Связь между предприятием и зданием: центральная система управления электропотреблением создает синергетический эффект устойчивого развития Система управления зданием Emalytics Automation гармонизирует форматы данных и интеллектуально объединяет сектора между собой.

Краткое резюме

Благодаря объединению секторов автоматизации предприятий и инженерных систем зданий можно добиться энергоэффективного предварительного управления производством. Данные служат основой для комплексной автоматизации и сетевого взаимодействия. Цифровизация необходима для того, чтобы все отрасли говорили на одном языке. Интерфейсы данных и гармонизированные форматы данных обеспечивают стандартизированный обмен данными между традиционными инженерными системами зданий и производственными машинами. Только так можно выявить взаимодействия, чтобы в дальнейшем оптимизировать весь организм.

Emalytics Automation берет на себя эту роль в Phoenix Contact. Разработанное как система управления зданием, это решение может быть использовано для повышения энергоэффективности целых производственных площадок. Для того чтобы данные со всех инженерных систем можно было использовать в Emalytics, система управления приводит их к стандартному формату и хранит в облаке Phoenix Contact.

Оптимизация энергопотребления на всей производственной площадке

Генерировать, распределять и потреблять энергию: эта триада целостной сетевой энергетической системы предоставляет энергию именно там, где она необходима в нужное время. Для этого необходимо интеллектуальное объединение секторов на основе возобновляемой электроэнергии. Такая концепция лежит в основе видения будущего All Electric Society. Целостный подход к электрификации, сетевой интеграции и автоматизации энергетики, промышленности, инфраструктуры и мобильности работает не только в масштабе крупных, но и небольших предприятиях. На базе компонентов и систем для электротехники, электроники и автоматизации, Phoenix Contact предлагает решения, создающие сбалансированные синергетические эффекты между производством и автоматизацией зданий. Автоматизация зданий может в будущем взять на себя роль центральной системы управления электроэнергией. Для примера: если, например, запланирован крупный заказ, система управления зданием заряжает внутренний аккумуляторный накопитель, чтобы впоследствии он мог компенсировать пиковые нагрузки, ожидаемые в процессе производства. Для этого необходимо знать, сколько энергии расходуется на единицу продукции.

Временная развязка спроса и предложения электроэнергии с помощью энергоаккумуляторов

Если распределение и хранение энергии, вырабатываемой собственными силами, является одной из основных идей объединения секторов, то заблаговременное резервирование электроэнергии, традиционно вырабатываемой энергоснабжающими компаниями (EVU), является очевидной запасной стратегией. Целенаправленная закупка дешевой электроэнергии, объединение объектов недвижимости с энергоаккумуляторами и эффективное управление пиковой нагрузкой (купирование пиковой нагрузки) обеспечивают высокую доступность при приемлемых затратах. Таким образом, большие потребности в электроэнергии - например, в контексте высокой загрузки производственных мощностей или сезонных, значительных потребностей в отоплении или охлаждении - могут быть удовлетворены при низких ценах в кВт/ч. Поэтому электроэнергию следует покупать в тех случаях, когда можно предвидеть, что энергии, вырабатываемой собственными силами, будет недостаточно, а традиционная энергия в наличии по выгодным ценам. Это своего рода временная развязка спроса и предложения.

Такая временная развязка может быть применена и к возобновляемым источникам энергии – ветроэнергетическим и фотогальваническим установкам. Сочетание с энергоаккумулятором дает возможность потреблять дневные излишки электроэнергии ночью. Электростанции согласно закону о возобновляемых источниках энергии могут оставаться подключенными к сети, даже если вырабатываемая ими энергия не требуется. Государство, в свою очередь, экономит на компенсационных выплатах. В 2022 году федеральное правительство выплатило около 800 миллионов евро в качестве компенсации владельцем электростанций согласно закону о возобновляемых источниках энергии, которые пришлось отключить от сети из-за перегрузки или недостаточного потребления. Это может быть актуально в ветреные и солнечные дни, когда нет необходимости в обогреве или охлаждении. В реальной реализации сочетание ветропарка / солнечного парка и накопителя происходит в лучшем случае в общей точке подключения к сети. Таким образом, создается резервный блок, который может обеспечивать мощность первичного регулирования за счет энергоаккумулятора. Это означает, что старые ветропарки также могут участвовать на рынке мощностей первичного регулирования.

Интеллектуальная цифровизация локальных подстанций

Если энергетические взаимодействия функционируют внутри замкнутого предприятия, то, тем не менее, становится ясно, что микрокосмос нельзя отделить от вышестоящего макрокосмоса. Это связано с тем, что секторы в малом и крупном масштабе тесно взаимосвязаны. Если необходимо гарантировать энергоснабжение производственного предприятия, необходимо также учитывать требования многочисленных устройств децентрализованной сети. Расширение использования возобновляемых источников энергии ставит все более сложные задачи перед электросетями и, в частности, перед локальными подстанциями. Как уже говорилось, децентрализованные системы для выработки электроэнергии, такие как ветросиловые установки или солнечные парки, работают нерегулярно и поэтому создают нагрузку на высоковольтные и средневольтные сети в связи с колебаниями нагрузки. Поэтому сеть должна стать умнее и своевременно распознавать критические точки сети.

Phoenix Contact также предлагает решения в этой области для интеллектуальной цифровизации локальных подстанций, что обеспечивает прозрачность и дистанционный обзор всех станций. Записанные значения используются для автоматической регулировки уровня напряжения, чтобы устранить колебания сети и быстрее устранить неисправности. Автоматическая компенсация колебаний напряжения обеспечивает надежное энергоснабжение как промышленности, так и населения.

Эти несколько примеров демонстрируют потенциал объединения секторов на пути к All Electric Society. Также очевидно, что сложные взаимосвязи могут быть налажены только при дальнейшей цифровизации и целенаправленном использовании сенсорных технологий для записи данных измерений. В рамках производства внешние события должны быть интегрированы в автоматизацию. Это, например, информация из системы управления производством, экономические данные энергетического рынка или ожидаемая загрузка зданий и машин. Эти данные поступают напрямую из системы управления зданием Emalytics. Сердцем решения является платформа промышленного интернета вещей. После нормализации записанные информационные точки становятся доступными во всей сети в виде серверной базы данных - независимо от того, кто имеет доступ к сети или подключен к ней. Таким образом, это может быть как машина, так и фотогальваническая установка, насос или система вентиляции. Таким образом, Emalytics вносит свой вклад в оптимизацию сети в долгосрочной перспективе.

Заключение

Классические инженерные системы зданий прошлых десятилетий сегодня способны на гораздо большее, особенно когда речь идет об объединении секторов. На базе Emalytics Phoenix Contact предлагает решение, позволяющее объединить различные области применения - зарядные станции с системой управления энергопотреблением, вентиляцию и освещение с системой управления объектом или энергоаккумулятор с производством. Преимущество такого сочетания заключается в том, что можно оптимизировать энергоэффективность целых зданий и даже производственных площадок. Оптимизации в этой области охватывают сферы от собственного использования солнечной энергии до общего энергосбережения, профилактического обслуживания и управления пиковой нагрузкой.