microgrid-Controller minimiert Betriebskosten
Emersons Microgrid-Steuerungslösung, die auf dem Ovation™-Leitsystem mit integriertem Microgrid-Controller aufbaut, verwaltet die dezentralen Energieanlagen eines Microgrids, um kostengünstig kohlenstoffarme Elektrizität zu erzeugen und gleichzeitig die Netzstabilität und die betriebliche Ausfallsicherheit zu gewährleisten.
Die Lösung automatisiert effektiv die Steuerung aller Microgrid-Komponenten und der Macrogrid-Vernetzung, um den Strombedarf zu decken und stabile Betriebsbedingungen mit minimalem Betriebspersonal beizubehalten.
Für ein zuverlässiges und nachhaltiges Netz
Emersons nachhaltige Netzlösungen wandeln schwer prognostizierbare erneuerbare Energien in kalkulierbaren, zuverlässigen Strom um. Bedarfsprognosen in Echtzeit, Einblicke in Betriebsprozesse und Analysefähigkeiten machen die Entscheidungsfindung einfacher und genauer. Erneuerbare Energiequellen werden nahtlos in Ihren herkömmlichen Energiemix integriert und sorgen für maximale Effizienz, von der Erzeugung bis hin zur Lieferung.
Maximierung der Microgrid-Belastbarkeit durch integrierte Automatisierungsstrategien
In diesem Artikel von Electric Energy Online (EET&D) beschreibt Rick Kephart von Emerson, wie die Implementierung einer einzigen Automatisierungsstrategie für das Microgrid-Management zahlreiche betriebliche, wartungstechnische und finanzielle Vorteile bietet.
Microgrid-Steuerungsanwendungen
Das Microgrid-Leitsystem Ovation bietet einen umfassenden Microgrid-Manager, der aus integrierten Standardfunktionen besteht. Dazu gehören die Datenerfassung für die Echtzeitüberwachung sowie Prozessgrafiken für eine Systemvisualisierung. Alarmmanagement, Datenarchivierung und Berichterstellung ermöglichen eine detaillierte Analyse und eine fundierte Entscheidungsfindung. Diese Funktionen können nahtlos in die eingebetteten Energiemanagement- und elektrischen Steuerungsanwendungen integriert werden.
Microgrid-Anwendungen: Geschäftskritische Stromversorgung und Rechenzentren
Von der Steuerung des gemeinsamen Anbindungspunkts bis hin zur Koordination komplexer dezentraler Energiequellen (DERs) – die Ovation Microgrid-Steuerung ist auf Umgebungen mit hohen Anforderungen ausgelegt. Erfahren Sie, wie diese Funktionen in unseren speziellen Lösungen für das Energiemanagement von Rechenzentren zum Einsatz kommen, oder sehen Sie sich unsere unten aufgeführten Rahmenleitfäden an, um zu erfahren, wie das System funktioniert.
Häufig gestellte Fragen zu Microgrid-Controllern und Leitsystemen
Ein Microgrid-Controller ist eine spezielle Hardware- und Softwareplattform, die für die Ausführung von Echtzeit-Regelungsstrategien zuständig ist, um die lokale Stromerzeugung und die Stromlast auszugleichen. Der Regler, der entweder netzgekoppelt oder im autonomen „Inselbetrieb“ arbeitet, regelt dynamisch verschiedene dezentrale Energiequellen (DERs) – darunter Photovoltaikanlagen (PV), Windkraftanlagen, Batterie-Energiespeichersysteme (BESS) sowie Diesel- und Gasgeneratoren. Er gewährleistet die Netzqualität, indem er die Grenzwerte für Spannungs- und Frequenzstabilität strikt einhält, den gemeinsamen Einspeisepunkt (PCC) verwaltet und bei Störungen im Makronetz nahtlose, schnelle Übergänge durchführt.
