一、 系統概述

全球能源供應緊張,環境問題日益突出,綠色新能源異軍突起。風能作為可再生的清潔能源,發展風力發電對于調整能源結構,節能減排,減少環境污染,改善生態環境等方面有十分重要的現實意義。2012年頒布的《可再生能源“十二五”規劃》對風電提出了優化資源配置，改變地域分布相對集中，加快發展中部和東南部風電，解決好接入電網和并網運行等問題。通過研祥解決方案可以方便的實現風機監控、單個風場監控以及風電場的集群監控在內的三層監控系統。

 

二、 系統描述

電監控系統有分為三層；

第一層，現場采集:通過PLC或PAC采集現場各種設備信號，檢測和控制一些設備的運行。

 

第二層，工控機和工業交換機:通過工控機可以現場查看分機設備的運行狀態，并可由工控機下達控制風葉運行狀態的命令。通過工業交換機和電場服務器進行數據交換，采用高可靠的工業級的設備能保證系統的正常穩定的運行。平板電腦的使用環境溫度為-25℃ ～ 60℃，具有很強的現場適應能力。它可將數據存儲在工業電子盤中即時網絡中斷，采集數據也可以得到很好的保存。整機采用低功耗密封嵌入式平臺，大大提高了在惡劣環境中的穩定性和可靠性。通過觸摸屏可以現場查看、改變風機的數據。

 

第三層，風場服務器:監空控中心使用風場服務器同時監控風場所有風機，實時顯示每個風機狀態和參數，并可根據具體風量控制風機的運行速度，對風機綜合管理，實時監測存儲運行的數據。

 

三、 系統要求

 風場大部分都處在地廣人稀、晝夜溫差大，風沙嚴重等環境惡劣的地方，工作溫度要求在-25～60℃ 

 風力發電集團一般下轄多處風力發電公司和風力發電分場,管理模式為多級管理體系,集團化運營。

 電機控制系統電磁環境惡劣，需要監控產品具有較強的抗電磁干擾能力、較長時間的平均無故障時間。

 為了保障通信的可靠性，要求冗余的網口,串口,供電系統以及方便維護和操作。

 為了保證遠程監控的數據的安全性，可實現遠程管理和智能控制。

 

鑒于風力資源本身特點 ,如何有效地對風力發電機進行監控,以確保風電場安全、可靠、經濟地運行至關重要。

 

使用研祥過程監控機PPC產品可采集如下參數： 

 風機的主要信息:風速、功率、發電量、發電時間、溫度、濕度

 葉輪/變漿系統:漿葉的角度、變漿電機的溫度、葉輪對風角度

 變流器/冷卻系統：溫度、濕度

 電機/電網系統： 電機的轉速、加速度、電網的電流、電壓、頻率、功率

 偏航/液壓系統: 偏航位置、風力、風速、大氣壓

 運行環境監測: 環境溫度、濕度、機艙溫度、濕度、塔基溫度、濕度

 

四、 系統框圖

應用實例：河北張家口風場項目

 研祥寬溫型工業平板電腦PPC-1261內置組態軟件，實現風機控制器的數據采集并上傳，同時實現本地HMI功能,方便操作人員現場調試和維護。

 

 監控中心通過平板電腦對整個風場進行遠程管理和維護，比如遠程優化風機生產狀況,監測性能,故障診斷、生成詳細的定制報告等。

 

 

五、 EVOC產品優勢

PPC-1261 是一款配置12.1”工業級顯示屏的無風扇低功耗工業平板電腦，采用Intel® AtomN455 低功耗處理器，具有豐富的I/O 接口，同時主板采用大量優質固態電容、密封式電感、低溫MOS 管等高規格器件，適應工業現場較為惡劣的環境，已廣泛應用于如風電塔基監控、太陽能光伏設備、橡膠硫化機設備、等測控領域。

 

 

 

六、 結論

國內知名風電企業在風機的塔基和監控中心采用研祥PPC產品以及工業專用服務器，研祥工業產品憑借無風扇設計、抗震、沖擊、防塵、緊湊等優點，能在比較苛刻的環境中使用，有效降低維護成本。現已成功在內蒙、新疆和河北多個風場可靠運行，獲得業主較高的評價。