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風力發電系統介紹

    風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。其蘊量巨大，全球的風能約為2.74×109MW，其中可利用的風能為2×107MW，比地球上可開發利用的水能總量還要大10倍。中國風能儲量很大、分布面廣，僅陸地上的風能儲量約2.53億千瓦。隨著全球經濟的發展，風能市場也迅速發展起來。

    風能產業作為一個新興的有前景的高新技術產業,尤其在當前國家提倡建設節能性社會的歷史時期，受到國家的空前重視和傾斜性政策支持，預計的2020年我國風電總裝機容量要達到3000萬千瓦的目標，為風能產業的發展提供了很大的空間。

    在風力發電系統中兩個主要部件是風力機和發電機。風力機向著變漿距調節技術、發電機向著變速恒頻發電技術，這是風力發電技術發展的趨勢，也是當今風力發電的核心技術，研華的無風扇無人職守工控機是風力發電的惡略環境的可靠平臺。

項目介紹：

    該項目為2008年北京綠色奧運項目之一，目的是為奧運會期間提供充足的電源，并使用1500KW直驅永磁風力發電機組。前期階段使用研華ARK-3380系列工控機，主要用于風力發電的兩個核心部件之一的風力機的監控和控制方面。

    2008年奧運會是中華民族的一大盛事，而且該項目對使用的性能和穩定性等方面要求都比較高，而且使用環境比較嚴苛，所以對于所采用的產品必須進行嚴格的挑選。

    SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統，即數據采集與監視控制系統，大量用于電力系統、石油化工、給水系統等領域的數據采集與監視控制。SCADA系統是以計算機為基礎基于工業以太網的生產過程控制與調度自動化系統。它可以對現場的運行設備進行監視和控制，以實現數據采集、設備控制、測量、參數調節以及各類信號報警等各項功能。各種采集信號及控制信號通過工業以太網匯總到其中最前端的數據匯總處理機-研華的嚴苛計算機ARK-3380系列。

    ARK-3380系列可以提供4個以太網的接口，在前端可以匯集更多的數據，在網絡方面可以采用鏈路聚合以及LAN Bypass的網絡技術，有效地提高了網絡的傳輸效率和傳輸的可靠性。

工控機系統需求

    ● 能夠提供3個以上的網絡接口，有良好的兼容特性，可以通過工業以太網和前端的設備有機的連接。

    ● 主頻必須PM 1G以上的，并且能夠配合用戶的程序穩定的運行。

    ● 至少2個RS-232的接口，一個USB的接口。

    ● 尺寸要求能夠嵌入在風機的設備里面，重量輕。

    ● AT供電模式，直流供電，不能干擾其他的設備。

    ● 由于設備要在風塔內無人值守運行，風塔內的環境比較嚴苛，要求溫度-20到60度，抗高灰塵，無風扇設計，24小時不停機穩定運行。

    根據該項目要求，向用戶提供研華的嚴苛產品ARK-3380系列和ELO的觸屏，并根據用戶的特殊要求進行了系統整合。

ARK-3380系列特點：適合無人值守工作站

    ● 由于風扇是在惡略環境下最容易出問題故障點,ARK系列工控機的無風扇特性大大提高了機器的MTTF(平均無故障時間).　　

    ● 傳導散熱使擁有良好的密封性 ,可以有效的隔絕灰塵\腐蝕性氣體對信號傳導點的氧化作用而導致的宕機,減少維護費用,適合在電力監控點及DCS應用的高灰塵,溫度變化比較大無人職守場合使用.

    ● ARK-3380系列使用的集成多網口all in one方案,不用再通過擴展方式,可以幫用戶節省成本.

    ● 外型堅固,體積小,安裝 搬運 維護簡單.

風電場的監控系統

    由于風電場單機容量小，數量多，為了確保各臺風力機的安全運行，風電場設置有先進的計算機監控系統，該系統一般由就地監控(LCS)和中央監控(CMCS遙控)兩部分組成，就地監控包括如下功能： 

    (1)運行人員可以從就地控制盤前計算機屏幕上了解到的各臺風力機的運行狀況，如：該風力機處風速、發電機電壓、電流、功率因數、主軸轉速、齒輪箱及軸承溫度等等。 

    (2)可以通過控制盤上的鍵盤，方便地修改風力機的保護定值，如過壓保護整定范圍，頻率保護整定范圍，風速極限值的修改等等。 

    (3)該控制系統能根據自己所檢測到的風速、風向情況自動發出自動適應風向(即自動偏航)或停機的控制命令，同時還能進行自我診斷風力機是否存在故障是否需要停機。該系統還能對電網進行檢測，如發現電網電壓、頻率工作不正常則立即停機，待電網恢復正常后自動起動。 

    (4)該控制系統具有先進的記錄功能，能記錄所有發生過的故障或不正常運行狀態，  并告訴運行人員發生故障的時間。該系統還能進行產量報告，能記錄該風力機的月發電量， 及累計發電量和運行小時數。
中央控制系統設在控制室內，通過監視器  我們可以了解到整個風場各臺風力機的運行狀況。中央控制系統除主機外，還有一套備用設備，可供主機故障時投入，可隨時向人們提供所需的報告。

    事實證明，ARK-3380系列+ELO的組合使用一年來，穩定可靠，比傳統一體化產品有更高的穩定性、可靠性，得到了用戶高度肯定，也增強研華持續專注于國內重大基礎設施項目建設的信心和熱情。