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研華嵌入式工控機(jī)ARK在風(fēng)力發(fā)電的應(yīng)用

2008/6/16 16:23:00

風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)介紹
風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視。其蘊(yùn)量巨大，全球的風(fēng)能約為2.74×109MW，其中可利用的風(fēng)能為2×107MW，比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍。中國(guó)風(fēng)能儲(chǔ)量很大、分布面廣，僅陸地上的風(fēng)能儲(chǔ)量約2.53億千瓦。隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，風(fēng)能市場(chǎng)也迅速發(fā)展起來(lái)。

風(fēng)能產(chǎn)業(yè)作為一個(gè)新興的有前景的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),尤其在當(dāng)前國(guó)家提倡建設(shè)節(jié)能性社會(huì)的歷史時(shí)期，受到國(guó)家的空前重視和傾斜性政策支持，預(yù)計(jì)的2020年我國(guó)風(fēng)電總裝機(jī)容量要達(dá)到3000萬(wàn)千瓦的目標(biāo)，為風(fēng)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了很大的空間。

      在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中兩個(gè)主要部件是風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)。風(fēng)力機(jī)向著變漿距調(diào)節(jié)技術(shù)、發(fā)電機(jī)向著變速恒頻發(fā)電技術(shù)，這是風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，也是當(dāng)今風(fēng)力發(fā)電的核心技術(shù)，研華的無(wú)風(fēng)扇無(wú)人職守工控機(jī)是風(fēng)力發(fā)電的惡略環(huán)境的可靠平臺(tái)。

      項(xiàng)目介紹：
      該項(xiàng)目為2008年北京綠色奧運(yùn)項(xiàng)目之一，目的是為奧運(yùn)會(huì)期間提供充足的電源，并使用1500KW直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。前期階段使用研華ARK-3380系列工控機(jī)，主要用于風(fēng)力發(fā)電的兩個(gè)核心部件之一的風(fēng)力機(jī)的監(jiān)控和控制方面。

2008年奧運(yùn)會(huì)是中華民族的一大盛事，而且該項(xiàng)目對(duì)使用的性能和穩(wěn)定性等方面要求都比較高，而且使用環(huán)境比較嚴(yán)苛，所以對(duì)于所采用的產(chǎn)品必須進(jìn)行嚴(yán)格的挑選。

SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，大量用于電力系統(tǒng)、石油化工、給水系統(tǒng)等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制。SCADA系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)基于工業(yè)以太網(wǎng)的生產(chǎn)過(guò)程控制與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。它可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測(cè)量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能。各種采集信號(hào)及控制信號(hào)通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)匯總到其中最前端的數(shù)據(jù)匯總處理機(jī)-研華的嚴(yán)苛計(jì)算機(jī)ARK-3380系列。

       ARK-3380系列可以提供4個(gè)以太網(wǎng)的接口，在前端可以匯集更多的數(shù)據(jù)，在網(wǎng)絡(luò)方面可以采用鏈路聚合以及LAN Bypass的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，有效地提高了網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率和傳輸?shù)目煽啃浴?

      工控機(jī)系統(tǒng)需求
 能夠提供3個(gè)以上的網(wǎng)絡(luò)接口，有良好的兼容特性，可以通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)和前端的設(shè)備有機(jī)的連接。
 主頻必須PM 1G以上的，并且能夠配合用戶的程序穩(wěn)定的運(yùn)行。
 至少2個(gè)RS-232的接口，一個(gè)USB的接口。
 尺寸要求能夠嵌入在風(fēng)機(jī)的設(shè)備里面，重量輕。
 AT供電模式，直流供電，不能干擾其他的設(shè)備。
  由于設(shè)備要在風(fēng)塔內(nèi)無(wú)人值守運(yùn)行，風(fēng)塔內(nèi)的環(huán)境比較嚴(yán)苛，要求溫度-20到60度，抗高灰塵，無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)，24小時(shí)不停機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。
      根據(jù)該項(xiàng)目要求，向用戶提供研華的嚴(yán)苛產(chǎn)品ARK-3380系列和ELO的觸屏，并根據(jù)用戶的特殊要求進(jìn)行了系統(tǒng)整合。

ARK-3380系列特點(diǎn)：適合無(wú)人值守工作站
 由于風(fēng)扇是在惡略環(huán)境下最容易出問題故障點(diǎn),ARK系列工控機(jī)的無(wú)風(fēng)扇特性大大提高了機(jī)器的MTTF(平均無(wú)故障時(shí)間).　

