어드밴텍의 엣지 투 클라우드(Edge-to-Cloud) 솔루션으로 IoT 지원 BESS 구축

배경

탄소 감축 목표를 달성하기 위한 국가적 노력의 일환으로, 중국 산시성(陝西省)에 본사를 둔 한 바나듐 생산업체는 "신에너지 및 에너지 저장 시범 프로젝트"에 따라 정부 보조금을 받아 산시성(山西省)에 있는 자사 공장 중 한 곳에 "폐열 발전(WHP)" 시설을 건설했습니다. 이 시설은 바나듐 추출 및 정제 과정에서 발생하는 폐열을 모아 전기로 전환하며, 1.5MW 규모의 바나듐 산화환원반응 흐름 배터리(VRFB) 기반 에너지 저장 시스템과 결합합니다.

에너지 저장 기술 기업이자 바나듐 기업 계열사인 산시 펑위안 바나듐 기술 개발 유한공사(陝西丰源釩業)는 이 프로젝트의 에너지 관리 시스템을 개발하기 위해 어드밴텍의 견고한 산업용 통신 및 컴퓨팅 제품과 IoT 소프트웨어 플랫폼을 활용했습니다. 해당 시스템은 에너지 장비의 지능형 모니터링 및 제어가 가능하여 부하 분산 및 피크 저감과 같은 에너지 전력 관리 조치를 통해 공장에서 전력을 더욱 효율적이고 경제적이며, 환경 친화적으로 사용할 수 있도록 지원합니다.

에너지 응용 분야는 고온과 전자기 간섭 같은 극한의 환경적 도전에 직면하기 때문에 산시 펑위안은 어드밴텍 하드웨어의 견고성과 신뢰성에 크게 감명을 받았습니다. 또한, 고객은 어드밴텍의 WISE-iMachine 플랫폼에서 제공하는 편리한 도구에 만족하고 있으며, 이를 통해 복잡한 프로젝트 요구 사항을 충족하기 위한 IoT 시스템을 단기간 내에 개발할 수 있었습니다.

시스템 요구 사항

일반적으로 배터리 에너지 저장 시스템(BESS)은 배터리 관리 시스템(BMS), 전력 변환 시스템(PCS), 전력 분배 캐비닛, 환경 제어 시스템(ECS), 에너지 미터 및 운영자에게 필요한 기타 구성 요소를 포함한 장비나 하위 시스템을 연결하고 모니터링해야 하며, 이 경우 접근 제어 시스템과 영상 감시 시스템이 포함됩니다.  

이러한 구성 요소는 Modbus, CANbus, DL/T645 등과 같이 서로 다른 산업용 통신 인터페이스를 사용하기 때문에, 대규모 BESS에서 여러 프로토콜을 데이터 처리, 업로드, 적용 및 저장을 위한 IoT 표준 형식으로 변환하기 위해서는 고밀도 I/O 포인트가 있는 IoT 게이트웨이 또는 엣지 컨트롤러가 필요합니다. 

IoT 네트워킹 측면에서는, 고속 저지연의 유/무선 네트워크를 구축하기 위해 게이트웨이와 스위치가 요구됩니다. 이를 통해 데이터를 로컬 서버 또는 원격 모니터링 및 제어 센터의 클라우드 기반 서버로 전송하여 실시간 데이터 시각화와 모니터링을 실현할 수 있습니다.

프로젝트 구현 (제품)

• AMAX-5580 Codesys를 탑재한 EtherCAT 자동화 컨트롤러
• ECU-1252 EdgeLink를 탑재한 CAN to Ethernet 프로토콜 게이트웨이
• ADAM-4117 Modbus RS-485 원격 I/O
• EKI-2428 비관리형(언매니지드) 이더넷 스위치
• IPC-610 시각적 알람 기능이 있는 4U 랙마운트 섀시

시스템 설명

시스템 통합업체(SI)인 산시 펑위안은 산시 바나듐 공장의 에너지 설비를 모니터링하고 제어하기 위해 에너지 저장 관리 시스템을 개발했습니다. 이 시스템은 AMAX-5580을 엣지 컨트롤러 및 주요 데이터 게이트웨이로 사용합니다. AMAX-5580은 하위 시스템에서 상태 데이터를 수집하고 이를 통합된 형식으로 변환하여 SI가 개발한 알고리즘으로 처리합니다. 이 컨트롤러는 배터리 충전 및 방전과 같은 하위 시스템 제어를 구현하며, 필터링된 데이터를 로컬 서버와 클라우드 SCADA 시스템에 업로드합니다.  

