透視智能電?

提要：智能電?的定義

為了提高智能電網(wǎng)的透明度，有必要提供?質(zhì)量和基本測(cè)量數(shù)據(jù)的最?靈活性連接。為此，正確定義智能電網(wǎng)尤為重要。這對(duì)于避免使用者和供應(yīng)商之間的誤解?關(guān)重要。

因此，Camille Bauer和她的合作伙伴?絡(luò)致力于智能電?的基本定義，例如瑞?聯(lián)邦能源局所描述的：“智能電?是?種電?系統(tǒng)，通過(guò)結(jié)合測(cè)量與數(shù)字信息和通信技術(shù)，智能地確保各種具有不同需求特征的能源交換。這種系統(tǒng)應(yīng)該考慮到所有市場(chǎng)參與者和社會(huì)的需求。因此，系統(tǒng)的使用和運(yùn)?可以不斷優(yōu)化，以提?效，最?限度地降低成本和環(huán)境影響，并充分保證供應(yīng)的質(zhì)量和安全性。”

可擴(kuò)展和時(shí)間同步的測(cè)量系統(tǒng)涵蓋了?切

傳統(tǒng)上，每個(gè)3P（L1-L2-L3）或3PN（L1-L2-L3-N）系統(tǒng)需安裝?個(gè)測(cè)量負(fù)載流量的電流互感器或者羅氏線圈。對(duì)于?個(gè)有8個(gè)負(fù)載（饋線）的系統(tǒng)，如果需要獲取智能電網(wǎng)所需的測(cè)量數(shù)據(jù)，則意味著必須使?8套測(cè)量設(shè)備。安裝?作量（例如8 x 4路電壓和電流的測(cè)量輸?，8 路電源電壓，8 路測(cè)量設(shè)備和配件的成本，8 路安裝工作等）以及安裝空間將會(huì)是個(gè)大問(wèn)題。

最后但并?最不重要的是，該結(jié)構(gòu)下也會(huì)給IT基礎(chǔ)設(shè)施帶來(lái)沉重負(fù)擔(dān)，因?yàn)椴粌H要建立完整的Modbus RS485?絡(luò)，還要管理許多新的IP地址。此外，?絡(luò)保護(hù)、連接和設(shè)備管理也將帶來(lái)巨大的工作量。此外，必須確保使?所有測(cè)量設(shè)備和所有測(cè)量通道上的時(shí)間同步。如果您這時(shí)還想將電能質(zhì)量（例如根據(jù)EN50160標(biāo)準(zhǔn)）或電能事件監(jiān)視器放?上?系統(tǒng)中，那么成本和?作量將超出控制。

在LINAX PQ5000CL系統(tǒng)中，?切都集成到?個(gè)系統(tǒng)中。它通過(guò)電流鏈路模塊實(shí)現(xiàn)電流測(cè)量的可擴(kuò)展性，再結(jié)合基本單元中A類計(jì)量認(rèn)證的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)功能。可以說(shuō)是計(jì)量指南針。在擴(kuò)展步驟中，電流鏈路模塊的每個(gè)電流通道仍將相對(duì)于電壓事件進(jìn)?時(shí)間同步。這意味著每個(gè)電壓事件都可以?電流/通道查看和分析。因此，IT基礎(chǔ)設(shè)施的負(fù)擔(dān)最?，因?yàn)橹挥?個(gè)參與者作為數(shù)據(jù)集中器接管了所有測(cè)量數(shù)據(jù)的整合和通信。別忘了，設(shè)備層?的?絡(luò)保護(hù)，為?絡(luò)運(yùn)營(yíng)的整體?絡(luò)安全做出了重?貢獻(xiàn)。

?間隙測(cè)量（零盲）

得益于高采樣率（18kHz（U）/54kHz（I）），?乎沒(méi)有任何東?是隱藏的，甚?快速波動(dòng)也隨時(shí)都能無(wú)間隙記錄。這對(duì)于提供具有?性能和真實(shí)數(shù)據(jù)的?動(dòng)化（例如數(shù)字電網(wǎng)管理），或在智能電網(wǎng)中創(chuàng)造的透明度尤為重要。在這?，測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)交締卧瑥哪?將合并測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)讲?或更?級(jí)別的系統(tǒng)。

?動(dòng)切換范圍，最?可達(dá)20000A

根據(jù)“Factor20技術(shù)”，每個(gè)電流鏈路模塊（3P或3PN）都可以在典型額定電流范圍線路中單獨(dú)使?。因此，額定電流按當(dāng)前鏈路模塊?動(dòng)分類為“400A/1’000A的IN1（典型/最?）”和“IN2（典型/最?）為8’000A/20’000A”。這意味著每個(gè)模塊可以運(yùn)?，最?可達(dá)20'000A。這得益于集成在電流鏈接模塊中的?動(dòng)范圍切換功能的幫助。這種類型的功能使得電流鏈路系統(tǒng)適用于各種不平衡甚?對(duì)稱負(fù)載的額定電流和實(shí)際負(fù)載上。

沒(méi)有基本電流測(cè)量的示例（主要?于EN5160合規(guī)性）

變體1：?于現(xiàn)場(chǎng)墻壁安裝（包括電源電流鏈路模塊）

變體2：頂帽導(dǎo)軌安裝（僅限電源電流鏈路模塊）

通過(guò)電流鏈路模塊進(jìn)?基本電流測(cè)量示例

信號(hào)概念在同軸線上被證明了無(wú)數(shù)次

同軸電纜是同?結(jié)構(gòu)的兩極電纜。它們包含?個(gè)內(nèi)導(dǎo)體（也稱為線芯），內(nèi)導(dǎo)體在恒定距離上被空?圓柱形外導(dǎo)體包圍。外導(dǎo)體保護(hù)內(nèi)導(dǎo)體免受輻射干擾。同軸電纜適?于傳輸幾KHz到幾GHz的頻率范圍的寬帶信號(hào)。

