中国区总部
毕孚自动化设备贸易(上海)有限公司

市北智汇园4号楼
静安区汶水路 299 弄 9-10 号
上海, 200072, 中国

+86 21 6631 2666
info@beckhoff.com.cn
www.beckhoff.com.cn/zh-cn/

集成式电力和能源测量技术

符合 ISO 50001 标准的能源管理产品系列

精确的能源监测,实现最高效率

倍福提供的集成式实时能源监测解决方案能够在 EtherCAT I/O 系统内直接精准记录电压、电流和功率等关键电气参数。这种透明性有效降低了设备故障停机率,避免组件尺寸过大,并能够快速响应如相位故障等电网故障。因轴承磨损导致的功耗增加等偏离正常运行条件的情况能够被及早发现,以便及时采取干预措施。

该系统已获得 ISO 50001 能源管理体系认证,包括 EtherCAT 端子模块、测量互感器和 使用 TwinCAT 进行监测的软件库。系统支持预防性维护,能够显著提高生产效率,并提供可扩展的灵活性 — 从简单的能源监测到全面的网络和负载分析。

倍福面向未来的能源数据采集解决方案

除了基本的监测功能外,倍福还提供对频率、有功功率、无功功率和视在功率等关键电网参数的详细分析方案。该方案可无缝集成到控制系统中,无需额外配置外部测量设备,所有测量均直接通过EtherCAT I/O 系统完成。实时处理功能可即时检测电网波动和异常,并支持直接在控制系统中执行纠正措施。这不仅优化了故障管理流程,还能够凭借早期精准检测设备磨损迹象的能力实现预测性维护,从而最大限度地减少设备的故障停机时间。

主要优势:

  • 基于物联网的解决方案:最大限度地提升能源消费的透明度
  • 高度可扩展的产品系列:灵活适应从简单到复杂的各类应用场景
  • 一站式提供完整解决方案:硬件、软件与附件产品无缝协同
  • 减少接线工作:得益于 EL344x 端子模块的分布式电力测量功能
  • 高度灵活性:支持多种电压范围,适用于各行业领域。

EtherCAT 端子模块

EL3475 可自动检测机械装配系统的配置,实现快速、便捷的调试。
EL3475 可自动检测机械装配系统的配置,实现快速、便捷的调试。

适用于电力测量与初步评估的通用型解决方案

从电网监测、流程控制到高端电力监测,机械和能源行业的能源管理都灵活性、适应性强的解决方案。倍福的电力和能源测量端子模块适用于多种应用场景,其设计充分考虑了各类需求的优化。可扩展的产品系列包括:

  • 安装方便的可插拔测量系统
  • 得益于电子铭牌的使用,无需配置电流互感器
  • 电压、频率和相位的阈值监测
  • 电网和电力分析,支持多达 600 个测量值
  • 基于超采样技术实现高分辨率电网监测
  • 分布式电力测量助力实现精确的实时数据采集
  • 通过带 110 V AC 接口的电压互感器接入中压电网

测量互感器

SCT 电流互感器具有高度可扩展性,适用于各种应用场景。
SCT 电流互感器具有高度可扩展性,适用于各种应用场景。

可靠、可扩展的功率传感器技术

作为系统提供商,倍福通过其 SCT 电流互感器将功能强大的传感器直接集成到基于 PC 的控制技术中 — 从测量值采集到基于云的数据传输。用户可以从各种可扩展的设计和性能等级中进行选择,确保完美适配各类应用需求。丰富的 SCT 产品系列包括:

  • 针对楼宇技术的高性价比电流互感器
  • 针对械工程应用的标准工业用互感器
  • 针对测试台架和对精度要求极高的应用场景的高精度解决方案

TwinCAT

TF3650 TwinCAT Power Monitoring 用于评估原始电流和电压数据。
TF3650 TwinCAT Power Monitoring 用于评估原始电流和电压数据。

精确评估电流和电压数据

TwinCAT Power Monitoring 是一个功能强大的 PLC 软件库,用于评估原始电流和电压数据。用户可以用它来计算电流、电压和功率的有效值,这些值可以以瞬时值、平均值、最大值或最小值的形式提供。此外,该库还提供全面的电网分析功能,包括频率测定、频谱分析和谐波评估,以及用于评估电网质量的总谐波几何失真 (THD) 计算。

该功能块支持单相和三相系统。TE1300 TwinCAT 3 Scope View Professional 和 TF6420 TwinCAT 3 Database Server 产品适用于可视化和长期存储测量数据。

TF6735 TwinCAT 3 IoT Communicator APP 是一款简单且灵活的解决方案,用于随时随地远程监测和分析 TwinCAT 过程数据。

其它电力测量组件

得益于电流和电压测量的高精度同步,即使测量点分布比较分散,也能实现精确的功率计算。
得益于电流和电压测量的高精度同步,即使测量点分布比较分散,也能实现精确的功率计算。