SI는 높은 밀도와 유연한 컴퓨팅 시스템으로, 향후 대규모 BESS 배치를 위해 20,000개 이상의 I/O 포인트로 쉽게 확장할 수 있다는 점에서 AMAX-5580 자동화 컨트롤러를 선택했습니다. 또한, 이 EtherCAT 컨트롤러는 CODESYS 프로그래밍 환경을 지원하며 Linux와 Windows 운영 체제 모두에서 실행이 가능해, SI가 자체 도메인별 애플리케이션을 개발하기에 매우 편리합니다. 

한편, 어드밴텍의 산업용 PC인 IPC-610은 별도로 설치되어 공장 감시 시스템의 비디오 스트리밍을 위해 설치되었습니다. ADAM-4117 원격 I/O 장치는 엑세스 제어 시스템에서 사용되며, 출입 지점의 장치에서 데이터를 수집 및 전송할 뿐만 아니라, 컨트롤러로부터 문을 열거나 잠그라는 명령을 수신합니다.  

그러나 2MW 이하의 소형 에너지 저장 시스템 및 20,000 I/O 포인트 이하의 요구 사항을 가진 경우, 어드밴텍 ECU-1252는 풍부한 통신 I/O(2개의 CANbus, 2개의 COM 포트, 2개의 Ethernet 포트)와 Cortex A9 프로세서를 제공하여 적절한 처리 성능을 갖춘 경량 IoT 게이트웨이로 적합합니다. EdgeLink 프로토콜 변환 소프트웨어가 설치된 어드밴텍 ECU-1252는 데이터 처리 및 업로드를 위한 강력하고 다재다능한 IoT 게이트웨이입니다.

요약 - 왜 어드밴텍인가?

‧ 현장에서 검증된 견고성: 금속 추출 및 정제 공장과 전력 생성 및 에너지 저장 시설은 먼지, 충격 및 진동, 고온, 전자기 간섭 등 가장 혹독한 환경 조건을 보여줍니다. 어드밴텍 하드웨어는 광범위한 온도 지원, 높은 전자기 간섭(EMC) 대응 능력, 기타 견고한 설계를 통해 이 프로젝트에서 신뢰성을 완전히 입증했습니다.

‧ 완벽한 제품 포트폴리오: 어드밴텍은 IoT 시스템을 구축하는 데 필요한 모든 요소를 하드웨어에서 소프트웨어까지 포괄하는 완전한 산업용 제품 포트폴리오를 제공합니다. 고객은 어드밴텍에서 통합된 제품을 원스톱으로 구매할 수 있으며, 어드밴텍 제품을 타사 장비와도 쉽게 통합할 수 있습니다.

‧ 높은 개방성 및 확장성: 운영자는 에너지 시스템이 공용 클라우드 또는 온프레미스 환경에서 계속 성장하기를 기대합니다. 어드밴텍 WISE-iMachine 개방형 표준 클라우드 플랫폼으로, 높은 확장성을 갖춘 시스템을 쉽게 개발하고, 플랫폼 및 클라우드 간의 시스템을 마이그레이션할 수 있도록 지원합니다.

세계 각국의 기업들은 에너지 가격 상승과 깨끗한 에너지 사용을 요구하는 환경적 과제에 직면해 있으며, 이에 대응하기 위해 현장 발전 시스템과 배터리 에너지 저장 시스템(BESS)을 구축하거나 고려하고 있는 기업들이 증가하고 있습니다. 신뢰할 수 있는 산업용 IoT 프레임워크는 효과적인 에너지 관리와 에너지 운영의 디지털 전환을 가능하게 하는 중요한 인프라의 일부이며, 이는 어드밴텍이 이 분야에 제공하는 기술과 가치입니다.

BESS용 어드밴텍 IoT 지원 솔루션에 대해 자세히 알아보기

이 캠페인에서는 BESS를 위한 IoT 통합의 5가지 주요 도전 과제와 어드밴텍 솔루션이 그리드 규모에서 상업용 건물 및 주택에 이르기까지 다양한 BESS 애플리케이션을 구축하는 데 도움이 될 수 있는지에 대해 다룹니다. 에너지 관리의 미래를 받아들이는 방법을 지금 알아보세요!

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