浅谈研祥关于风力发电产业解决方案

　　1979年上半年，美国在北卡罗来纳州的蓝岭山，又建成了一座世界上的发电用的风车。这个风车有十层楼高，风车钢叶片的直径60米；叶片安装在一个塔型建筑物上，因此风车可自由转动并从任何一个方向获得电力；风力时速在38公里以上时，发电能力也可达2000千瓦。由于这个丘陵地区的平均风力时速只有29公里，因此风车不能全部运动。据估计，即使全年只有一半时间运转，它就能够满足北卡罗来纳州七个县1%到2%的用电需要。

　　节能减排和生态环保工作历来是社会的热点问题，风能作为一种清洁的可再生能源，已经越来越受到世界各国的重视。中国风能储量很大，总量目前列世界第三，排在美国和俄罗斯之后，仅陆地上的风能储量约2.53亿千瓦，加上近海风能资源，可利用总量可达10亿千瓦。
　　风力发电是指利用风力发电机组直接将风能转化为电能的发电方式。在风能的各种利用形式中，风力发电是风能利用的主要形式，也是目前可再生能源中技术成熟、有规模化开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。
　　自2005年我国通过《可再生能源法》后，我国风电产业迎来了加速发展期，2006—2008年，我国风电装机量连续三年增长翻番；2008年，我国风电总装机容量达到1215.3万千瓦，成为第四大风电市场；2009年数据显示，国内风电装机容量已经超过西班牙，跃居世界第三。国家制定的2020年风电装机3000万千瓦，有望在2011年实现。到2020年，我国风电装机保守估计至少达到8000万千瓦。国家出台的新能源发展规划中把风力发电作为重点扶持行业，使得我国的风电产业拥有了更广阔的发展前景，未来几年都将保持如火如荼的发展势头。
　　风力发电的关键是风电主控系统的平稳运行。风电主控系统通过检测电网参数、风况、现场温度参数，在稳定的电压和频率下运行，对风电机组自动进行并、脱网控制，并监视齿轮箱、发电机的运行温度，液压系统的油压，同时根据风况进行偏航、变桨等动作，以进行优化控制，从而提高风电机组的运行效率与发电质量。对出现的任何异常进行报警，必要时自动停机。保证风电机组安全可靠运行，实现自然风的利用率和的能量转化率，向电网提供良好的电能。
　　主控站一般安装于风电机组塔筒底部，与机舱站通过现场总线进行通讯，与远程监控系统和人机界面通过工业以太网进行通讯；对风电机组整体运行进行控制和监测；通过现场总线实现与变桨系统和变流系统通讯。
　　机舱站以远程IO方式，通过现场总线与主控制器、变桨控制系统进行通讯。机舱站用于采集电网电量信息，记录风向、风速、发电机转速及温度等数据，控制偏航、扭揽。机舱站通过光纤介质与塔底主控站进行通讯。

　　暴大风，吹毁了四百座风力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多条帆船，并有数千人受到伤害，二十五万株大树连根拔起。仅就拔树一事而论，风在数秒钟内就发出了一千万马力（即750万千瓦；一马力等于0.75千瓦）的功率！有人估计过，地球上可用来发电的风力资源约有100亿千瓦，几乎是现在全世界水力发电量的10倍。目前全世界每年燃烧煤所获得的能量，只有风力在一年内所提供能量的三分之一。因此，国内外都很重视利用风力来发电，开发新能源。

　　利用风力发电的尝试，早在二十世纪初就已经开始了。三十年代，丹麦、瑞典、苏联和美国应用航空工业的旋翼技术，成功地研制了一些小型风力发电装置。这种小型风力发电机，广泛在多风的海岛和偏僻的乡村使用，它所获得的电力成本比小型内燃机的发电成本低得多。不过，当时的发电量较低，大都在5千瓦以下。

　　目前，据了解，国外已生产出15，40，45，100，225千瓦的风力发电机了。1978年1月，美国在新墨西哥州的克莱顿镇建成的200千瓦风力发电机，其叶片直径为38米，发电量足够60户居民用电。而1978年初夏，在丹麦日德兰半岛西海岸投入运行的风力发电装置，其发电量则达2000千瓦，风车高57米，所发电量的75%送入电网，其余供给附近的一所学校用。
　　PMM-1513被安装于风电机组塔底控制柜内，主要用于完成系统运行状态控制和显示、风电机组参数设置、历史数据的查询和统计、故障记录的查询等工作。通过设置用户访问权限，保证风电机组操作的安全可靠。

研祥风电行业解决方案

　　风电行业应用环境恶劣，对系统有较高的要求：
　　1.风场一般建设在风沙严重、环境温差大的地方，因此要求产品环境适应力强；
　　2.风场多建设在偏远地区，维护成本极高，因此要求产品能稳定运行，平均无故障时间长且易于装拆；
　　3.要求整机能宽温工作，工作温度在-20~70度；
　　4.接口丰富，能实现运行状态实时采集，数据可靠传输；
　　5.可实现远程管理和智能控制，以方便维护人员进行调试和确保工作人员安全。

系统框图

　　研祥针对风力发电产业的解决方案为PMM-1513测控机（苛刻环境下应用的宽温型15″可自由扩展IO的过程监控机）。这是一款严格按照工业现场苛刻环境应用要求而专门推出的新型自动化过程监控机，采用了全密闭全新设计理念，具备外形美观、结构坚固、功能丰富、安装方便等特点。创新式结构设计，用户可根据自身设备或系统I/O点数要求而自由扩展I/O通道，真正实现模块化自由扩展。
　　该产品可广泛应用于风能测控、石油加气机、单晶炉等设备自动化领域以及生产线、检测线等过程自动化领域，具有如下特点：
　　1.采用宽温、无声的设计理念，适合恶劣环境应用要求；
　　2.创新式结构设计，外观精美、内部走线规整；
　　3.采用模块化方式将人机界面与外部I/O接口功能实现自由组合；
　　4.配置有高亮度可触摸式15寸一体化人机交互界面；
　　5.接口丰富、可预装高效的工业组态软件。
　　此外，该产品采用Intel Celeron M 1GHz CPU，拥有15寸可触摸高亮显示屏（1024×768）、在板512MB内存，并配置了4G CF卡存储空间。网络接口为 1个10/100Mbps以太网控制器，串口数有8个（2个RS-232/485），1个LPT并口、8个USB2.0口、1个PS/2接口，音频接口为1个LINE-IN，1个LINE-OUT、1个MIC。
　　研祥此款风电产品经过了严格的工业器件选择，融合了研祥17年研发经验及其产品在多个风场成功应用的经验，能够可靠、持续、稳定、安全运行；研祥拥有庞大的服务网络，能快速地调用当地技术人员的力量及时响应客户现场的技术支援要求，将故障损失降到。目前，PMM-1513在高低温差很大的地区也可以安全启动，已成功在内蒙、新疆和河北多个风场可靠运行，赢得了客户的广泛赞誉。