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研華嵌入式工控機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，越來越受到世界各國的重視。其蘊量巨大，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。中國風(fēng)能儲量很大、分布面廣，僅陸地上的風(fēng)能儲量約2.53億千瓦。隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展，風(fēng)能市場也迅速發(fā)展起來。

風(fēng)能產(chǎn)業(yè)作為一個新興的有前景的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),尤其在當前國家提倡建設(shè)節(jié)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(yù)計的2020年我國風(fēng)電總裝機容量要達到3000萬千瓦的目標，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)中兩個主要部件是風(fēng)力機和發(fā)電機。風(fēng)力機向著變漿距調(diào)節(jié)技術(shù)、發(fā)電機向著變速恒頻發(fā)電技術(shù)，這是風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展的趨勢，也是當今風(fēng)力發(fā)電的核心技術(shù)，研華的無風(fēng)扇無人職守工控機是風(fēng)力發(fā)電的惡略環(huán)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(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機組。前期階段使用研華ARK-3380系列工控機，主要用于風(fēng)力發(fā)電的兩個核心部件之一的風(fēng)力機的監(jiān)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(wěn)定性等方面要求都比較高，而且使用環(huán)境比較嚴苛，所以對于所采用的產(chǎn)品必須進行嚴格的挑選。

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)是以計算機為基礎(chǔ)基于工業(yè)以太網(wǎng)的生產(chǎn)過程控制與調(diào)度自動化系統(tǒng)。它可以對現(xiàn)場的運行設(shè)備進行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)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(yè)以太網(wǎng)匯總到其中最前端的數(shù)據(jù)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(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?

      工控機系統(tǒng)需求
 能夠提供3個以上的網(wǎng)絡(luò)接口，有良好的兼容特性，可以通過工業(yè)以太網(wǎng)和前端的設(shè)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(wěn)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(fēng)機的設(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)無人值守運行，風(fēng)塔內(nèi)的環(huán)境比較嚴苛，要求溫度-20到60度，抗高灰塵，無風(fēng)扇設(shè)計，24小時不停機穩(wěn)定運行。
      根據(jù)該項目要求，向用戶提供研華的嚴苛產(chǎn)品ARK-3380系列和ELO的觸屏，并根據(jù)用戶的特殊要求進行了系統(tǒng)整合。

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

　
 傳導(dǎo)散熱使擁有良好的密封性 ,可以有效的隔絕灰塵\腐蝕性氣體對信號傳導(dǎo)點的氧化作用而導(dǎo)致的宕機,減少維護費用,適合在電力監(jiān)控點及DCS應(yīng)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(wǎng)口all in one方案,不用再通過擴展方式,可以幫用戶節(jié)省成本.

 外型堅固,體積小,安裝搬運維護簡單.

風(fēng)電場的監(jiān)控系統(tǒng)
由于風(fēng)電場單機容量小，數(shù)量多，為了確保各臺風(fēng)力機的安全運行，風(fēng)電場設(shè)置有先進的計算機監(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(fēng)力機的運行狀況，如：該風(fēng)力機處風(fēng)速、發(fā)電機電壓、電流、功率因數(shù)、主軸轉(zhuǎn)速、齒輪箱及軸承溫度等等。
      (2)可以通過控制盤上的鍵盤，方便地修改風(fēng)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(fēng)速極限值的修改等等。
      (3)該控制系統(tǒng)能根據(jù)自己所檢測到的風(fēng)速、風(fēng)向情況自動發(fā)出自動適應(yīng)風(fēng)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(fēng)力機是否存在故障是否需要停機。該系統(tǒng)還能對電網(wǎng)進行檢測，如發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)電壓、頻率工作不正常則立即停機，待電網(wǎng)恢復(fù)正常后自動起動。
      (4)該控制系統(tǒng)具有先進的記錄功能，能記錄所有發(fā)生過的故障或不正常運行狀態(tài)，并告訴運行人員發(fā)生故障的時間。該系統(tǒng)還能進行產(chǎn)量報告，能記錄該風(fēng)力機的月發(fā)電量，及累計發(fā)電量和運行小時數(shù)。
中央控制系統(tǒng)設(shè)在控制室內(nèi)，通過監(jiān)視器我們可以了解到整個風(fēng)場各臺風(fēng)力機的運行狀況。中央控制系統(tǒng)除主機外，還有一套備用設(shè)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(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，也增強研華持續(xù)專注于國內(nèi)重大基礎(chǔ)設(shè)施項目建設(shè)的信心和熱情。