Ein Microgrid-Leitsystem ist eine umfassende Automatisierungsarchitektur, die einzelne Regler zusammenfasst und Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMIs), Engineering-Tools, Alarmmanagement, die Archivierung historischer Daten sowie Cybersicherheits-Frameworks umfasst. Es fungiert als übergeordnete Leitebene für die gesamte Energieinsel und koordiniert automatisierte Abläufe wie Lastabwurf, Black-Start-Wiederherstellung und wirtschaftliche Einsatzplanung. Durch die Vereinheitlichung der Kommunikation zwischen allen Erzeugungs- und Speicheranlagen bietet es den Betreibern eine zentrale Übersicht, um Energiekosten zu senken und die für den Betrieb unverzichtbare Verfügbarkeit zu gewährleisten.
Das System erkennt Anomalien, indem es hochfrequente Datenströme direkt von intelligenten Leistungsschaltern, Schutzrelais und Wechselrichtern der Anlagen verarbeitet. Das Ovation-System vergleicht kontinuierlich Echtzeitdaten mit thermodynamischen und elektrischen Modellen, die auf den Grundprinzipien basieren. Sollten Spannungseinbrüche, Frequenzabweichungen oder thermische Anomalien voreingestellte Schwellenwerte überschreiten, löst die Steuerungslogik automatische Isolierungs- oder Lastabwurfsequenzen innerhalb von Sekundenbruchteilen aus, bevor die Anomalie zu einem Ausfall der Anlage führen kann.
Die Interoperabilität wird durch eine robuste, integrierte Kommunikationsschicht gewährleistet, die verschiedene herstellerübergreifende Protokolle in eine einheitliche Steuerungsstruktur übersetzt. Der Ovation Microgrid-Controller nutzt native Datenverbindungsprotokolle und Industriestandards wie IEC 61850, DNP3 und Modbus TCP/IP. Dadurch kann der Regler direkt mit Batteriemanagementsystemen (BMS) von Drittanbietern, PV-Wechselrichtern und intelligenten elektronischen Geräten (IEDs) kommunizieren und so unterschiedliche Hardwarekomponenten zu einem einzigen, synchronisierten Messkreis zusammenführen.
Die Bediener nutzen integrierte Diagnosesuiten, die Echtzeit-Prozessgrafiken, die Aufzeichnung aufeinanderfolgender Ereignisse (SER) mit Zeitstempeln im Millisekundenbereich sowie ein fortschrittliches Alarmmanagement kombinieren. Wenn ein Fehler im Verteilungsnetz auftritt, erfasst das Leitsystem die genaue Abfolge der Auslösungen der Leistungsschalter und der Spannungsschwankungen. So können die Ingenieurteams eine Ursachenanalyse durchführen, zwischen externen Netztransienten und internen Komponentenausfällen unterscheiden und die Wiederherstellung des Systems sicher vornehmen.
Bei der Auswahl müssen die deterministische Geschwindigkeit und Skalierbarkeit einer Plattform mit den strengen Zuverlässigkeitszielen des Rechenzentrums (wie beispielsweise einer Verfügbarkeit von 99,99 %) in Einklang gebracht werden. Eine praktikable Microgrid-Lösung für Rechenzentren muss eine Fehlerreaktion im Subzyklusbereich, nahtlose N+Z-Inselbetriebsübergänge sowie die Fähigkeit zur Skalierung bieten, wenn weitere Strominselsegmente ausgebaut werden. Die Plattform sollte elektrische Steuerung (Leistungsschalter/Schaltanlagen) und Energiemanagement (BESS/Erzeugungsoptimierung) nativ unter einem einzigen, redundanten Steuerungsprozessor vereinen, um systemübergreifende Latenzzeiten zu vermeiden.
Die Architektur basiert auf einem Split-Horizon-Ansatz: Übergeordnete Optimierungsplattformen (wie das AspenTech Microgrid-Managementsystem) verarbeiten Preise des Makronetzes, Brennstoffkosten und Wettervorhersagen, um die kosteneffizienteste 24-Stunden-Einsatzstrategie zu ermitteln. Das zugrunde liegende Microgrid-Leitsystem empfängt diese strategischen Zielvorgaben und wandelt sie in Echtzeit-Betriebsbefehle um – wobei die Generatorleistung und die Lade-/Entladezyklen des Batteriesystems sicher so geregelt werden, dass sie den momentanen Lastschwankungen entsprechen.
