還在為電動汽車充電頭疼？西門子來支招

eNterop研究項目為簡化電動汽車充電設施打下了基石。在這個項目中，西門子與合作伙伴攜手打造了一個系統(tǒng)環(huán)境，用以測試充電站與不同制造商生產(chǎn)的電動汽車之間的平穩(wěn)交互。通過這個試驗系統(tǒng)，制造商可以早在開發(fā)階段就確定某個組件是否符合國際標準。其目的是確保未來電動汽車在所有充電站都能輕松完成充電——這是提高電動汽車接受度一個重要的因素。

為了實現(xiàn)這樣的互通性，ISO/IEC 15118國際標準針對電動汽車與充電站之間的通訊進行了規(guī)范。然而，實施這個復雜的標準，要求基礎設施（如電動汽車和充電站的控制系統(tǒng)）制造商針對各種產(chǎn)品類型和各式各樣的應用進行大量試驗。除建立面向眾多不同使用者的一致性試驗平臺之外，eNterop項目合作伙伴還開發(fā)了便于開發(fā)和測試符合標準的產(chǎn)品的軟件。在項目收尾階段，合作伙伴還在實際條件下對試驗架構進行了核查。在這些試驗中，合作伙伴采用了多種自動控制系統(tǒng)和相應的充電站，以便利用直流電和交流電對電動汽車進行充電。相關軟件清楚表明了尚處于開發(fā)階段的產(chǎn)品能否被普遍地整合到充電過程中，同時提供了關于仍需改進之處的信息。

如今的電動汽車和充電站達到了允許系統(tǒng)在充電過程中進行通訊的最低標準。然而，如果還必須將諸如充電時間、電價限制和預測以及最低充電程度等因素納入考慮，情況將變得更加復雜。只有ISO/IEC 15118這樣的標準能夠確保所有制造商都滿足各種類型用戶的需求。

eNterop項目成果將作為開源軟件發(fā)布并免費提供給所有制造商。這款軟件有助于制造商，特別是中小企業(yè)，縮短開發(fā)周期和削減成本，從而降低市場進入門檻。甚至早在eNterop項目結束之前，其研究成果便已經(jīng)被納入ISO/IEC 15118標準，為標準化做出了寶貴貢獻。

作為這個聯(lián)合體的帶頭人，西門子的全球研發(fā)機構——西門子中央研究院主要從事創(chuàng)建用例和開發(fā)試驗軟件。除西門子之外，項目合作伙伴還包括寶馬、大陸集團、戴姆勒、萊茵集團、大眾汽車、多特蒙德工業(yè)大學、弗勞恩霍夫工廠運行和自動化研究所，以及弗勞恩霍夫風能及能源系統(tǒng)技術研究院。該項目由德國聯(lián)邦經(jīng)濟事務和能源部出資。

網(wǎng)絡模擬，坐行千里

對于地處偏遠、技術復雜的工業(yè)設施而言，其特點就是工廠設計、維護和人員培訓等成本高昂。在茫茫大海上開采石油和天然氣時，情況更是如此。為此，西門子開發(fā)了仿真軟件，為工業(yè)設施生成精確的三維虛擬模型，包括提供有關組件的詳細信息。這款軟件非常適用于培訓技術人員。此外，不必親臨海上設施便可進行培訓，這能節(jié)省大筆費用。

領先的國際石油和天然氣企業(yè)的維護技術人員僅需輕點兩下鼠標，即可“出?！薄D瞬間便來到鉆井平臺，檢查泵的工作情況。第一次輕觸鼠標，點擊菜單項“COMOS-3D-Viewing（COMOS三維視圖）”。第二下，點擊下拉列表中的選項“Navigate（導航）”。隨即呈現(xiàn)在他面前的，便是這臺泵在COMOS Walkinside系統(tǒng)中栩栩如生的三維模型。COMOS Walkinside是一個虛擬-現(xiàn)實三維模型創(chuàng)建系統(tǒng)，可用于給操作人員作仿真式培訓。

這時候，這位技術人員能看到自己的化身——虛擬人物造型——出現(xiàn)在這座鉆井平臺的虛擬模型中，周圍是厚實的黃色管道和灰色的鋼梁。再次輕點鼠標——這次是點擊這臺泵，COMOS顯示了這臺泵的全部歷史記錄，包括這臺泵的安裝日期、自投運以來的累計運行小時數(shù)，以及關于維修次數(shù)的準確信息。這雖然只是操作COMOS和COMOS Walkinside系統(tǒng)的三個小小的步驟，卻是石油和天然氣行業(yè)邁出的一大步。

