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活動鏈接：2013年控制網行業專題---發展新能源更要做好能源管理

   上海電氣是中國最大的電氣集團之一，提供在電力行業的系統集成與工程項目的實施，在電力行業系統領域有著超過50年的歷史，隨著中國環保與綠色能源戰略的推動，對于風力發電和太陽能發電這類清潔能源的需求迅猛上升，上海電氣作為電力技術領域的領導企業也積極投入其中。
  
                      
                                 控制柜內包含一些貝加萊最新的安全技術

   即使有著50多年的電力領域工程集成經驗，然而，風力發電對于上海電氣輸配電仍然是一個巨大的挑戰，如何設計可靠而又高效的控制系統至關重要，上海電氣輸配電的技術團隊與貝加萊的團隊進行了反復的深入交流。貝加萊系統的很多領先于其它系統的特點吸引了他們，貝加萊的積極合作態度以及系統開發的理念贏得了他們的信任，雙方在2008年決定組建聯合開發團隊共同來完成這個艱巨的開發工程。

   硬件保障是基礎

   風力發電由于其所在的工作環境均在野外、海邊、山區，均是晝夜溫差極大或高原地帶，因此對于控制器產品的環境適應能力有較高的要求，貝加萊的系統在火電、水電、生物質發電等領域已經得到廣泛應用，被驗證為具有高可靠性設計的產品，同時為了驗證其惡劣環境的生存能力，貝加萊X20系列產品還在德國TÜV實驗室進行了HALT測試，并被證明完全滿足風力發電對于硬件的可靠性和環境要求的各項指標，電路板表面的納米涂層處理也確保了其對于鹽堿、潮濕環境的適應力，這是輸配電能夠開始合作的基礎條件。
 
                    
                         上海電氣全新的風力發電機生產設備 
  
                   
                      準備安裝到風機上的經過組裝和測試的機艙

   基于建模的設計

   風力發電系統是一個基于建模的系統設計，通過對整個機組包括每個傳感器、機械組件的建模來仿真整個風力發電過程，由于風力發電系統的測試環境不易具備（例如：風速超速、安全動作等），而仿真技術可以大大降低整個系統的開發與測試成本，MATLAB Simulink的仿真可以自動生成代碼，這些代碼可直接植入到B&R X20PLC系統，并連線硬件實現硬件在環測試HIL(Hardware in the Loop)。這使得在安裝到風機運行之前控制系統已經經過了各種變量下的測試，從而大大降低了系統的風險和節省大量的實際測試成本。

   X20專家模塊

   X20CM0985模塊是一個專家模塊，特別適合于風力發電機組的應用，它可以測量發電機組側的電流、電壓輸入，也可以測量電網側的電流、電壓等，包括視在功率、有功及無功功率等，可以對電網的狀態進行及時的反饋，確保功率控制機制的有效運行，從而保證機組功率穩定和輸出滿足電網相位、頻率等參數要求的能量。

   POWERLINK Safety技術

   在風力發電系統運行過程中，安全技術是必須的，因為對于運行在野外的機組來說，惡劣的自然環境和不可測因素會導致巨大的安全風險，例如：風速超速、惡劣天氣、系統故障，每種情況下系統如何復位確保整機不會因此損壞等，必須為各種潛在的系統風險做出評估，并制定相應的安全邏輯動作設計，在這個系統中POWERLINK Safety的高速與錯誤處理機制發揮了效應，對于各種出現的數據通信故障如數據插入、重發、延遲、幀混亂等，通過雙CRC校驗、反復校驗冗余、時間戳等方式予以處理，確保了系統的數據交換安全，對于各種潛在的系統安全風險給予了有力保障，并且POWERLINK Safety的直接交叉通信使得系統通信周期較低，能夠更為快速的響應安全邏輯的動作。

   完美的核心

   軟件才是系統的真正核心，貝加萊發揮了其在行業應用軟件實現能力方面的卓越優勢，開發了WTC風力發電軟件包，該軟件系統結構清晰，高度模塊化封裝，對于使用者來說這是一個經典之作：可以針對不同的機型進行組件的添加、刪除、修改，并且非常便于維護和升級，無論對于雙饋還是直驅型風力發電機組，亦或采用液壓或電動變槳系統均只需參數的調整，而無需復雜的編程與測試，軟件系統具有很高健壯性，參數的修改不會引發系統的跳變，軟件的修改和下載也無需重新啟動。

   軟件采用高度模塊化設計，由十多個低耦合度的軟件模塊構成。例如：主流程、剎車系統、液壓處理、溫度測量系統、通信、機柜、變槳、箱變和電網等十多個獨立的單元構成，這些模塊內的增添均不會對系統造成大的影響，并且系統可以根據機器規格的不同僅需進行參數的設置，無需復雜的編程。

   模塊化設計的另一個方面是每個模塊內部的操作標準化，均由統一的軟件操作流程構成，這樣對于程序的調整、移植，或者后續培訓、修改都會非常方便，每個細節處都體現了設計團隊的匠心獨運。

   遠程維護必不可少

   遠程維護對于風電而言重要性不言而喻，畢竟這些機組不是運行在工廠里，而貝加萊豐富的遠程維護功能設計使得輸配電的工程師們完成這項工作變得如此輕松簡單，通過AutomationStudio在CPU中配置VNC Server、Web Server，在無需增加硬件成本的基礎上，可以通過Internet方式來訪問主機，光纖交換機接口支持遠距離的數據傳輸，專門開發的風電場SCADA系統滿足了風力發電系統的遠程監控與維護，采用Java技術開發了專用的ActiveX控件如風玫瑰圖、風力主機、葉片等位置的監控，以滿足風電對于監控系統的獨特需求。

   經過2年多的合作，如今2MW、3.6MW雙饋型機組已經運行在中國的多個風電場，在這個合作過程中，雙方體現了合作的誠意與積極的態度，組建了強大的技術開發團隊并借助在歐洲的研發隊伍的力量共同完成了這些艱巨的開發和測試任務。 

   摘自《自動化博覽》2013年6月