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　　西班牙 Power Electronics 集團已在全球 3000 多個太陽能發電及儲能項目中展現其在可持續能源供應領域的綜合專業實力，總裝機容量達 120 吉瓦。為控制其模塊化系統，該公司采用開放式高性能倍福控制技術：性能強大的嵌入式控制器與 TwinCAT 軟件協同工作，可在 110 毫秒內實現 330 兆瓦的靈活調度與動態負載切換。

　　總部位于瓦倫西亞附近利利亞的 Power Electronics 公司專注從事公用事業及儲能系統逆變器制造，是全球光伏領域太陽能逆變器的領先生產商。 這家成立于 1987 年的企業業務遍及 36 個國家，已實施超過 3000 個太陽能發電及儲能項目，交流側裝機容量達 120 吉瓦，累計減少近 1.2 億噸二氧化碳排放。 除生產太陽能、電池及混合逆變器外，Power Electronics 公司還為電站提供自主研制的控制系統，其核心組件包括電池控制器接口（BCI）和電站控制器（PPC）。

　　Power Electronics 公司應用工程部經理 David Dobón、控制系統團隊負責人 Agustin Cano 與軟件團隊負責人 Hector Ortega 在功率模塊前合影（從左至右）

　　光伏電站由眾多包含太陽能和/或電池單元的獨立功率模塊構成，每個模塊均通過采用基于 PC 控制的 BCI 進行監測與調控。每個功率模塊配備一套用于太陽能組件的逆變器，若配套電池儲能系統，則需額外配置直流/直流轉換器。該逆變器將太陽能組件產生的直流電轉換為交流電，根據需求既可向電網供電，也可實現電池雙向充放電。中央 PPC 則根據電網運營商要求，負責對整個電站所有功率模塊進行上層協調與控制。

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　　通過動態控制提升經濟效益

　　憑借數十年專業技術積累，該公司能夠滿足全球各地差異化的嚴苛能源供應商規范，這些規范明確了電站在特定情況下為保障電網穩定所需實現的運行特性。“若發電廠在響應時間方面滿足更嚴格的要求，便可提供所謂的輔助服務。”Power Electronics 應用工程部經理 David Dobón 在強調高性能控制技術重要性時指出。對運營商而言，其優勢在于能以更高價格出售饋入電網的電力。“我們最初實現的系統切換性能為 130 毫秒內從消耗 150 兆瓦功率轉變為輸送 180 兆瓦，而現在這一過程僅需 110 毫秒。”Power Electronics 公司控制系統團隊負責人 Agustin Cano 補充道。實現如此極速切換需要快速精準的自動化系統，Power Electronics 通過倍福的硬件與軟件方案達成了這一目標，從而能全面控制太陽能組件、電池及混合型這三種功率模塊類型。

　　當 BCI 逆變器需要同時管理太陽能組件與電池時，就形成了最復雜的運行場景。

　　—— Power Electronics 軟件團隊負責人

　　Hector Ortega

　　Power Electronics 采用倍福 CX 系列 嵌入式控制器與 TwinCAT 3 PLC (TC1200) 控制各類電池控制器接口。“根據功率模塊的配置需求，我們會選用不同型號的嵌入式控制器，例如 Intel Atom® 處理器的 CX5120 或 CX5240。”倍福西班牙技術支持工程師 Javier Menchén 解釋道。BCI 通過 Modbus TCP 協議與逆變器、電池及其它組件通信，并以極短周期執行復雜控制算法。

　　TwinCAT 3 PLC HMI Web (TF1810)作為可視化系統被集成在控制系統的嵌入式控制器中。這使得服務人員能夠通過網頁界面直接在現場或遠程訪問連接設備的參數。

　　未來功能升級與軟件優化預計將需要更強的計算能力。屆時，通過更換為搭載雙核處理器的 CX5330 嵌入式控制器即可輕松提升性能。倍福西班牙銷售經理 Miquel Coca 表示：“倍福會定期推出性能更強的工業 PC 和嵌入式控制器型號，以進一步豐富其產品線，并且始終確保控制計算機的長期穩定供貨保障與便捷擴展性。”

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　　電池儲能系統作為動態控制儲備

　　PPC 作為關鍵組件，負責監測控制多個 BCI 并協調電站內所有功率模塊。Power Electronics 為此采用搭載 AMD Ryzen™ 處理器的 CX2033 嵌入式控制器。“在一個項目中，通過該嵌入式控制器協調 160 個 BCI，其性能儲備仍遠未觸頂。”David Dobón 說道。該 PPC 通過 ADS 通信協議采集處理各個 BCI 數據，并為其提供運行設定值。“ADS 協議兼具高速性與靈活性，支持通過電站以太網實現通信。”Miquel Coca 強調道。針對 PPC 軟件的升級計劃也已提上日程，未來將采用搭載四核處理器的 CX2043 嵌入式控制器。

　　“采用搭載開放式操作系統的控制 PC 使我們能夠集成 .Net 代碼，這對我們而言是重大優勢。”Hector Ortega 在闡述倍福基于 PC 的控制技術的重要特性時強調。Power Electronics 由此成功實施了 DNP3 協議，該協議被眾多能源供應商用于上層 SCADA 系統與變電站之間的通信。此外，.Net 框架還用于數據庫管理與可視化界面開發。

　　TwinCAT 實時任務管理結合高性能嵌入式控制器，對保障太陽能電站與電池儲能系統的快速響應能力至關重要。”

　　—— Power Electronics 公司

　　控制系統團隊負責人 Agustin Cano

　　關于德國倍福

　　倍福（Beckhoff）是一家專注于自動化新技術的德資企業，創立于1980年，總部位于德國威爾市。作為全球自動化技術的驅動者，倍福定義了自動化領域的許多標準，是國際標準的制定者和推動者。公司所生產的工業 PC、I/O 和現場總線組件、驅動技術、自動化軟件、無控制柜解決方案以及工業圖像解決方案既可作為獨立的組件使用，也可將它們集成到一個完整的控制系統中，適用于各個行業領域。經過40多年的發展和努力，倍福已在世界各地設立40家分支機構，加上全球的合作伙伴，業務遍及75個國家和地區。

　　倍福于1997年進入中國市場，中國區總部落戶于上海市北高新產業園區，現有員工350人，辦事處遍及國內30座大中城市。創新產品和解決方案廣泛應用于半導體、光伏太陽能、風力發電、鋰電池制造、電子制造、汽車制造、機器人、數控機床、包裝機械、煙草機械、塑料加工、物流輸送、流程工業以及智能建筑等眾多領域。

　　公司傾力推廣的 EtherCAT 實時工業以太網于2014年成為中國國家推薦性標準，并已入編工信部的《國家智能制造標準體系建設指南》。作為一家技術驅動型公司，倍福一直注重在技術上尋求突破創新，在業內享有“創新引擎”的美譽。倍福基于PC的控制技術具有良好的開放性，它支持所有主流的工業通信協議，將IT技術、互聯網和自動化技術完美融合在一起，為實現工業 4.0 和智能制造奠定了堅實的技術基礎。

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