馈电管理2.0：具备更多功能的电源控制单元 菲尼克斯电气提供经认证的光伏系统解决方案。
简介
电网运营商必须将尽可能多的可再生能源馈入电网，同时不会危及电网稳定性。运营商使用电源控制单元（即发电系统控制器）控制和调节有功及无功功率。然而菲尼克斯电气旗下的经认证设备采用PLCnext Technology，功能远不止于此。
采用馈电管理的光伏系统概览
发电和电网质量：能源变革挑战
根据德国联邦经济和能源部的数据，可再生能源已成为德国的主要电力来源。作为能源变革的关键支柱，可再生能源在电力消费中的占比不断走高，从2000年的约6%上升至2022年的46%。截止2022年底，近260万个光伏系统 (PV) 发出了可再生能源部分中的66 GW电力。但是中低压电网中逐步增长的光伏系统装机量带来了严峻挑战。这是因为分布式发电系统亦需确保电网质量。
运营商使用频率和电压作为相关评估参数。电源频率取决于电网有功功率平衡。如果发电机向电网馈入的有功功率大于负载所需，则电源频率上升。而电源电压则受电网无功功率平衡的影响。如果无功功率需求增加，则会导致电源电压降低。
技术和法规要求
在电能质量方面，分布式发电系统常被认为有着显著的负面影响。其主要原因在于风力和光照等外部条件，这类影响系统性能的重要决定因素既无法控制也不能进行充分规划。一个常被遗忘的事实是此类系统早已拥有用于稳定电源频率和电源电压的技术前提。如果中期内可再生能源在电力消费中的占比大幅提升，那么显然有必要大规模推广储能模块系统。
除发电外，系统还需执行常规配电任务。例如，电力市场自由化日渐涉及跨境电力传输。因此，”发电机要求网络规范“采用了欧洲规范。该网络规范规定了欧洲境内安装的发电系统必须遵守的电网连接规则。为实现理想实施效果，规范必须根据各个国家/地区的当地情况进行调整。
适用于大部分商用系统
在此背景下，VDE（德国电气工程、电子设备和信息技术协会）代表德国联邦经济和能源部制定了面向所有电压等级的四项国家应用规则。作为指令之一，VDE-AR-N 4110“中压技术连接规则”取代了BDEW（德国联邦能源与水管理协会）中压指令。自2019年4月起，VDE-AR-N 4110即为系统输出达135 kW、电压范围在1到60 kV之间的所有新投产发电系统的强制性标准。因此应用规则将影响大部分商用光伏系统。
VDE-AR-N 4110/20的一部分还涉及到强制仅使用经认证的馈电管理控制器。电源控制单元确保在电网连接点实施有功和无功功率设定值以及规定的控制程序。设定值由第三方（电网运营商或直销商）通过远程控制技术指定或在VDE-AR-N 4110/20规定的特性曲线框架下设置。
包含菲尼克斯电气经认证电源控制单元的全套开关设备和控制设备组件
内部综合解决方案认证
电源控制单元电气特性认证必须采用FGW TR8指令。FGW TR3则用于此类电气特性的测量和测试。然后电气特性仿真模型的建模和验证必须符合FGW TR4要求。
PGS控制器获取组件证书需要在技术和资金方面付出大量努力。特别是在高度细分的德国光伏市场，为专门开发的控制器申请认证对大部分系统安装商而言并不划算。相比于符合连接指令，控制器的灵活应用也同样重要。
一台设备中整合多种功能
在此背景下，菲尼克斯电气在取得认证前便已解决了相关难题，即如何克服解决方案所用工业控制器的繁杂型号，确保方案符合标准。这是因为硬件采用了基于开放式PLCnext Technology的现行PLC。
该技术不仅能够在单个项目中使用IEC 61131、C/C++、C#和Matlab Simulink等多种编程语言， 还可在一台设备中组合搭配不同功能。菲尼克斯电气并不向用户提供一体化解决方案，而是专门针对那些已具备必要应用系统和编程知识的人群。在初始项目中，工业控制器除经认证的控制功能外还实现了远程控制连接。这类操作通常情况下需要两台独立设备，而该方案则更为经济高效且节省空间。
PLCnext Control支持使用不同软件工具开发程序代码，甚至可在设备上并行执行
轻松调试的应用示例
为帮助客户调试上述解决方案，菲尼克斯电气可提供远程控制技术耦合应用示例，包括用于配置电源控制单元的Web应用。除实施相应的特定要求接口外，无需进行其他调整。不过需要时还可添加更多功能。应用功能包括控制模式、标准PID控制器参数配置、特性曲线插值点设置、存储纹波控制接收器位模式以及记录初始调试期间各网络和控制器基本参数。
菲尼克斯电气还提供附加功能块库，用于实施电源控制单元的特定要求接口。库中包括通过远程控制技术集成分布式系统的模块。此外，光伏相关功能模块还可简化与逆变器和电能表的通信，以及与独立于制造商门户网站的连接。
