Energie ist optimierbar. Spitzenlastoptimierung UMG 508 E-max

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1 Energie ist optimierbar. Spitzenlastoptimierung UMG 508 E-max

2 2 Komplett Anlage mit Wandhalterung. Auch Lieferung einzelner Komponenten möglich. UMG 508Emax Spitzenlastoptimierung Der Energieverbrauch variiert über einen 24 Stunden-Zyklus ganz erheblich. Dies führt zu massiver Belastung von Erzeugungs- und Verteilungseinrichtungen, bedingt aber auch teure Spitzen lastabdeckung in Form von beispielsweise Pumpspeicher-Kraftwerken. Um diese Wirkleistungs spitzen auszugleichen, haben die Energieversorger (EVU) entsprechende Leistungspreistarife eingeführt. Nach den Tarifen der Energieunternehmen wird bei der Festsetzung der Stromkosten der höchste über eine Viertelstunde gemessene Leistungs-Spitzenwert im Monat verrechnet. Aufgrund dieser Spitzenwerte werden dann die Netzbereitstellungskosten und der monatliche Leistungspreis berechnet. Wird dieser Spitzenwert gesenkt, reduzieren sich die Stromkosten. In Zeiten ständig steigender elektrischer Energiekosten ist es zwingend notwendig, eine optimale Anpassung der Lastverteilungsprofi le an die Lieferbedingungen der Energieversorger sicher zu stellen. Die Lösung hierfür sind UMG 508Emax Spitzenlastoptimierungs-Systeme. Das UMG 508Emax reduziert gewisse Verbraucher in ihrer Leistung oder schaltet diese nach einer eigens erstellten Programmierung kurzfristig aus. Reduzierung von Wirkleistungsspitzen und damit signifi kante Reduzierung der Stromkosten (z.b. Gastronomie) Vermeidung kurzfristiger Überlastungen von Energieverteilungseinrichtungen (z.b. Auslösen von Leistungsschaltern) Stabilisierung der Energieversorgung und Produktionsprozesse Einsatzbereiche: Hotels, Grossküchen, Krankenhäuser, Industrie, Kompressoren, thermische Prozesse Grafi sche Ansicht ohne und mit Lastoptimierung

3 3 Benutzerfreundliches farbiges Grafikdisplay mit intuitiver Benutzerführung Das hochaufl ösende Grafi kdisplay bietet informative Online-Graphen, Balkendiagramme und eine übersichtliche Darstellung der kwh-monatswerte, der Alarm management/ereignis an zeige mit Datums- und Zeitstempel sowie viele weitere Funktionen. Neben dem Informationsgehalt wurde bei der Neugestaltung der Geräte anzeigen ganz wesentlich auf eine benutzerfreundliche, selbsterklärende und intuitive Be dienung des Gerätes grösster Wert gelegt. Maximale Grenzwerte werden schnell erkennt. Moderne Kommunikationsarchitektur über Ethernet: Kostengünstige, schnelle und sichere Kommunikation Häufi g übertreffen die Kosten für die Installation und die Kommunikation (z.b. Peripherie für Feld busse) die reinen Gerätekosten. Durch die Anbindung an eine vorhandene Ethernetarchitektur kann eine schnelle, kostenoptimierte und zuverlässige Kommunikation aufgebaut werden. Zusätzliche Schnitt stellen ermöglichen die Einbindung der Netzanalysatoren in SPS-Systeme oder Gebäudeleittechnik. Hier bietet die Nutzung offener Standards dem Anwender ein Höchst mass an Flexibilität. Modbus Gateway: Kostengünstige Anbindung von Geräten ohne Ethernet-Schnittstelle Durch die Modbus Gateway-Funktion können über das UMG 508 einfachere Modbus RTU-Geräte an das Ethernet angeschlossen werden. Dabei kann das UMG 508 zum Beispiel gleichzeitig als Gateway für untergelagerte Messstellen und/oder Schaltmodule, die in der Installation vorhanden sind, eingesetzt werden. Jedes Gerät mit Modbus RTU-Schnittstelle, dessen Daten format und Funktionscodes übereinstimmen, kann angeschlossen werden. Daten können zudem beschriftet und skaliert werden. Highspeed Modbus Die Geräte der Serie UMG 508 können Daten untereinander über die Schnittstelle RS 485 mit einer Geschwindigkeit von bis zu 921,6 kb/s übertragen. Dies erlaubt ein sicheres und schnelles Schalten und Kommunizieren. Alarmmanagement: und Homepage informieren Sie, wo immer Sie sich befinden Wer kennt das nicht? Kaum aus dem Haus und schon kommt der erste Anruf über Probleme in der Fertigung, Computer fallen aus, die Energieversorgung stürzt ab Mittels Webbrowser und einer IP-Adresse haben Sie direkten Zugang auf die äusserst leistungsfähige Homepage des UMG 508. Bereits von der Homepage aus können Sie sich direkt eingehend informieren. Onlinedaten stehen ebenso zur Verfügung wie historische Daten und Graphen von Ereignissen. Über die Homepage können die direkt aufgelaufenen Arbeiten in Kosten umgerechnet werden und als csv-fi le exportiert oder ausgedruckt werden. Alternativ kann die Information weltweit auch per erfolgen, falls die Energieversorgung überlastet ist. Kurzzeit unterbrechungen der Spannungsversorgung Ihren Fertigungsprozess zum Erliegen bringen, unzulässige Oberschwingungen die Lebensdauer von Betriebsmitteln reduzieren Die Anwendungsmöglichkeiten sind unerschöpfl ich!

