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構建安全、智能風電

文：劉滿柏2013年6月

導語：風電設備對自動化產品的要求越來越高，SCADA系統的監控技術，現場總線的通信速度等。這些技術的存在與發展不僅保證風電效率，更提高風電安全。

我國風電建設的大力發展，為風電設備制造業創造了一個持續規模化的市場空間。而隨著風電機組容量的擴張，風電設備對自動化產品的要求越來越高，如，自動化產品控制器的響應速度，SCADA系統的監控技術，現場總線的通信速度等。這些技術的存在與發展不僅保證風電效率，更提高風電安全。
本期《控制與傳動》盤點的幾款風電行業自動化精品在風電領域占領一席之地，也讓嘗試進入該領域的國產企業看到，激烈市場競爭中，只有加強和提高自己的自動化技術水平，才能成功立足。

變流器（變頻器）
變流器被廣泛應用在風電行業的傳動系統中，主要的兩個應用點是：連接發電機；應用于雙饋電機，起同向、同頻、同壓的作用。由于該領域技術門檻較高，以下這些品牌在這一關鍵部件市場占據了壟斷的地位。
西門子：Dynavert XL 風電變流器

西門子：Dynavert XL 風電變流器
產品特色：Dynavert XL 風電變流器采用了最先進的 IGBT 技術，可以實現風電領域的各種常見控制模式，包括雙饋型感應發電機。該風電變流器完全符合越來越嚴格的電網兼容性要求，尤其滿足兆瓦級風力發電機的諧波、閃變和低電壓穿越等相關要求。

該系列發電機經過了15000 多個成功案例的驗證，包括額定功率高達 10 MW 的陸地和海上應用型發電機，涵蓋鼠籠型感應發電機、雙饋型感應發電機，直至永磁同步發電機。憑借其豐富的產品組合，以及為各種系統類型精準地定制發電機的能力，西門子可以為每一個風力發電系統提供最佳設備。

ABB：雙饋型風機變流器

產品特色：ABB雙饋型變流器可使發電機與電網實現同步。可提供動態的有功和無功功率、故障穿越和低電壓不脫網運行。直接的轉矩控制可為發電機提供速度和轉矩參考，每秒對電機轉矩監控4萬次。液冷模式采用完全封閉的柜體，可提高在灰塵、鹽霧、沙子和高濕度等惡劣環境條件下的防護性能，既適用于岸上風電機組，也適用于海上風電機組。

艾默生：WinTrust系列風機變流器

艾默生：WinTrust系列風機變流器
產品特色：艾默生WinTrust系列風機變流器專為中國風場、電網環境而設計；適應惡劣運輸路況，并能在海邊、沙漠等嚴酷的風場正常運行；先進的控制技術，良好的并網、電網適應、電機適應和發電性能；極強的抗震動設計，適應機艙強震環境。

Vacon：Vacon8000風電變流器

產品特色：Vacon在風力發電領域積淀了大量的專業應用經驗，形成了成熟的風能向可用于市電電網的實用型電能轉換的專業技術；作為完整的成套式變流解決方案，Vacon8000憑借其精確的功率控制，優異的并網特性，低電壓穿越，微電網功能以及風機控制系統的現場總線接口，足以勝任雙饋式風電機組(DFIG)中的能量控制和調節。

控制器
PLC在風電行業中被廣泛應用，用于監控和測量風速，經常應用于液壓系統控制、發電機、偏航以及變槳。另外，風電行業中專用控制器也有相當的市場空間。比如，液壓控制器，用于控制漿距或角度等。

西門子：Simatic S7-300

西門子：Simatic S7-300
產品特色：模塊化中型PLC 系統，滿足中、小規模的控制要求；各種性能的模塊可以非常好地滿足和適應自動化控制任務；簡單實用的分布式結構和通用的網絡能力，使得應用十分靈活；無風扇設計的結構，使用戶的維護更加簡便；當控制任務增加時，可自由擴展；大量的集成功能使它更強勁。

倍福：CX系列嵌入式控制器

倍福：CX系列嵌入式控制器

產品特色：結構精巧，無風扇或硬盤等旋轉部件；隨著CX系列嵌入式控制器的推出，倍福將PC技術和模塊化I/0結合，構成一種可以安裝于控制柜中的DIN導軌單元；集成在端子排內的超高速工業以太網與標準以太網兼容，充分利用以太網帶寬資源，具有卓越的實時特性，同時兼具成本優勢。

SCADA
在風電行業中，SCADA系統主要用于環境監測與控制，風機的運行環境要在SCADA系統內完成，以避免外界的條件影響，比如，溫度變化等，另外，還有發電機和分布式I/O的監控。SCADA系統里，現場總線和以太網也被應用其中，起到通信的作用。

西門子： Simatic Wind Library

產品特色：Simatic Wind Library是一套風電管理自動化運行系統，有50多個功能塊的軟件庫。風機運行需要控制的80%的功能，例如變槳和核心控制、系統功能和狀態監測，都以標準語言代碼形式保存在此軟件庫中。也就是說，此風電庫可以根據不同風機類型獨立調整，不會增加成本。對于風電廠的管理，運營商可以利用西門子的SCADA系統——WinCC開放架構，簡化風電場和控制中心的工程技術。

艾默生：Ovation

產品特色：Ovation SCADA系統具有先進的監測、控制和診斷功能，優化風力發電廠的運行。用于風力發電管理的SCADA系統是艾默生可再生能源SCADA解決方案產品組合的一部分，其他的還包括水電和太陽能發電。

Ovation SCADA系統支持所有主要OEM廠商生產的風力渦輪發電機，以及多種通信網絡類型，例如撥號、租用線路以及無線技術。Ovation SCADA系統提供了遠程啟動、停止、復位和標定個別風力渦輪發電機的能力，最大限度地減少勞動力密集型的現場考察。

施耐德：Vijeo Citect

產品特色：Vijeo Citect 的柔性架構可覆蓋多種類型的工業應用，并將不斷為客戶尋找新的增長點，滿足更多新興產業的特殊應用。用圖形描述的方式了解現場產品的生產質量情況，使用易于理解的SPC圖，可以確保生產偏差在用戶規定的范圍之內；Vijeo Citect 提供了三種最常用于統計分析的圖表類型。世界領先的“訂閱發布、通訊機制”；業內獨有的“生產過程分析器”，實現設備與生產線的直觀監控。

PLC 風電變頻器

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