目前中國已經(jīng)成為全球風(fēng)力發(fā)電規(guī)模最大、增長最快的市場，風(fēng)力渦輪機(jī)作為風(fēng)力發(fā)電的主要設(shè)備，其市場一直呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展之勢。2017年是風(fēng)電行業(yè)的一個(gè)發(fā)展拐點(diǎn)，風(fēng)電企業(yè)如何轉(zhuǎn)型，如何利用大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)行，成為了很多企業(yè)思考的問題。
而WAGO萬可PFC200控制器可在遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)上對風(fēng)力渦輪機(jī)進(jìn)行監(jiān)測和控制，風(fēng)電企業(yè)可充分利用通信連接、數(shù)據(jù)收集和分析實(shí)現(xiàn)風(fēng)力渦輪機(jī)的高效智能運(yùn)行，進(jìn)而在市場競爭中脫穎而出。
實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)接口簡單快速轉(zhuǎn)換的控制器
在能源轉(zhuǎn)型的背景下，可再生能源所占的比例日漸增加。不穩(wěn)定的電力供應(yīng)設(shè)備，例如風(fēng)力渦輪機(jī)，為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商帶來了新的挑戰(zhàn)。因?yàn)楣?yīng)情況相當(dāng)難以預(yù)測，網(wǎng)絡(luò)必須轉(zhuǎn)換成所謂的智能電網(wǎng)。這種轉(zhuǎn)換的一個(gè)重要方面就是通信?，F(xiàn)代遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)必須確保在能源生成設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的控制中心之間建立連接。
德國FWT集團(tuán)致力于搭建多兆瓦級的全套風(fēng)力渦輪機(jī)，構(gòu)建完整風(fēng)力發(fā)電廠并開始生產(chǎn)了自己的風(fēng)力渦輪機(jī)。在遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，西歐各國基于相關(guān)IEC標(biāo)準(zhǔn)所使用的遠(yuǎn)動(dòng)協(xié)議存在著巨大的差異性，基于此，F(xiàn)WT在遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)方面依賴WAGO萬可的PFC200控制器。
FWT風(fēng)力發(fā)電廠項(xiàng)目
FWT目前進(jìn)行的項(xiàng)目之一是在波蘭南部的克扎諾維采建造風(fēng)力發(fā)電廠，計(jì)劃總輸出達(dá)90 MW。FWT于2014年年底開始建造該項(xiàng)目，并對三臺(tái)風(fēng)力渦輪機(jī)中的第一臺(tái)進(jìn)行了調(diào)試。這是一個(gè)交鑰匙項(xiàng)目，F(xiàn)WT需要提供風(fēng)力渦輪機(jī)、完整的控制技術(shù)、甚至延伸到網(wǎng)絡(luò)傳輸點(diǎn)風(fēng)力發(fā)電廠的電力管理以及遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)。
“我們必須滿足波蘭網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商對于遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的特定需求，”FWT應(yīng)用工程部門的負(fù)責(zé)人Christian Oppermann表示。波蘭的不同之處在于，他們的遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)基于DNP3協(xié)議。盡管它與西歐常用的基于IEC 60870的遠(yuǎn)動(dòng)協(xié)議類似，但二者并不相同。
為了實(shí)施這種遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)，F(xiàn)WT采用PFC200控制器。對于Oppermann來說，它具備一項(xiàng)決定性的優(yōu)勢，“PFC200控制器本身已具備DNP3接口。因此我們不必再擔(dān)心接口的編程問題?！?FWT在尋找合適的遠(yuǎn)動(dòng)控制器時(shí)選擇了PFC200，這絕非偶然?！拔覀兪褂肳AGO萬可控制器已有數(shù)年之久，利用它們在風(fēng)能系統(tǒng)中心進(jìn)行槳距控制時(shí)，總能獲得美好的使用體驗(yàn)?！?/FONT>