4 4 Funktionsbeschreibung UMG 508Emax Spitzenlastoptimierung Wirkleistungsspitzen intelligent reduzieren UMG 508Emax-Spitzenlastoptimierungssysteme erfassen kontinuierlich sämtliche elektrischen Parameter. Das UMG 508Emax, mit intelligenten Regelalgorithmen ausgestattet, berechnet die Wirk leistungstrends und vergleicht diese mit der vereinbarten Zielwirkleistung. Durch die Trendberechnung kann das UMG 508Emax feinstufi g in den Betriebsablauf eingreifen und unkritische Verbraucher nach den Vorgaben des Benutzers kurzfristig abschalten. Dadurch können zum Teil sehr kostenintensive Leistungsspitzen sicher vermieden und erhebliches Kosteneinsparpotential wirksam gemacht werden. Zufällige Leistungsspitzen werden vermieden. Optional erhältlich Spitzenlastmanager UMG 508Emax im Stahlblechgehäuse für Wandmontage anschlussfertig auf Anschlussklemmen verdrahtet inklusive Software GridVis und Standardprogrammierung Hilfsspannung: 230V; 50/60Hz Abmessungen: B = 600mm H = 380mm T = 210mm Farbe: RAL 7035 Hauptmerkmale optimale Begrenzung von Wirkleistungsspitzen bis zu 64 Abschaltstufen inklusive UMG 508E-Netzanalysator mit kontinuierlicher Messung RS232, RS485, Modbus, Ethernet TCP/IP, Profi bar inklusive GridVis Software Erfassung von Kurzzeitunterbrechungen Oberschwingungsanzeige, Überwachung von Kurzeitunterbrechungen mit Embedded Webserver Anwendungen Das UMG 508Emax ist ein Multifunktionsgerät, das als Grund aus rüstung in keiner Niederspannungshauptverteilung fehlen sollte. Mit dem Spitzen lastmanager UMG 508Emax wird durch kurzzeitiges Abschalten von Verbrauchern das Wirkleistungs maximum gesenkt. Darüber hinaus ermöglicht das Gerät mit der integrierten Wochenzeitschaltuhr das zeit- oder ereignisabhängige Schalten von Verbrauchern. Als Grundgerät ist das UMG 508E mit Zusatz kompo nenten im Stahlblechgehäuse eingebaut oder auch in einzelnen Komponenten erhältlich. Das UMG 508Emax ermittelt als Messgerät die Belastungsverhältnisse der elektrischen Versorgungs einrichtungen, um eine Überlastung zu vermeiden. Ausserdem ist das Gerät auch zum Messen und Speichern von fast allen elektrischen Grössen einschliesslich Strom- und Leistungsmittelwerten konzipiert.

