客户应用 2020年9月15日
多语种变电站

电源的安全性很容易遭受破坏。例如，反铲挖土机操作员在干劲十足地挖掘时会损坏电线。在这种情况下，很有必要对电网进行快速而目标明确的诊断，无论是在跨度较大的线路中还是在位置分散的变电站中均是如此。在维特蒙德风力发电厂的变电站中，ENERCON借助万可PFC200远动控制器进行信号处理和数据传输。

NERCON总部位于德国北部的奥里希，拥有26,300多台风力涡轮机，称得上是技术领导者。在维特蒙德，ENERCON既构建所需设施，又运营风力发电厂和变电站。“在风力发电厂，从规划到建造直至为电网供电，对于单一来源的交钥匙模式解决方案的需求日渐突出，”ENERCON项目经理Gerd-Evert Meyer说。因此，公司正在认真考虑如何将风力发电厂与智能电网连接，主要是如何确保包括变电站在内的系统可用性及监测。

优势：

万可PFC200远动控制器通过连续监测缔造安全
实现快速、有针对性的故障诊断
通过CODESYS自由编程

通信的中心

在维特蒙德风力发电厂，万可PFC200起到通信枢纽的作用。首先，它在网络运营商与风力发电厂控制器之间建立连接。需要考虑的是，网络运营商与风力发电厂使用不同的语言，设施及其运营商ENERCON之间使用的语言也不同。使用多种语言的原因是远动技术的协议标准不同。在网络运营商与风力发电厂调节器之间，建立了基于IEC 60870-5-101的点对点式串行连接。要传输的数据通常要求有功功率或无功功率。反过来，它们除了确认设定值之外还接收实际输出、风力强度以及额外的天气数据，“来获得风力发电厂的输出功能，”Meyer解释说。

然而，在风力发电厂控制器、ENERCON控制中心和PFC200之间，则使用IEC 60870-5-104“字典”进行IP通信。“对于我们来说，WAGO控制器是变电站中最大的通信节点，它能管理一切，”这位项目经理说。而变电站内的技术连接使用的是基于IEC 60870-5-103的第三种协议。103通信代表欧洲的官方标准，用于向站控系统的数字保护设备发送消息。此处的保护设备可以理解为循环传输数据或按照主站要求传输数据的从站。此外，还可以通过数字输入接收信号。变电站中的典型信号包括门闭合触点、开关监控器以及水位传感器或压力传感器。

连续监测，缔造安全

我们几乎可对变电站中的一切进行监测。门触点是检测访问的第一道屏障，可防止入侵。连接变电站基础设施中的水位传感器相互连接可以提高运营安全性，保护员工和环境。因此，基础设施必须始终可用，以捕捉到变电站中的所有油质。如果因雨水或地下水导致基础设施中水位过高而无法捕捉到油质，则会损害环境。

为了确保信号的物理传输不出现错误，ENERCON 在变电站内使用光纤电缆，以利用星型耦合器收集所有连接组件，并通过串行接口模块连接到 PFC200。中压交换设备使用SF6气体隔离。如果气体泄漏，则开关将被锁住。保护设备将使用IEC-60870-5-103协议将此信息报告给PFC200，而PFC200则使用IEC 60870-5-104将信息报告给ENERCON控制中心。

灵活且标准

ENERCON使用IEC 61131-3标准语言为这些功能编程，该语言包含在PFC200的串行设备中。通过CODESYS进行编程为Meyer带来的好处是，他可以更加轻松地适应风力发电厂和变电站所在区域的网络运营商的规范。近年来，对于在中欧时区之外区域供应电力的系统而言，这一细节变得更加重要。因为借助该功能可将不同的时间戳加以组合。根据Meyer在高压系统方面的经验，他可以在万可控制器内“轻松为第二个时间戳编程”。“我检索变量，然后加上或减去时差。”PFC200将包含原始时间戳的数据发送到位于德国的ENERCON，然后将数据更正为网络运营商的当地时间。正是这样的功能使Meyer非常看好PFC200 “我们有更多机会，我们可以使编程更加简单，并且可以使用标准通信保持个体适应性。”

一切均已实现。这主要得益于：远动配置软件自动提供相关信息和变量，用于从Linux^®传输数据。“这是我们的巨大优势。我们既可以自由编程，也可以通过远动配置软件使用特定的标准。”

“对于我们来说，万可控制器是变电站中最大的通信节点，它能管理一切。”

Gerd-Evert Meyer, ENERCON

为什么使用三种语言？

一个系统，三种通信协议。楼宇技术和自动化目前正在将通信标准化，并使用以太网连接一切。那么问题来了：为什么三个系统以这种方式连接？ENERCON将这一切解释为安全要求的结果。“站内通信使用IEC 60870-5-103协议实施，用于串行数据传输，这是保护技术领域的经济型标准。这些信号随后使用TCP/IP、IEC 60870-5-104协议通过VP通道发送到ENERCON控制中心。与之相反，网络运营商更愿意选择端到端串行连接，这种连接比采用TCP/IP协议更不容易受到干扰。如果我们使用IEC-60-870-5-101协议，网络运营商在其自己的网络中通常会将其转换为IEC 60870-5-104 ”综上所述，这三种协议完全合理。

除了远动和控制器功能外，万可还为PFC200配备了可视化功能，这也是Meyer和他的团队的中意之处。"否则，在某些情况下我们不得不购买此功能，"Meyer这样认为，并预测，创建的可视化界面可轻松传输至其他项目，进而减少项目部署时间。奥利希的新设备也收获了正面的反馈，因为布局管理后，PFC200可发送SMS或电子邮件。"这对于远动控制器来说实在是非比寻常，"Meyer说。此外，远动控制器还可处理两个单独通信网络。为此，ENERCON还同时运行了一个VPN通道。不仅如此，万可之后还为PFC200配备了集成式3G调制解调器。“ “现在我们有三种独立的访问途径，”Meyer开心地说道。

文： Heiko Tautor | WAGO

图： Thorsten Sienk