　
 傳導(dǎo)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(duì)信號(hào)傳導(dǎo)點(diǎn)的氧化作用而導(dǎo)致的宕機(jī),減少維護(hù)費(fèi)用,適合在電力監(jiān)控點(diǎn)及DCS應(yīng)用的高灰塵,溫度變化比較大無(wú)人職守場(chǎng)合使用.

 ARK-3380系列使用的集成多網(wǎng)口all in one方案,不用再通過(guò)擴(kuò)展方式,可以幫用戶節(jié)省成本.

 外型堅(jiān)固,體積小,安裝搬運(yùn) 維護(hù)簡(jiǎn)單.

風(fēng)電場(chǎng)的監(jiān)控系統(tǒng)
由于風(fēng)電場(chǎng)單機(jī)容量小，數(shù)量多，為了確保各臺(tái)風(fēng)力機(jī)的安全運(yùn)行，風(fēng)電場(chǎng)設(shè)置有先進(jìn)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)一般由就地監(jiān)控(LCS)和中央監(jiān)控(CMCS遙控)兩部分組成，就地監(jiān)控包括如下功能：

      (1)運(yùn)行人員可以從就地控制盤前計(jì)算機(jī)屏幕上了解到的各臺(tái)風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行狀況，如：該風(fēng)力機(jī)處風(fēng)速、發(fā)電機(jī)電壓、電流、功率因數(shù)、主軸轉(zhuǎn)速、齒輪箱及軸承溫度等等。
      (2)可以通過(guò)控制盤上的鍵盤，方便地修改風(fēng)力機(jī)的保護(hù)定值，如過(guò)壓保護(hù)整定范圍，頻率保護(hù)整定范圍，風(fēng)速極限值的修改等等。
      (3)該控制系統(tǒng)能根據(jù)自己所檢測(cè)到的風(fēng)速、風(fēng)向情況自動(dòng)發(fā)出自動(dòng)適應(yīng)風(fēng)向(即自動(dòng)偏航)或停機(jī)的控制命令，同時(shí)還能進(jìn)行自我診斷風(fēng)力機(jī)是否存在故障是否需要停機(jī)。該系統(tǒng)還能對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行檢測(cè)，如發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)電壓、頻率工作不正常則立即停機(jī)，待電網(wǎng)恢復(fù)正常后自動(dòng)起動(dòng)。
      (4)該控制系統(tǒng)具有先進(jìn)的記錄功能，能記錄所有發(fā)生過(guò)的故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并告訴運(yùn)行人員發(fā)生故障的時(shí)間。該系統(tǒng)還能進(jìn)行產(chǎn)量報(bào)告，能記錄該風(fēng)力機(jī)的月發(fā)電量，及累計(jì)發(fā)電量和運(yùn)行小時(shí)數(shù)。
中央控制系統(tǒng)設(shè)在控制室內(nèi)，通過(guò)監(jiān)視器我們可以了解到整個(gè)風(fēng)場(chǎng)各臺(tái)風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行狀況。中央控制系統(tǒng)除主機(jī)外，還有一套備用設(shè)備，可供主機(jī)故障時(shí)投入，可隨時(shí)向人們提供所需的報(bào)告。

      事實(shí)證明，ARK-3380系列+ELO的組合使用一年來(lái)，穩(wěn)定可靠，比傳統(tǒng)一體化產(chǎn)品有更高的穩(wěn)定性、可靠性，得到了用戶高度肯定，也增強(qiáng)研華持續(xù)專注于國(guó)內(nèi)重大基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目建設(shè)的信心和熱情。