集成到中央風(fēng)力發(fā)電廠的控制器
風(fēng)力發(fā)電廠中的每臺(tái)風(fēng)力渦輪機(jī)都單獨(dú)配備控制器。這樣，各個(gè)渦輪機(jī)可通過光纖網(wǎng)絡(luò)，使用不同的TCP/IP協(xié)議(包括Modbus TCP)連接到風(fēng)力發(fā)電廠進(jìn)行電力管理的中央控制器。同時(shí)，遠(yuǎn)動(dòng)控制器也集成于該網(wǎng)絡(luò)，以接收各個(gè)渦輪機(jī)的數(shù)據(jù)。
PFC200可收集數(shù)據(jù)、準(zhǔn)備數(shù)據(jù)，并通過DNP3接口將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商。
此外，利用Lancom路由器還可將風(fēng)力發(fā)電廠的VPN連接(IPsec)用于遠(yuǎn)程監(jiān)控。 “使用基于IPsec的VPN，我們可通過中央控制中心隨時(shí)干預(yù)風(fēng)力發(fā)電廠”，Oppermann表示。在位于魏甘茨海恩的中央控制中心，不僅全天候有人值班，而且維護(hù)人員還可隨叫隨到，如果風(fēng)力發(fā)電廠出現(xiàn)故障，他們可以快速響應(yīng)。
目前，每臺(tái)使用PFC200的渦輪機(jī)可收集包括電壓、頻率和輸出等在內(nèi)的13個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，并將這些數(shù)據(jù)提供給網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商。
除此之外，還可使用遠(yuǎn)動(dòng)控制器記錄網(wǎng)絡(luò)傳輸點(diǎn)的有功功率和無功功率。同時(shí)，DNP3接口還提供輸入通道，通過該通道，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商可以調(diào)整風(fēng)力發(fā)電廠的無功功率等。不僅如此，使用該接口還可降低無級輸出，直至風(fēng)力發(fā)電廠完全關(guān)閉。
通過使用能夠與PFC200串聯(lián)的額外I/O模塊，可實(shí)現(xiàn)對中壓級別斷路器的監(jiān)控，在必要時(shí)還可進(jìn)行觸發(fā)。
借此，運(yùn)營商可將風(fēng)力發(fā)電廠從電網(wǎng)中完全斷開。遠(yuǎn)動(dòng)控制器不僅提供DNP3接口，而且還可用作數(shù)據(jù)記錄器，將包括風(fēng)力發(fā)電廠狀態(tài)和通過DNP3接口進(jìn)行外部干預(yù)的所有數(shù)據(jù)都以csv格式記錄在SD卡中，并傳輸?shù)絻?nèi)部FTP服務(wù)器?！拔覀冞€可以向風(fēng)力發(fā)電廠運(yùn)營商推送數(shù)據(jù)，”O(jiān)ppermann表示。復(fù)雜的記錄對于證明風(fēng)力發(fā)電廠的可用性非常重要。
硬件堅(jiān)固耐用，適于嚴(yán)苛環(huán)境的控制器
FWT使用WAGO萬可的750-880控制器實(shí)現(xiàn)了首批遠(yuǎn)動(dòng)控制連接。FWT已將PFC200 XTR版規(guī)定為該公司的標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)動(dòng)控制器，這樣可以在嚴(yán)苛的環(huán)境條件下始終保證安全。
包括遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)在內(nèi)，發(fā)電廠涉及電力管理的所有控制技術(shù)都安裝在風(fēng)力發(fā)電廠內(nèi)的未供暖建筑中。因此溫度波動(dòng)非常大。如果在寒冷的天氣里，風(fēng)力發(fā)電廠連續(xù)幾天沒有連接到網(wǎng)絡(luò)，那么所有電力技術(shù)設(shè)備都必須承受零下溫度，之后再重新啟動(dòng)。PFC200 XTR版能適應(yīng)低至-40°C和高達(dá)+70°C的溫度，并且能夠承受組件臨時(shí)解凍。
PFC200 750-880系列
PFC200 XTR系列
Oppermann指出，使用此款遠(yuǎn)動(dòng)控制器的主要原因是它具備開放式編程功能：“通過CODESYS，PFC200不僅可以使用符合IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)的語言編程，還可以使用更高級別的編程語言。因?yàn)闊o須再考慮接口編程問題，所以系統(tǒng)可以快速、方便地實(shí)施應(yīng)用?！?/FONT>
PFC200 XTR系列控制器優(yōu)越性：
● 工作溫度范圍：-40°C到+70°C;
● 可抵抗高達(dá)5kV的沖擊電壓;
● 可承受高達(dá)5g加速度的震動(dòng)。
（轉(zhuǎn)載）