5 5 Funktionsprinzip Auf Basis des an einem Digitaleingang eingehenden Wirkleistungsimpulses oder der vom Messteil mittels Stromwandler errechneten Gesamtwirkleistung ermittelt das UMG 508Emax die notwendigen Grössen zur Einhaltung von bis zu 5 vorgegebenen kw-sollwerten. Dabei berechnet das Gerät innerhalb der eingestellten Messperiode kontinuierlich Mittelwert, Momentanwert, Trendwert und Korrekturleistung. Erkennt das Gerät eine mögliche Überschreitung des Leistungsmaximums, prüft es anhand der eingestellten Verbraucherkenndaten die Notwendigkeit einer Abschaltung von Verbrauchern. Das Ziel dieser Methode ist es, mit möglichst wenigen Schalthandlungen den Betriebs ablauf unwesentlich zu beeinträchtigen und trotzdem den vorgegebenen Sollwert einzuhalten. Es stehen je nach Ausführungs variante bis zu 64 Abschaltstufen für die Verbraucher zur Verfügung. Spitzenlastmanagement bis zu 64 Abschaltstufen / 2 Sollwerte Messperiodendauer: Damit die Messung mit dem EVU synchron ist, erfolgt die Rücksetzung über einen Digitaleingang des UMG 508Emax oder über die Schnittstelle. Erfolgt keine Rücksetzung innerhalb der programmierten Messperiodendauer, so wird die Rücksetzung automatisch durch die interne Uhr ausgelöst. Die Rücksetzung der Messperiode löscht die Emax-Wirkleistung und startet eine neue Messperiode. Das letzte gemessene Wirkleistungsmaximum wird für die Minimum- und Maximumwertspeicherung verwendet und, falls programmiert, im Speicher des UMG 508Emax abgelegt. Sperrzeit: Läuft zu Beginn der Messperiode und verhindert, dass kurze Leistungsspitzen am Anfang der Messperiode zur Abschaltung führen. Pausenzeit: Zeit zwischen zwei Schalthandlungen. Da Schalthandlungen nicht sofort Auswirkungen im Netz haben, kann die verzögerte Reaktion mit der Pausenzeit berücksichtigt werden. Lastgang im Tagesverlauf P in kw Sollwert Einsparleistung Involvierte Verbraucher: Involvierte Verbraucher werden bevorzugt zur Abschaltung verwendet. Nur involvierte Verbraucher werden in die Trendwertberechnung einbezogen. Dies bedeutet, das Emax-Programm versucht unter Berücksichtigung der Schaltzeiten und Verbraucher leistungen, möglichst nur mit den «involvierten Verbrauchern» das Maximum einzuhalten. Ist dies nicht möglich, werden auch die anderen Verbraucher zur Ab schaltung herangezogen.

6 6 Priorität Jeder Abschaltstufe kann eine Priorität von 0 bis 64 zugeordnet werden. Emax-Ausgänge mit der Priorität 0 werden nicht in die Trendwertberechnung des Emax-Programms einbezogen. Emax-Ausgänge mit niedriger Priorität (z.b. 1) werden zuerst abgeschaltet und zuletzt wieder eingeschaltet. Anschlussleistung Um den Schaltzeitpunkt genauer bestimmen zu können, muss für jeden Emax-Ausgang die geschaltete Anschlussleistung programmiert werden. Die jedem Emax-Ausgang zugeordneten Schaltzeiten werden vorrangig eingehalten. Mindesteinschaltdauer Gibt an, wie lange ein Verbraucher zwischen zwei Schalthandlungen mindestens eingeschaltet sein muss. Mindestabschaltdauer Gibt an, wie lange ein Verbraucher nach einer Abschaltung mindestens abgeschaltet bleiben muss. Maximale Abschaltdauer Gibt an, wie lange ein Verbraucher nach einer Abschaltung maximal abgeschaltet bleiben darf. Verfügbarkeit Die Verfügbarkeit eines Verbrauchers ist prozentual einstellbar. Programmierung via APP Browser Software auf den Gerät-Software