由于其物理特性和簡(jiǎn)單性，同軸電纜?常適合可擴(kuò)展的電流鏈路技術(shù)。?頻信號(hào)傳輸?凈?效。此外，來(lái)?外部的?擾和對(duì)外的?擾都很好地屏蔽了。同軸技術(shù)還使設(shè)置最?總?度為20?的環(huán)形線作為“準(zhǔn)總線”成為可能，這反過(guò)來(lái)???減少了布線?作量。因此，電流鏈路模塊的輔助電源和信號(hào)傳輸在?根電纜中。這消除了將許多令?困惑的單個(gè)電纜輸?配電柜的必要性。與此同時(shí)，對(duì)現(xiàn)有的IT基礎(chǔ)設(shè)施沒(méi)有額外的負(fù)載。未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)（例如?絡(luò)攻擊）由于環(huán)形總線也變得不可能。

與更?級(jí)別和并?系統(tǒng)靈活連接

智能電網(wǎng)的?個(gè)主要挑戰(zhàn)是始終與現(xiàn)有系統(tǒng)保持良好連接。???，通信協(xié)議本身很重要，另一方面，數(shù)據(jù)類型也很重要，即哪些測(cè)量結(jié)果真正相關(guān)。最后但不是最不重要的是，還有數(shù)據(jù)獲取或數(shù)據(jù)推送問(wèn)題。LINAXPQ5000CL系統(tǒng)通過(guò)IEC61850協(xié)議提供了連接的可能性。為此，每個(gè)電流鏈接模塊將大約32個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)按照1/s

的速度推送給上級(jí)系統(tǒng)。它可以保存數(shù)據(jù)請(qǐng)求，從?緩解IT系統(tǒng)。

然?，并?每個(gè)控制系統(tǒng)都已擁有IEC61850協(xié)議。因此，LINAX PQ5000CL還?持Modbus RTU和Modbus TCP/IP等經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的協(xié)議。由于智能電?的實(shí)現(xiàn)通常在特定的電?管理系統(tǒng)中完成（例如Venios Energy Solution、Fichtner DigitalGrid等），因此MQTT等協(xié)議在沒(méi)有?關(guān)的情況下實(shí)現(xiàn)直接通信變得更加重要，該功能將于2023年添加。LINAX PQ5000CL系統(tǒng)還支持通過(guò)REST API傳輸測(cè)量數(shù)據(jù)。

智能電?中的透明度

現(xiàn)場(chǎng)綜合?絡(luò)保護(hù)

?絡(luò)安全，特別是在關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施中，?關(guān)重要。?前，據(jù)報(bào)道，不僅在特定地區(qū)，各地的網(wǎng)絡(luò)攻擊都在增加，破壞性?作速度也更快（例如勒索軟件Lockbit 3.0等）。這就是為什么任何不受保護(hù)的訪問(wèn)（例如局域?端?、USB端?、SD端?等）都存在潛在?險(xiǎn)。不同測(cè)量設(shè)備的連接也是如此。不管是通過(guò)IT還是通過(guò)HMI。想象?下，許多低電壓測(cè)量數(shù)據(jù)被無(wú)意或無(wú)意地操縱了，結(jié)果造成了數(shù)據(jù)的混亂。

為了抵消這?點(diǎn)，特定的保護(hù)機(jī)制被直接植入到測(cè)量?jī)x器中。根據(jù)IEC61850安全協(xié)議映射保護(hù)機(jī)制，HTTPS、審計(jì)?志（?志的所有操作）、數(shù)據(jù)記錄器、各級(jí)訪問(wèn)授權(quán)（RBAC）、客戶端?名單和數(shù)據(jù)都傳輸?shù)絪yslog服務(wù)器。此外，可以考慮通過(guò)VPN?關(guān)進(jìn)??線通信。

只需擰到墻上

LINAX PQ5000CL系統(tǒng)可以通過(guò)傳統(tǒng)的方式安裝在控制柜中的DIN導(dǎo)軌上。然?，現(xiàn)有系統(tǒng)中往往沒(méi)有更多的空間，而安裝新控制柜往往讓事情變得更加復(fù)雜。那么，為什么不簡(jiǎn)單地將底座單元擰到墻上呢？正是在這種情況下，基礎(chǔ)單元和所有線纜包括電流鏈路模塊電源線都安裝在防塵IP23外殼中。安裝，連接，完成。如此簡(jiǎn)單！

快速推出

電流鏈路系統(tǒng)不僅考慮了極?的測(cè)量和數(shù)據(jù)性能，還考慮了簡(jiǎn)單的硬件安裝和軟件集成。完整的電流測(cè)量技術(shù)可以在不影響系統(tǒng)運(yùn)?情況下進(jìn)行安裝。電流鏈路模塊通過(guò)非侵入性的羅氏線圈測(cè)量技術(shù)確保平穩(wěn)?安全的安裝。由于同軸環(huán)形總線電纜，?需額外昂貴的安裝?作。尤其是因?yàn)殡娏麈溌纺K還通過(guò)環(huán)形總線電纜提供必要的?作電壓。如果您也選擇IP23外殼中的集成選件，則甚?不需要控制柜中增加布線。由于基本設(shè)備已經(jīng)起到了數(shù)據(jù)集中器的作?，因此IT系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)也大大減少。