測量數據全部源自位於 Osnabrück Wüste 區的小型智慧電網。SWO Netz 於 2013 年至 2016 年在此試點運營智慧網路。“我們想使用現代技術來探索如何管理網路中分散的能源生產商（太陽電池組陣列）和其他消費者（如電動汽車）的增加。同時，我們希望控制網路延伸成本”，Drecksträter 解釋道。該案件包括 60 棟建築和 125 套公寓。一個特點是七個太陽能發電系統在這個小區域發電。Drecksträter 解釋說：“選擇的一個決定性標準是，就負載情況而言，可轉移到約 90% 的 Osnabrück 供應區。” 該地區的負荷曲線與德國平均水平只有幾處偏差。電力消耗在早上迅速增加，在白天穩定到中等水平，在晚上上升到另一個高峰，然後在夜間下降。
有關消費者和生產者的數據，以及其他相關值，如案件區域的有功功率和無功功率，都收集在一個本地網路站和五個配備智慧的 WAGO 組件的電纜配電櫃中。此外，一位同意參與的居民允許他的太陽電池組陣列安裝測量設備。自動化的核心是 750 系列 Ethernet I/O 控制器 (750-880)，結合三相電力測量模組 (750-494) 和 855 系列比流器。這些組件總共檢測超過 215 個測量值。
2016 年秋季，在智慧電網案件結束前不久，Minden 建議評估的不僅僅是一小部分數據。反而，所有數據都可以透過雲端應用以有針對性的方式使用。SWO Netz 的電網控制經理 Ulrich Clausmeyer 表示：“幾乎實時追蹤負載數據和其他變量並對其進行深入分析的潛力肯定很誘人。” Osnabrück 公用事業公司使用 WAGO e!COCKPIT 工程軟體實現了雲端連接。他們依靠帶有整合 VPN 數據機的 PFC200 控制器 (750-8207/025/001) 作為他們的控制器。該軟體一對一地反映了智慧電網的所有實際存在的組件。其中包括安裝在本地網路站點和配電櫃中的 WAGO 組件，這些組件在使用者介面中顯示。在單個組件上點擊滑鼠可打開包含當前測量值的列表，然後軟體可以將其轉換為圖表。除了來自智慧網路組件的測量值外，公用事業公司還從其中一個太陽能發電系統接收詳細資訊。“因此，我們可以將特定的輸出值與天氣數據相關聯”，Drecksträter 解釋道。
雲端系統提供的不僅僅是網路狀態的實時視圖 – 它還支援新型分析。數據分析提供的結果有時證實了預期；然而，也有一些驚喜。“我們在任何時候都沒有過臨界狀態”，Drecksträter 說。然而，只有使用 WAGO 工具提供的視覺化功能，才能清楚地看到不尋常的負載分佈。“我們實際上遇到的情況是，太陽能發電系統不僅在高產量期間為案件區域的消費者供電，而且還為位於智慧本地網路站後面的相鄰網路區域的房屋供電。在同一時間段內，這些消費者沒有使用網路電源；它們完全由太陽能發電系統供電”，Christian Drecksträter 解釋道。在另一個案例中，WAGO 的三相功率測量模組傳來了一些令人吃驚的消息。Ulrich Clausmeyer 報告說：“當太陽能發電系統通過兩個階段向網路供電時，它們在第三階段消耗電力。” 雖然網路控制中心的經理直覺就覺得可能是這樣，但這是事實的第一個實際證明。
測量值對於網路控制中心的日常工作也很有用；但是，並非所有這些都是必需的。“小案件區域提供了可管理的數據量，這對於分析來說是最佳的。然而，我們不想在我們的控制系統中使用每個單獨的測量值，因為它們對於電網控制不是必需的，”Ulrich Clausmeyer 說。來自智慧電網的總共 215 個測量值在雲端被過濾並聚集成 41 個值。定義了某些限制值，超過時系統會發出信號。從技術上講，雲端系統與控制系統並行運行。存取安全是這樣做的原因。“因為這是兩個完全獨立的系統，駭客無法從雲端侵入控制系統”，Clausmeyer 解釋道。雲端系統也不容易被數據竊賊破解。透過安全設計實現保護 – 網路安全採用基於層的安全架構，從一開始就整合到 WAGO 架構於 Linux® 的控制器中。使用經過驗證的 MQTT 協定通過加密的 VPN 連接保護通訊。
在體驗了智慧電網和雲端系統的最初幾次經驗之後，Osnabrück 公用事業子公司計劃在更大的區域開展一個新案件。根據 Christian Drecksträter 的說法，“重要的是，我們要仔細考慮當前的發展和後續步驟，然後採用使我們能夠在長期網路規劃中保持靈活性的技術。” 最終，今天沒有人能夠明確說明 20 年內需要將多少分散式發電站或電動汽車連接到網路。因此，Osnabrück 需要一個不僅可靠、未來導向，而且能夠靈活適應發展的網路。
背景：SWO Netz GmbH
SWO Netz 是 Osnabrück 市政公用事業公司的全資子公司，負責該市基礎設施網路的設計、建設和運營。活動領域包括電力、天然氣、水、廢水、電信和街道照明。作為德國最早的網路運營商之一，SWO Netz 根據 IT 安全目錄獲得了 TÜV Rheinland 認證。
文字：Daniel Wiese
照片：SWO Netz GmbH, Jens Sundheim
Energy Brainpool 的 Tobias Kurth 認為，能源轉型的數位化是去中心化能源市場的關鍵。WAGO 的解決方案使之成為可能。
區塊鏈使生產者和消費者之間的直接交易成為可能。WAGO 詳細解釋了其工作原理及其對未來的意義。