7 7 Dezentrale I/O-Feldbusmodule Serie FBM10 Die Serie FBM10 stellt eine preiswerte Alternative zur dezentralen Abschaltung dar. Alle FBM10-Module haben eine RS485-Schnittstelle mit dem Protokoll Modbus RTU und können als Slaves zu Geräte, UMG 508 dienen. Entfernungen Die I/O Module der FBM-Serie können in bis zu 1'000 m Entfernung an die RS485 Modbus Master-Schnittstechenden Gerätes angeschlossen werden. Als Leitung sollte entweder ein Profi bus-kabel oder beispielsweise ein Kabel des Typs Li2YCY(TP) 2x2x0.22 verwendet werden. Anwendung der I/O-Feldbusmodule Das Feldbusmodul besitzt keine eigene Intelligenz, sondern es führt lediglich die verschiedenen Ein- und Ausgangssignale zusammen, um diese an die entsprechenden Teilnehmer zu verteilen. Um die Feldbusmodule nutzen zu können, wird es mit dem jeweiligen Modbus-Master aus der Geräteserie UMG 508 verbunden. Mit dem Einbeziehen der dezentralen I/O-Module stehen dem Nutzer zwei verschiedene Ausführungen zur Verfügung und er kann grundsätzlich sämtliche Datenpunkte in sein OPTEC System integrieren. Damit ist das Optec-System nicht mehr nur auf elektrische Messwerte limitiert, sondern prinzipiell können auch andere Werte wie Prozessdaten, Zustände, Störmeldungen, Grenzwerte, Alarmausgänge oder ähnliches erfasst werden. Diese können mit der Software GridVis erfasst, archiviert und visualisiert werden. Beispiel zur Nutzung der Ausgänge E-Max-Ausgänge (max. 64) Grenzwertausgänge für Messwerte Beispiel zur Nutzung der Eingänge EMax-Sperrung oder -Freigabe Tarifumschaltung Sollwertumschaltung EMax Synchronisierung Messperiode Störmeldungen Zustandsmeldungen Anschlussvariante Modul Schaltbaustein

8 8 Anlagenübersicht TR1 11/0.4kV 13 Kommunikation via Ethernet TCP/IP Modbus Gateway Emax - Spitzenlast- Optimierungsanlage Pumpen HVAC Küche Fertigung Anwendungs-Beispiel einer kompletten Messung Einspeisung Hausanschluss UMG 508 mit Emax APP Messung der Abgänge mit UMG 96RM dezentraler Modulbaustein für die Lastoptimierung Topologie der Geräte LAN TCP IP Master Slave 1 Slave 2 Slave 3 Slave 4 Messgerät Abschaltungsgerät 1 Messung UMG 508 Abschaltungsgerät Messung UMG 96RM z.b. in Einspeisung Hauptverteilung Unterverteilung A 10 Geräte Unterverteilung B Eingang der EW-Signale UV-Lingerie

9 9 Massbild Master-Gerät Anschlussbild Master-Gerät Ansicht von unten. Alle Angaben sind in mm angegeben. Ethernet-Anschluss Seitenansicht Typische Anschlussvariante FMB Modul

