Et mere komplekst elnet kræver mere præcise målinger

Beckhoff lancerer en samlet Power Measurement-løsning, der gør det enklere og hurtigere at måle, overvåge og dele energidata fra elnettet. Ambitionen er at give både energiproducenter og andre aktører inden for lagring og distribution af energi et stærkere datagrundlag i et elnet, der bliver stadig mere decentraliseret og komplekst.

Med den grønne omstilling er der opstået et nyt og mere komplekst energilandskab, hvor strøm både kan flyde til og fra mange flere punkter i elnettet end tidligere. Det øger behovet for mere overvågning, hurtigere reaktionstid og bedre balancering af elnettet.

I årtier var elnettet bygget op omkring et forholdsvis simpelt princip: Store kraftværker producerede strøm, og forbrugerne aftog den længere ude i nettet. Men det billede er under forandring. Solcelleparker, batterianlæg, mindre vindmøller og på sigt også elbiler, der kan levere strøm tilbage til nettet, betyder, at produktion og forbrug ikke længere er tydeligt adskilt.

“Det er ikke længere kun de store kraftværker, der leverer ind på nettet. Der kommer flere og flere mindre producenter til, og det betyder, at man er nødt til at monitorere langt mere præcist, hvad der sker i det underliggende netværk. Et stabilt elnet forudsætter, at der hele tiden er balance mellem den energi, der produceres, og den energi, der bruges,” siger Michael Nielsen.

En enkel løsning til et komplekst felt

Det er netop her, Beckhoff ser et nyt marked. Ikke kun hos traditionelle energiproducenter, men også hos virksomheder, der arbejder med grøn energi og backupsystemer.

”Energimarkedet i sig selv er teknisk og reguleringsmæssigt komplekst, og derfor ser vi et voksende behov for en mere finmasket og realtidsnær måling af, hvad der reelt sker ude i nettet. Og det kan gøres enkelt. Vores Power Measurement-løsning er ready-to-go, dvs. vi har samlet komponenter og software i en færdig pakkeløsning, som gør avanceret måling og dataopsamling langt nemmere at implementere,” siger Michael Nielsen, adm. direktør i fra Beckhoff Automation.

Løsningen kan overvåge spænding, frekvens og andre elektriske værdier tættere på både produktion og forbrug – og levere dataene videre til de aktører, der har brug for dem

Hvorfor frekvensen er så vigtig

I Europa er frekvensen i elnettet stabilt omkring 50 Hz. Hvis der produceres for lidt strøm i forhold til forbruget, falder frekvensen. Hvis der produceres for meget, stiger den. I begge tilfælde er det et tegn på ubalance, og hvis udsvingene bliver for store, kan nettet i værste fald kollapse.

“Frekvensen er i virkeligheden det mest direkte signal på, om nettet er i balance. Begynder den at bevæge sig væk fra 50 Hz, skal der reageres meget hurtigt,” siger Michael Nielsen.

Fra måleklemme til brugbar indsigt

Beckhoffs Power Measurement-løsning består af både hardware og software. På hardwaresiden bruges blandt andet en særlig måleklemme, som kan monteres direkte på eksisterende kabler i transformerstationer – uden omfattende ombygning. Måleklemmerne registrerer det magnetfelt, der opstår omkring lederen, og på baggrund af disse målinger kan systemet beregne en lang række elektriske værdier som strøm, spænding, effekt og frekvens.

“Man kan i praksis klikke målerne på kablerne og samle data op uden at skulle skille en hel installation ad. Det gør det nemt at komme i gang,” siger Michael Nielsen.

På softwaresiden spiller Beckhoffs TF8330 TwinCAT 3 Power Collector en central rolle. Hvor brugerne tidligere selv måtte programmere, kan man nøjes med at konfigurere standardiserede funktioner.

EtherCAT og TwinCAT giver præcision og hastighed

En væsentlig del af Beckhoffs styrke ligger i, at løsningen bygger på den velkendte automationsplatform TwinCAT. Desuden sørger den åbne, industrielle kommunikationsstandard EtherCAT for hurtig og præcis dataudveksling mellem måleklemmer, I/O og controller. Det betyder, at målinger fra flere punkter er synkroniserede.

“Vi kan tidsynkronisere målingerne, så man får et ret præcist billede – på tværs af regioner og lande. Det er afgørende, hvis dataene skal bruges til noget, man faktisk kan stole på,” siger Michael Nielsen.

Han understreger samtidig, at der er forskel på almindelig energiovervågning og de situationer, hvor anlæg skal kunne byde ind med ydelser til elnettet.

“Hvis man bare skal måle et forbrug på en transformer, behøver det ikke være ekstremt hurtigt. Men hvis et batterisystem skal kunne levere strøm tilbage til nettet i det rigtige øjeblik, taler vi om millisekunder. Så skal det hele stemme,” siger han.

En åben platform baner vej åbner op for muligheder

Beckhoffs løsninger bygger på åbne standarder, og derfor kan man integrere bredt uden at være låst til én bestemt struktur.

”I energisektoren findes der mange forskellige systemer, protokoller og datakrav, afhængigt af om der er tale om en vindmøllepark, et kraftværk, et solcelleanlæg eller et batterianlæg. Her er det vigtigt med en åben integration til omverdenen. Det gør det lettere at implementere de forskellige protokoller, som kunderne allerede arbejder med. Det gør det også nemt at dele data med andre aktører,” siger Michael Nielsen.

Et marked i vækst

Selv om Beckhoff stadig ser området som et nyt segment, er ambitionen klar. I Tyskland er de første systemer allerede solgt, og i Danmark vurderer virksomheden, at markedet er modent til at blive bearbejdet mere aktivt.

“Der er et stort marked på vej. Det hænger tæt sammen med udviklingen i energisystemet, hvor der kommer flere aktører til, flere decentrale energikilder og et voksende behov for fleksibilitet. Med et langt mere intelligent elnet og mange nye producenter og forbrugere, der både kan tage og levere strøm, har vi i Danmark og andre lande behov for at monitorere frekvensen i elnettet hurtigere og mere præcist end før,” siger Michael Nielsen.