讓有紙辦公成為歷史

在使用這些創(chuàng)新軟件解決方案之前，如果要進行這樣的檢查，就意味著技術人員必須從數(shù)以千計的文件和圖紙中，找到包含這臺泵最后一次檢查報告及其他信息的文檔。只有當他最終找到所需報告之后，他才能開始著手執(zhí)行實際任務。他還需要走出辦公室，冒著北海強勁的海風，爬上鋼筋階梯和斜坡，沿途經(jīng)過管道、閥門及其他設備，最后抵達所要檢查的泵。

所有這一切都是為了執(zhí)行常規(guī)檢查。檢查日期的計算依據(jù)是平均經(jīng)驗值，而不考慮環(huán)境對泵的性能和工作壽命的帶來的實際影響。完成檢查后，技術人員還要手動將新的信息錄入文檔并提交。這種類型的文書工作不僅耗費時間，而且有時候還很危險，因為可能接觸到易燃材料。

邁向分布式能源的未來

西門子正在探索如何利用智能電網(wǎng)管理未來的分布式能源環(huán)境。與此同時，公司也在思考儲能、自主微電網(wǎng)和虛擬電廠等技術將如何為電網(wǎng)運營商和能源生產(chǎn)商帶來新機遇。

如今，電力系統(tǒng)轉型在許多國家不斷推進，其程度不亞于一場技術革命。以往，電力供應僅僅依靠為數(shù)不多的集中式化石燃料電廠或核電站。如今，在新的體系中，將有越來越多的分布式發(fā)電設施向電網(wǎng)輸送電力。但是，由于這種分布式發(fā)電設施的發(fā)電量大多隨天氣狀況發(fā)生波動，因此，保持電力供需之間的平衡就成為了一項挑戰(zhàn)?？紤]到電力供需失衡將導致電壓質量下降并有可能損害接入電網(wǎng)的電氣設備，解決這項問題就變得尤為重要。而智能電網(wǎng)正是攻克這一難題的良方。精心維護的IT系統(tǒng)可確保智能電網(wǎng)能夠將多種能源供應者與帶有儲能單元的可調節(jié)電力消費設施相結合，確保電網(wǎng)穩(wěn)定性。不僅如此，智能電網(wǎng)在電力銷售中也將起到積極的作用。

在紐倫堡，研究人員正在研究如何將技術應用于辦公樓。為此，他們在埃爾蘭根西門子園區(qū)內的實驗大樓和工業(yè)大學中部署了熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）裝置、模擬光伏系統(tǒng)、熱儲能單元、空氣源熱泵和電池等設施。西門子中央研究院分布式能源系統(tǒng)項目經(jīng)理Michael Metzger博士表示：“這個系統(tǒng)結合了可再生能源與化石燃料發(fā)電、儲能設備、可調節(jié)負載以及智能電力管理系統(tǒng)，讓我們可以更好地研發(fā)優(yōu)化電網(wǎng)運營的策略，以最小化供熱和供電產(chǎn)生的成本和二氧化碳排放?！?/P>

SENSIBLE包括幾個子項目。紐倫堡子項目主要研究樓宇內各系統(tǒng)間的交互，而在英國諾丁漢開展的子項目則側重于研究Meadows街區(qū)及3800棟左右的住宅。這些住宅許多都安裝了屋頂太陽能板。因此它們是“產(chǎn)銷者”，也就是說，它們不僅消耗電能，也生產(chǎn)電能。Metzger指出：“在這個項目中，我們希望查明家用儲能設備和該區(qū)域的幾個大型儲能系統(tǒng)在為整個城市街道提供可靠供電的過程中分別扮演了怎樣的角色。智能電表可提供關于用電和發(fā)電的實時信息。當電力過剩時，專門的服務供應商就會在電力交易所出售這些電力?！?/P>

在SENSIBLE的第三個子項目中，葡萄牙埃武拉的西門子研究人員正在研究如何將本地能源網(wǎng)絡變成自主微電網(wǎng)。由于越來越多的光伏發(fā)電系統(tǒng)被安裝在了這個以農(nóng)村為主的地區(qū)，現(xiàn)有的電力網(wǎng)絡正日趨接近容量極限，而儲能設備為這個問題提供了解決方法。為了改善電網(wǎng)穩(wěn)定性和電壓質量，研究人員采用了飛輪儲能系統(tǒng)。它能在再次輸送電能前臨時儲存電能，而各種不同電池儲能系統(tǒng)則能更長時間地儲存過剩電能。Metzger說道：“對于微電網(wǎng)來說，這種應用場景十分有趣。因為微電網(wǎng)需要能夠獨立于公共電網(wǎng)在島嶼或偏遠地區(qū)等地域運行?！?/P>

實驗鎮(zhèn)