10 10 Zusammenstellung Lastoptimierungsanlage Einzel Komponenten Type Artikel Nr. Eingänge Ausgänge V.-Spannung Wissenwertes 508 Master Lastoptimierungsgerät J VAC Web Technollogie, TCP-IP 508 Master Lastoptimierungsgerät J VDC Web Technollogie, TCP-IP DP Stecker abgewinkelt J Stecker für RS485 Bus zu FMB Modulen Software E-max (App für Master) J Software Komponente Schaltmodule FMB10 - Out J VDC Schalteinheit für 10 Verbraucher Schaltmodule FMB10 - In J VDC Schalteingänge für 10 Verbraucher Netzteil 1,75A Ph VAC/24VDC Netzteil je FMB Modul Inbetriebnahme T-Pauschale U IBS vor Ort mit Uebergabe beim Kunden Fahrspesen D Fahrpauschale km EDGE Modem 10/100Base Ph VDC Ethernet und VPN Unterstützung, Firewall Simkarte und Dienstaktivierung D Abklärungen Swisscom, GSM mit CNA Dienst Switch 5 Ports 10/100Base Ph VDC Switch Ethernet 5 Ports für DIN Montage Netzteil 1,75A Ph VAC/24VDC Netzteil zu Modem Komponenten Nachoptimierung nach ca. 3 Monaten D Einstellungsoptimierung auf Betrieb Optional für den Kunden Visualisierung Software GridVis J Energie Überwachungssoftware Grafi kauswerung / Monatsaberechnungen Komplettanlagen mit Wandschrank Type Artikel Nr. Eingänge Ausgänge V.-Spannung Wissenwertes UMG A J VAC 15 Abschaltstufen UMG AE J VAC 15 Abschaltstufen / 15 Meldungen UMG A J VAC 25 Abschaltstufen UMG AE J VAC 25 Abschaltstufen / 25 Meldungen UMG A J VAC 35 Abschaltstufen UMG AE J VAC 35 Abschaltstufen / 35 Meldungen UMG A J VAC 45 Abschaltstufen UMG AE J VAC 45 Abschaltstufen / 35 Meldungen UMG A J VAC 65 Abschaltstufen UMG AE J VAC 65 Abschaltstufen Inbetriebnahme T-Pauschale U IBS vor Ort mit Uebergabe beim Kunden Fahrspesen D Fahrpauschale + 100km EDGE Modem 10 / 100Base Ph VDC Ethernet und VPN Unterstützung, Firewall Simkarte und Dienstaktivierung D Abklärungen Swisscom, GSM mit CNA Dienst Switch 5 Ports 10 / 100Base Ph VDC Switch Ethernet 5 Ports für DIN Montage Netzteil 1,75A Ph VAC/24VDC Netzteil zu Modem Komponenten Nachoptimierung nach ca. 3 Monaten D Einstellungsoptimierung auf Betrieb Optional für den Kunden Visualisierung Software GridVis J Energie Überwachungssoftware Grafi kauswerung / Monatsaberechnungen

11 11 Muster Amortisationsberechnung für Energie Control System Projekt: Mittelgrosses *****Sterne Hotel mit Küche und Lingerie Messperiodendauer: 15 min Einsparung in KW bei Abschaltung der aufgelisteten Verbraucher Kanal Verbraucher Leistung (kw) Priorität Max. Einschalt dauer p. 15 Min. Abschaltzeit in Minuten sek. sek. Einsparung 1 Salamander (2x) Wärmeschrank (2x) Tellerwärmer (2x) Allzweck Backofen (2x) Bain Marie Kipp-Bratpfanne Kombidämpfer 1 - Rational Kombidämpfer 2 - Rational Pattisserieofen Pattisserieofen Kippkochkessel Gläserspühlmschiene Geschirrspühlmaschine Topfspühlmaschiene Friteuse Friteuse Div. Kleingeräte Warmhalteplatten / Tellerwärmer Kühlanlagen Kompressoren Saunalandschaft (6x) Waschmaschiene WI 300 (2x) Waschmaschiene WI Waschmaschiene WI Trockner TI 750 U Trockner TI 750 U Bügelmaschiene Gläserspühlmschiene - Chinese Küche (2x) Salamander - Chinese Küche Tassenheizung - Chinese Küche Skischuhtrockner Reserve 32 Reserve Gesamt installierte Leistung KW Reduzierte Leistung KW Einsparung in kw Gleichzeitigungsfaktor Leistungspreis pro Quartal (Angabe Energie Lieferant) 30 Einsparungen pro Quartal 5065 Kosten Energie-Control-System Planung, Installation geschätzt Gesammtkosten Einsparung/Monat 1264 Payback 2.6 Jahr Eingabefelder Leist. Bezug alt Leist. Bezug neu

12 Optec AG Guyer-Zeller-Strasse 14 CH-8620 Wetzikon ZH Telefon: Telefax: Mail: Internet: