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資訊頻道 活動鏈接：2012年控制網技術專題---控制系統新時代
李海東 北京科諾偉業科技有限公司風電研發部經理
李海東，博士，高級工程師。一直從事可再生能源發電研究工作。主持國家 863項目1 項，參與國家科技支撐項目 4項，承擔橫向課題十余項；發表學術論文二十余篇，申請專利 8項，參編書籍2部，制定國家標準 1項。
風機控制系統是國內風電設備制造業中最關鍵卻也是最薄弱的環節，它是風機的重要組成部分，承擔著風機監控、自動調節、實現最大風能捕獲以及保證良好的電網兼容性等重要任務，主要由監控系統、主控系統、變槳控制系統以及變頻系統(變頻器)幾部分組成。
風機控制系統的任務不僅僅是實現對風機的高度自動化監控以及向電網供電，而且還必須通過合適的控制實現風能捕獲的最大化和載荷的最小化。也正是由于其本身具有的特殊性和復雜性，在過去，我國風機控制系統幾乎完全依賴進口。
北京科諾偉業科技有限公司（以下簡稱科諾偉業）是國內第一家成功自主研發出失速型風機控制系統的企業。在變速恒頻風機領域，由科諾偉業研制的1.5MW雙饋式變速恒頻風電機組控制系統是我國第一臺具有自主知識產權并實際并網運行的控制系統。并且，它也是目前國內唯一一家能同時提供變流器、控制系統、變槳距系統、SCADA系統的供應商，產品線覆蓋了從失速型控制系統及其低電壓穿越設備、SCADA系統，到850kW、1.5MW、2MW、2.5MW、3MW系列控制系統、變流器、變槳距系統產品，具有全部產品的完整知識產權。
在技術方面，科諾偉業自成立以來一直走在行業的最前沿，連續承擔了九五、十五、十一五期間的國家科技支撐項目，目前正在承擔國家十二五科技支撐項目“7MW級風電變流器及控制系統產業化關鍵技術研發”；近年來，共申請風電技術專利近30項，發明專利20項，填補了多項國內大型風電機組電控系統技術方面的空白。
如今，科諾偉業已經與國電、大唐等電力巨頭所屬的子公司成立合資公司，并以這種方式在這個曾被國外廠商壟斷的領域擴張其市場份額。
本期風能專題策劃，特別采訪到了科諾偉業風電研發部經理李海東博士，為我們來講述一下科諾偉業風電事業的發展。
《自動化博覽》：目前全球經濟形勢依然十分嚴峻，在此情況下，整個風能市場會受到怎樣的影響？
李海東：風能作為清潔可再生能源，是二十一世紀全球能源的重要組成部分，并將在未來的全球能源中發揮重要作用。盡管目前全球經濟形勢不是十分樂觀，但全球風電市場依然實現了穩健發展，據全球風能理事會（GWEC）2012年年初發布的全球風電市場裝機數據顯示，2011年，全球累計裝機實現了21%的年增長。
國內風電市場，受經濟形勢和政策的響影，在過去的一年里過的并不輕松，行業進入了一個相對的暫時調整期，相信度過這個時期的風電行業將會變得更加健康、更加富有競爭力。
《自動化博覽》：去年風電事故頻發，主要問題出在哪里？在技術上是否可以避免或減少這種事故的發生？如何避免？
李海東：問題主要是風電機組故障和脫網。主要原因在于國內許多整機廠家及零部件商沒有核心技術，之前運行的風電機組多數不具備低電壓穿越能力。
從技術角度出發，提高風電機組的電網適應性、增強風電場接入能力可以大大減少風電機組脫網事故發生幾率。
提高風電機組的電網適應性方面，使風電機組具有低電壓穿越能力，符合國網公司的低電壓穿越標準，即當電網電壓波動在一定范圍內時，風電機組保持不脫網，同時會根據電網電壓跌落的深度發出一定的無功，對電網電壓進行支撐，而當電網電壓恢復時，使機組快速恢復發電。
增強風電場接入能力方面，可以在風電場安裝功率預測系統、動態無功補償設備，或者修改涉網保護定值，同時若將風電場運行信息納入省網電調系統，都可以降低風電場級機組的脫網事故的發生，提升風電場的電網適應能力。
《自動化博覽》：在您的眼中，目前中國風電市場發展面臨的挑戰有哪些？這對自動化技術提出了哪些新的要求？
李海東： 從技術角度出發，中國風電市場面臨的主要挑戰來自于整個行業缺乏具有自主知識產權的核心技術。即在面對臺風、雷電、潮濕、鹽霧等各種惡劣工作環境及嚴格的電網條件，各種復雜多變的運行工況下，如何提高風電機組利用率，提高風電轉換效率及使用壽命，如何設計出更加適應我國區域氣候環境和風資源特點、電網特性技術的風電機組及相應配套設備。
以下以控制系統和變流器為例，簡單談一談風電市場對自動化技術提出的新要求。
控制系統：我國南北方不同地域的風特性有顯著差別，即使在同一地點不同季節風特性也有差異，為使風電機組在不同地域和季節均能實現最優功率運行，需根據風資源變化規律調整參數及控制策略，自動跟蹤風電機組最優運行曲線，增加發電量。又如，當陣風頻繁變化以及大風強對流天氣出現時，易引起風電機組變槳距系統頻繁動作和振蕩運行，需對風電機組大風功率進行穩定控制。
變流器：我國許多風電場位于電網末梢，電網電壓跌落，電網電壓不平衡故障的現象時有發生，如果風電機組頻繁脫網，將對電網安全運行構成威脅。需要變流器具備低電壓、高電壓穿越能力，及不平衡抑制能力。
《自動化博覽》：您認為風電領域自動化技術的發展方向有哪些？
李海東：通常而言，目前在風電領域有較多應用的自動化產品，主要包括控制系統、 SCADA系統、變流器、伺服系統、各類傳感器等。未來隨著風電機組容量的逐漸增大，海上風電的逐步發展，對這些產品的技術要求將是智能化程度更高，技術性能指標更強，環境適應性、可靠性、安全性更高。
譬如SCADA系統，除了傳統的數據采集、存儲、傳輸、統計、分析、控制、報警等基本功能外，還需要提升綜合監控能力，實現風電場內機組電控設備的一體化監控，具備集成在線智能故障診斷及報警、功率預測預報、有功\無功調節等能力；因此，SCADA系統需要有豐富完善的外部通訊接口，兼容風電場能量信息管理平臺、功率預測系統、風電機組以及電網調度平臺等外圍通信，具備高速度及高吞吐性的數據采集及處理能力，并保證數據通信的安全性、完整性、可靠性。
摘自《自動化博覽》2012年第九期
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