UPS在潮間帶海上風(fēng)機(jī)的創(chuàng)新應(yīng)用

       傳統(tǒng)的風(fēng)機(jī)一般安裝在空曠地區(qū)，我國(guó)北方地區(qū)由于廣闊的地理結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致目前大多數(shù)風(fēng)力發(fā)電都集中在內(nèi)蒙古、青海、新疆、河北張家口等地區(qū)，由此帶來(lái)的是高原機(jī)型的產(chǎn)生。為了進(jìn)一步利用更多的地理環(huán)境，眾多的風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠家紛紛推出了低風(fēng)速機(jī)型來(lái)拓展市場(chǎng)。而海上風(fēng)機(jī)的發(fā)展則是大家所關(guān)注的下一點(diǎn)。我國(guó)第一臺(tái)海上風(fēng)機(jī)組成功安裝已經(jīng)有5年時(shí)間，但是在推廣速度上卻遇到各種各樣的問(wèn)題，比如風(fēng)機(jī)的運(yùn)輸，風(fēng)機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控以及如何維護(hù)則一直都是各大廠家一直探索的課題。

       為了提高風(fēng)機(jī)的可靠性，無(wú)論是主控柜、變流柜、還是變槳柜，各大廠家都安裝了直流UPS為24V DC的控制器后備供電。一旦電網(wǎng)發(fā)生故障，那么直流UPS會(huì)切換到電池模式持續(xù)給控制器供電。而風(fēng)場(chǎng)工作人員則通過(guò)UPS的干結(jié)點(diǎn)（4~20mA ）報(bào)警得知UPS的使用狀態(tài)，以及是否有報(bào)警產(chǎn)生。一旦有報(bào)警產(chǎn)生，現(xiàn)場(chǎng)人員必須盡快趕到指定風(fēng)機(jī)位置，查明故障現(xiàn)象，并適時(shí)排除故障，甚至更換電池來(lái)保證風(fēng)機(jī)正常工作。

       在海上應(yīng)用中，由于我國(guó)海上風(fēng)電的優(yōu)勢(shì)資源與歐洲不同，盡管潮間帶的資源局限于長(zhǎng)江口以北各省，包括江蘇，上海和山東沿海地區(qū)，但平均風(fēng)速在6~7米每秒，再加上這些地區(qū)靠近電力負(fù)荷中心，與中深海相比較而言，在潮間帶建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)的成本和難度較低。盡管潮間帶距離陸地較近，但是維護(hù)成本還是遠(yuǎn)高于陸地風(fēng)場(chǎng)。（如圖一所示）

 圖一 ：潮間帶風(fēng)機(jī)

       那么在潮間帶海上風(fēng)機(jī)，我們現(xiàn)有的UPS是否需要改進(jìn)以適應(yīng)更高可靠性的要求呢？答案是肯定的。

       首先，我們發(fā)現(xiàn)， UPS的設(shè)置必須要在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)UPS面板的旋鈕進(jìn)行設(shè)置才能改變UPS的功能，而海上風(fēng)機(jī)一般都需要坐船到風(fēng)機(jī)附近，一旦需要大面積調(diào)整，則花費(fèi)的人力物力則相當(dāng)巨大。

       其次，現(xiàn)有的UPS報(bào)警都是集中在干結(jié)點(diǎn)報(bào)警，而UPS何時(shí)進(jìn)行報(bào)警，電池的壽命還有多長(zhǎng)時(shí)間，是否需要立刻前往現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行更換電池，還是說(shuō)可以定期在壽命到達(dá)前統(tǒng)一安排維修計(jì)劃，這些我們都無(wú)從而知。

       總所周知，菲尼克斯電氣在國(guó)內(nèi)外風(fēng)電領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，我們的UPS有的已經(jīng)安全運(yùn)行長(zhǎng)達(dá)10年以上，但同時(shí)我們也很關(guān)注海上應(yīng)用的新問(wèn)題和新需求。為此，在2011年我們推出了全新系列的智能型不間斷電源 QUINT UPS-IQ（如圖二所示），該UPS圍繞電池的監(jiān)控提出了3大管理技術(shù)。