在德國的Wildpoldsried，西門子還攜手企業(yè)和科研機構開展了與SENSIBLE項目類似的研究。Wildpoldsried是一座擁有約2500位居民的小鎮(zhèn)，其太陽能、風能和生物質等能源的發(fā)電量已達到居民耗電總量的四倍以上。Metzger表示：“這里的電力構成與預計2020年時德國全國的電力構成情況大體相似。因此，這座小鎮(zhèn)被視為代表整個德國的實驗室?！痹诹硪粋€名為“IREN2”的項目中，項目聯(lián)合體在Metzger的帶領下正在研究復雜微電網(wǎng)能否實現(xiàn)自主運行，以及它是否有可能替代大型常規(guī)電廠

虛擬電廠：為未來能源系統(tǒng)奠定基礎

可再生能源發(fā)電設施、不同規(guī)模的儲能設備和需求調節(jié)型用電設備間的智能交互是虛擬電廠運行的先決條件。然而，相關人員只有借助西門子的分布式能源管理（DEMS）軟件這類的智能系統(tǒng)，才能完成如此艱巨的任務。西門子DEMS業(yè)務發(fā)展負責人Thomas Dürr表示：“DEMS可將各式各樣的發(fā)電設施、儲能系統(tǒng)和用電者的靈活產(chǎn)能合并起來并進行交易。這就包括從企業(yè)處購買過剩電能，或靈活地將自己的過剩電能送入公共電網(wǎng)?！北患{入虛擬電廠的參與者可以通過網(wǎng)站門戶，向DEMS軟件登記自己的產(chǎn)能及其他信息。DEMS軟件會將所有這些產(chǎn)能整合為合并輸出功率，然后在電力交易所或市場上出售，以實現(xiàn)電網(wǎng)調峰。

西門子已將DEMS集成于EnergyIP IT平臺。這樣，虛擬電廠就可以囊括上萬個參與者。EnergyIP可采集并處理智能電表測得的用電數(shù)據(jù)，并將之與諸如電網(wǎng)狀態(tài)、客戶合同和計費等信息結合在一起。電網(wǎng)運營商可通過應用程序來分析數(shù)據(jù)并用于制定戰(zhàn)略計劃和負載管理等，或向客戶提供有關信息。EnergyIP是一個可擴展的平臺，這意味著它可以調節(jié)至幾乎任意規(guī)模。因此，它可以處理海量數(shù)據(jù)，從而產(chǎn)出精確的負載與發(fā)電預測。DEMS根據(jù)這些預測來控制龐大的虛擬電廠。RWE Smartpool項目正是一個例子。在這個項目中，西門子計劃與能源供應商RWE合作，將大量分布式能源系統(tǒng)合并起來。這個項目不僅關注電力供應，而且重視靈活管理能夠隨時吸納過剩電能的用電者。簡而言之，其目的是確保未來的電力供應將像在大型集中式電廠時代那樣穩(wěn)定可靠

     公司主要從事工業(yè)自動化領域設備的研發(fā)、銷售、維修和承接自動化工程及技術服務等，集產(chǎn)品銷售、自動化控制工程、設備維修為一體，銷售西門子PLC、觸摸屏、變頻器、SITOP電源、數(shù)控系統(tǒng)(840D、802S/C、802SL、828D 801D)、伺服數(shù)控V20/V90/V80V60、軟啟動、備件等各系列產(chǎn)品。企業(yè)主要業(yè)務經(jīng)營范圍： 為工業(yè)企業(yè)提供智能制造整體解決方案頂層設計咨詢和規(guī)劃服務； 為工業(yè)企業(yè)數(shù)字化工廠產(chǎn)線設計、建設、互聯(lián)互通等提供專業(yè)的產(chǎn)品、技術和 服務。 為工業(yè)企業(yè)提供遠程數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、調試運維及工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺解決方案和 服務。 為工業(yè)企業(yè)和政府提供電氣自動化控制、傳動整體解決方案及項目集成、實施應用。 為工業(yè)企業(yè)提供西門子工業(yè)軟件及數(shù)字化工廠解決方案和實施服務。 為工業(yè)企業(yè)提供西門子自動化控制、網(wǎng)絡通訊、變頻電機、低壓元器件、智能儀表等電氣控制、傳動產(chǎn)品及高、中、低壓、西門子8PT配電產(chǎn)品、能源集團自動化等產(chǎn)品、技術和 服務。 為工業(yè)企業(yè)智能裝備層面提供自主知識產(chǎn)權的自動導引車、RFID、傳感器、數(shù)據(jù)采集智能網(wǎng)關、低壓配電柜、智能配電柜及電抗器、濾波器及快速布線端子板等產(chǎn)品。