风，也在掌握中

活动链接：2013年控制网行业专题---发展新能源更要做好能源管理

   上海电气是中国最大的电气集团之一，提供在电力行业的系统集成与工程项目的实施，在电力行业系统领域有着超过50年的历史，随着中国环保与绿色能源战略的推动，对于风力发电和太阳能发电这类清洁能源的需求迅猛上升，上海电气作为电力技术领域的领导企业也积极投入其中。
  
                      
                                 控制柜内包含一些贝加莱最新的安全技术

   即使有着50多年的电力领域工程集成经验，然而，风力发电对于上海电气输配电仍然是一个巨大的挑战，如何设计可靠而又高效的控制系统至关重要，上海电气输配电的技术团队与贝加莱的团队进行了反复的深入交流。贝加莱系统的很多领先于其它系统的特点吸引了他们，贝加莱的积极合作态度以及系统开发的理念赢得了他们的信任，双方在2008年决定组建联合开发团队共同来完成这个艰巨的开发工程。

   硬件保障是基础

   风力发电由于其所在的工作环境均在野外、海边、山区，均是昼夜温差极大或高原地带，因此对于控制器产品的环境适应能力有较高的要求，贝加莱的系统在火电、水电、生物质发电等领域已经得到广泛应用，被验证为具有高可靠性设计的产品，同时为了验证其恶劣环境的生存能力，贝加莱X20系列产品还在德国TÜV实验室进行了HALT测试，并被证明完全满足风力发电对于硬件的可靠性和环境要求的各项指标，电路板表面的纳米涂层处理也确保了其对于盐碱、潮湿环境的适应力，这是输配电能够开始合作的基础条件。
 
                    
                         上海电气全新的风力发电机生产设备 
  
                   
                      准备安装到风机上的经过组装和测试的机舱

   基于建模的设计

   风力发电系统是一个基于建模的系统设计，通过对整个机组包括每个传感器、机械组件的建模来仿真整个风力发电过程，由于风力发电系统的测试环境不易具备（例如：风速超速、安全动作等），而仿真技术可以大大降低整个系统的开发与测试成本，MATLAB Simulink的仿真可以自动生成代码，这些代码可直接植入到B&R X20PLC系统，并连线硬件实现硬件在环测试HIL(Hardware in the Loop)。这使得在安装到风机运行之前控制系统已经经过了各种变量下的测试，从而大大降低了系统的风险和节省大量的实际测试成本。

   X20专家模块

   X20CM0985模块是一个专家模块，特别适合于风力发电机组的应用，它可以测量发电机组侧的电流、电压输入，也可以测量电网侧的电流、电压等，包括视在功率、有功及无功功率等，可以对电网的状态进行及时的反馈，确保功率控制机制的有效运行，从而保证机组功率稳定和输出满足电网相位、频率等参数要求的能量。

   POWERLINK Safety技术

   在风力发电系统运行过程中，安全技术是必须的，因为对于运行在野外的机组来说，恶劣的自然环境和不可测因素会导致巨大的安全风险，例如：风速超速、恶劣天气、系统故障，每种情况下系统如何复位确保整机不会因此损坏等，必须为各种潜在的系统风险做出评估，并制定相应的安全逻辑动作设计，在这个系统中POWERLINK Safety的高速与错误处理机制发挥了效应，对于各种出现的数据通信故障如数据插入、重发、延迟、帧混乱等，通过双CRC校验、反复校验冗余、时间戳等方式予以处理，确保了系统的数据交换安全，对于各种潜在的系统安全风险给予了有力保障，并且POWERLINK Safety的直接交叉通信使得系统通信周期较低，能够更为快速的响应安全逻辑的动作。

   完美的核心

   软件才是系统的真正核心，贝加莱发挥了其在行业应用软件实现能力方面的卓越优势，开发了WTC风力发电软件包，该软件系统结构清晰，高度模块化封装，对于使用者来说这是一个经典之作：可以针对不同的机型进行组件的添加、删除、修改，并且非常便于维护和升级，无论对于双馈还是直驱型风力发电机组，亦或采用液压或电动变桨系统均只需参数的调整，而无需复杂的编程与测试，软件系统具有很高健壮性，参数的修改不会引发系统的跳变，软件的修改和下载也无需重新启动。

   软件采用高度模块化设计，由十多个低耦合度的软件模块构成。例如：主流程、刹车系统、液压处理、温度测量系统、通信、机柜、变桨、箱变和电网等十多个独立的单元构成，这些模块内的增添均不会对系统造成大的影响，并且系统可以根据机器规格的不同仅需进行参数的设置，无需复杂的编程。

   模块化设计的另一个方面是每个模块内部的操作标准化，均由统一的软件操作流程构成，这样对于程序的调整、移植，或者后续培训、修改都会非常方便，每个细节处都体现了设计团队的匠心独运。

   远程维护必不可少

   远程维护对于风电而言重要性不言而喻，毕竟这些机组不是运行在工厂里，而贝加莱丰富的远程维护功能设计使得输配电的工程师们完成这项工作变得如此轻松简单，通过AutomationStudio在CPU中配置VNC Server、Web Server，在无需增加硬件成本的基础上，可以通过Internet方式来访问主机，光纤交换机接口支持远距离的数据传输，专门开发的风电场SCADA系统满足了风力发电系统的远程监控与维护，采用Java技术开发了专用的ActiveX控件如风玫瑰图、风力主机、叶片等位置的监控，以满足风电对于监控系统的独特需求。

   经过2年多的合作，如今2MW、3.6MW双馈型机组已经运行在中国的多个风电场，在这个合作过程中，双方体现了合作的诚意与积极的态度，组建了强大的技术开发团队并借助在欧洲的研发队伍的力量共同完成了这些艰巨的开发和测试任务。 

   摘自《自动化博览》2013年6月

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