圖二 ：QUINT UPS-IQ

第一、 SOC（State of Charge）

       UPS將實(shí)時(shí)顯示UPS的實(shí)時(shí)充電情況，如充電電量達(dá)到100%；可緩沖時(shí)間為2小時(shí)。這樣您可以及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)的最新工況是否能夠滿足正常工作。

第二、 SOH(State of Health)

       UPS將告知您的電池具體壽命時(shí)間，精確到年月，如1年3個(gè)月，這樣現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員可以統(tǒng)一設(shè)置壽命報(bào)警點(diǎn)，比如設(shè)置壽命還有3個(gè)月報(bào)警，那么現(xiàn)場(chǎng)人員可以根據(jù)風(fēng)場(chǎng)報(bào)警的電池?cái)?shù)量，在相對(duì)數(shù)量集中的情況下安排維護(hù)計(jì)劃，不僅降低了維修的緊迫性，同時(shí)也提高了維修效率。

第三、 SOF(State of Function)

     UPS能及時(shí)反饋電池的實(shí)際性能表現(xiàn)，尤其是當(dāng)電池在現(xiàn)場(chǎng)使用了1年以上，由于環(huán)境溫度，充放電次數(shù)的影響，對(duì)電池的性能會(huì)產(chǎn)生一定程度的影響，因?yàn)橐坏╋@示的電池性能低于原始設(shè)計(jì)的最低要求，那么在遇到市電故障時(shí)控制器將無(wú)法及時(shí)采集數(shù)據(jù)，盡早更換電池，從而避免造成重大影響。

       關(guān)于報(bào)警方式，傳統(tǒng)的干結(jié)點(diǎn)報(bào)警無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)以上3種參數(shù)的準(zhǔn)確傳遞，那么坐在中控室的值班人員如何能夠讀取到相關(guān)信息呢？

       我們提供4種主要的通訊方式來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的傳遞。

       第一種：USB通訊，這種方法最好的好處在于可以通過(guò)UPS面板轉(zhuǎn)接口直接連接工控機(jī)或者電腦，通過(guò)免費(fèi)的UPS-CONF監(jiān)控軟件可以輕松快速的讀取并設(shè)置UPS功能參數(shù)，如后備時(shí)間，最大充電電壓，最大充電電流等。適合于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)要求比較高且需要經(jīng)常優(yōu)化參數(shù)配置的客戶。（如圖三所示）

圖三： USB 通訊的報(bào)警方式

       第二種：Modbus協(xié)議通訊，該方式通過(guò)開放UPS狀態(tài)以及報(bào)警的地址，讓客戶可以集成到主控軟件當(dāng)中，這樣可以快捷的采集到所需要的報(bào)警信號(hào)。

       第三種：以太網(wǎng)通訊（如圖四所示）通過(guò)轉(zhuǎn)接模塊用以太網(wǎng)的方式組成環(huán)網(wǎng)，相比較Modbus而言，傳遞數(shù)據(jù)的速度和容量更大，也更加符合高級(jí)控制系統(tǒng)的要求。

圖四： 以太網(wǎng)通訊的報(bào)警方式

       第四種，PLC直接通訊（如圖五所示）目前該方案使用與菲尼克斯電氣提供的PLC系列產(chǎn)品，通過(guò)模塊化結(jié)構(gòu)將UPS與PLC配合使用，相得益彰。

圖五： PLC直接通訊的報(bào)警方式

       綜上所述，滿足各種通訊要求的UPS模塊今后將在潮間帶的風(fēng)機(jī)應(yīng)用中得到越來(lái)越多的關(guān)注。同時(shí)，提供鉛酸電池，鋰離子電池，超級(jí)電容等滿足-40~+60度惡劣應(yīng)用環(huán)境多達(dá)700種UPS方案，為您的系統(tǒng)提高靈活性和可靠性。