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构建安全、智能风电

文：刘满柏2013年6月

我国风电建设的大力发展，为风电设备制造业创造了一个持续规模化的市场空间。而随着风电机组容量的扩张，风电设备对自动化产品的要求越来越高，如，自动化产品控制器的响应速度，SCADA系统的监控技术，现场总线的通信速度等。这些技术的存在与发展不仅保证风电效率，更提高风电安全。
本期《控制与传动》盘点的几款风电行业自动化精品在风电领域占领一席之地，也让尝试进入该领域的国产企业看到，激烈市场竞争中，只有加强和提高自己的自动化技术水平，才能成功立足。

变流器（变频器）
变流器被广泛应用在风电行业的传动系统中，主要的两个应用点是：连接发电机；应用于双馈电机，起同向、同频、同压的作用。由于该领域技术门槛较高，以下这些品牌在这一关键部件市场占据了垄断的地位。
西门子：Dynavert XL 风电变流器

西门子：Dynavert XL 风电变流器
产品特色：Dynavert XL 风电变流器采用了最先进的 IGBT 技术，可以实现风电领域的各种常见控制模式，包括双馈型感应发电机。该风电变流器完全符合越来越严格的电网兼容性要求，尤其满足兆瓦级风力发电机的谐波、闪变和低电压穿越等相关要求。

该系列发电机经过了15000 多个成功案例的验证，包括额定功率高达 10 MW 的陆地和海上应用型发电机，涵盖鼠笼型感应发电机、双馈型感应发电机，直至永磁同步发电机。凭借其丰富的产品组合，以及为各种系统类型精准地定制发电机的能力，西门子可以为每一个风力发电系统提供最佳设备。

ABB：双馈型风机变流器

产品特色：ABB双馈型变流器可使发电机与电网实现同步。可提供动态的有功和无功功率、故障穿越和低电压不脱网运行。直接的转矩控制可为发电机提供速度和转矩参考，每秒对电机转矩监控4万次。液冷模式采用完全封闭的柜体，可提高在灰尘、盐雾、沙子和高湿度等恶劣环境条件下的防护性能，既适用于岸上风电机组，也适用于海上风电机组。

艾默生：WinTrust系列风机变流器

艾默生：WinTrust系列风机变流器
产品特色：艾默生WinTrust系列风机变流器专为中国风场、电网环境而设计；适应恶劣运输路况，并能在海边、沙漠等严酷的风场正常运行；先进的控制技术，良好的并网、电网适应、电机适应和发电性能；极强的抗震动设计，适应机舱强震环境。

Vacon：Vacon8000风电变流器

产品特色：Vacon在风力发电领域积淀了大量的专业应用经验，形成了成熟的风能向可用于市电电网的实用型电能转换的专业技术；作为完整的成套式变流解决方案，Vacon8000凭借其精确的功率控制，优异的并网特性，低电压穿越，微电网功能以及风机控制系统的现场总线接口，足以胜任双馈式风电机组(DFIG)中的能量控制和调节。

控制器
PLC在风电行业中被广泛应用，用于监控和测量风速，经常应用于液压系统控制、发电机、偏航以及变桨。另外，风电行业中专用控制器也有相当的市场空间。比如，液压控制器，用于控制浆距或角度等。

西门子：Simatic S7-300

西门子：Simatic S7-300
产品特色：模块化中型PLC 系统，满足中、小规模的控制要求；各种性能的模块可以非常好地满足和适应自动化控制任务；简单实用的分布式结构和通用的网络能力，使得应用十分灵活；无风扇设计的结构，使用户的维护更加简便；当控制任务增加时，可自由扩展；大量的集成功能使它更强劲。

倍福：CX系列嵌入式控制器

倍福：CX系列嵌入式控制器

产品特色：结构精巧，无风扇或硬盘等旋转部件；随着CX系列嵌入式控制器的推出，倍福将PC技术和模块化I/0结合，构成一种可以安装于控制柜中的DIN导轨单元；集成在端子排内的超高速工业以太网与标准以太网兼容，充分利用以太网带宽资源，具有卓越的实时特性，同时兼具成本优势。

SCADA
在风电行业中，SCADA系统主要用于环境监测与控制，风机的运行环境要在SCADA系统内完成，以避免外界的条件影响，比如，温度变化等，另外，还有发电机和分布式I/O的监控。SCADA系统里，现场总线和以太网也被应用其中，起到通信的作用。

西门子： Simatic Wind Library

产品特色：Simatic Wind Library是一套风电管理自动化运行系统，有50多个功能块的软件库。风机运行需要控制的80%的功能，例如变桨和核心控制、系统功能和状态监测，都以标准语言代码形式保存在此软件库中。也就是说，此风电库可以根据不同风机类型独立调整，不会增加成本。对于风电厂的管理，运营商可以利用西门子的SCADA系统——WinCC开放架构，简化风电场和控制中心的工程技术。

艾默生：Ovation

产品特色：Ovation SCADA系统具有先进的监测、控制和诊断功能，优化风力发电厂的运行。用于风力发电管理的SCADA系统是艾默生可再生能源SCADA解决方案产品组合的一部分，其他的还包括水电和太阳能发电。

Ovation SCADA系统支持所有主要OEM厂商生产的风力涡轮发电机，以及多种通信网络类型，例如拨号、租用线路以及无线技术。Ovation SCADA系统提供了远程启动、停止、复位和标定个别风力涡轮发电机的能力，最大限度地减少劳动力密集型的现场考察。

施耐德：Vijeo Citect

产品特色：Vijeo Citect 的柔性架构可覆盖多种类型的工业应用，并将不断为客户寻找新的增长点，满足更多新兴产业的特殊应用。用图形描述的方式了解现场产品的生产质量情况，使用易于理解的SPC图，可以确保生产偏差在用户规定的范围之内；Vijeo Citect 提供了三种最常用于统计分析的图表类型。世界领先的“订阅发布、通讯机制”；业内独有的“生产过程分析器”，实现设备与生产线的直观监控。

PLC 风电变频器

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