在许多应用场景中,测量多个位置的电流和电压至关重要,例如,它可以有效应对分布式负载的需求或解决空间布局的限制问题。但通过实时同步和处理测量值,可以确保精确的功率计算。

高度精确的同步过程确保了功率数据的可靠性,即使电流和电压数据分别采集,也能实现精确计算。这包括视在功率、有功功率和无功功率的计算,从而能够对能耗和电网质量进行详细分析。这项技术不仅支持测量点的灵活布置,更能确保记录的数据高精度同步。因此,无论测量点之间的物理距离有多远,功率评估的质量始终能够保持一致。

电能质量因子:一个更简单、更快速进行诊断和故障排除的参考值
电能质量因子:一个更简单、更快速进行诊断和故障排除的参考值

倍福开发的电能质量因子(PQF)旨在尽可能简化用户对当前性能数据的评估。有了这个参考值,用户就能够根据单个数值评估系统的电压质量,而无需单独分析频率、电压、THD/谐波和对称性。例如,如果设备发生故障的同时 PQF 降为零,则可以得出结论,设备本身没有出现故障,而是电源变化导致出现故障。这种方法不仅能更快速地识别故障及其影响,还能加快根本原因分析。同时,PQF 的下降可以用作早期故障预警系统。

BZ3201 | 插入式标签盖,上有 ‘HIGH VOLTAGE(高压)’警告字样
BZ3201 | 插入式标签盖,上有 ‘HIGH VOLTAGE(高压)’警告字样

标准 I/O 系统的信号电压通常小于等于 48 V。然而,在电力测量应用中,信号电压通常为 ≥ 230 V,因此需要采取额外的安全措施以防止人员受伤。因此,倍福提供了多种用于识别电力测量端子模块的选项。

  • 通过使用 EtherCAT 耦合器的额外 I/O 站点进行识别。从而分隔电压 小于 48 V小于 690 V 的设备。
  • 通过 EL9080 隔离端子模块和信号颜色进行识别。
  • 通过 BZ3201 插入式标签盖进行识别,标签上有 ‘HIGH VOLTAGE’(高压)警告字样。

更多信息和应用实例

  • 18.11.2019 | 宣传册

    完整的电能测量链:从传感器到云端

    作为基于 PC 的控制技术专家,倍福通过完善从传感器到云端的电力测量链,进一步简化了电能管理,提高了设备和生产设施的可用性。可持续的系统集成式电力测量解决方案让用户能够进行大量的在线分析,以便及早发现偏差,并快速采取纠正措施。

  • 10.11.2020 | 应用报告

    EtherCAT Terminals reduce costs and ensure reliable grid management for power utility
    Romande Energie, 瑞士

    Romande Energie SA, one of the five largest energy utilities in Switzerland, employs EL3453 power measurement terminals and other EtherCAT Terminals from Beckhoff in its substations to safeguard the availability of its grid. This is implemented with the help of a secondary data acquisition system that can compensate for partial or total failures of the primary acquisition path.

  • 21.04.2016 | 应用报告

    High-precision frequency measurement with eXtreme Fast Control technology in a 12 MW energy storage system
    POWER21 Corp., 韩国

    In order to protect against grid fluctuations, Korean engineering firm, Power21 has developed an Energy Storage System (ESS) for frequency control. EL3773 EtherCAT Terminals with eXtreme Fast Control (XFC) technology perform high-precision frequency measurements.

  • 18.11.2014 | 应用报告

    PC 控制技术应用于供热和供电
    HERMOS AG, 德国

    与用于生产开关设备的一栋新大楼相结合,跨国公司 Hermos AG 在其德国总部 Mistelgau 实施了先进的能源中心。Beckhoff 基于 PC 的控制技术为自动化和楼宇管理提供了一个通用的平台。

  • 13.06.2014 | 应用报告

    数据透明度与能量管理和能耗优化携手并进
    Holzwerke Weinzierl GmbH, 德国

    木材的干燥加工是一个需要耗费大量电能的过程。德国的 Holzwerke Weinzierl 公司仍然设法确保发出的电比消耗的电多。成功的基础是一套使用了 Beckhoff 的电力测量 I/O 端子模块和嵌入式控制器的现代化能量管理系统,使工厂的电力使用透明化,同时不断对其进行优化。

  • 18.11.2014 | 应用报告

    实时通讯使风电场应用实现快速响应
    ALSTOM, 法国

    根据近日欧洲风能协会发布的预测数据,欧洲风电将进一步取得动态发展,到 2020 年,风电总装机容量将实现64 % 的增长。作为这种发展的一部分,几十台总输出量为 217 兆瓦的风力发电机最近由法国公司阿尔斯通安装在苏格兰的风场中。极速 EtherCAT 通讯网络和 Beckhoff 相应的 I/O 组件构成这一欧洲最大的陆上项目的通讯主干。