2017年10月31日——11月1日，由中國電器工業(yè)協(xié)會風(fēng)力發(fā)電電器設(shè)備分會和新疆金風(fēng)科技股份有限公司聯(lián)合主辦，施耐德電氣（中國）有限公司協(xié)辦的2017（第二屆）中國風(fēng)電電氣裝備技術(shù)高峰論壇暨風(fēng)電分會二屆二次會員大會(CWPE2017）在北京豐大國際酒店盛大召開。德國倍福自動化有限公司風(fēng)電技術(shù)部經(jīng)理王寧強(qiáng)先生在31日下午的“智慧能源與智能制造專場”發(fā)表了演講。
德國倍福自動化有限公司風(fēng)電技術(shù)部經(jīng)理王寧強(qiáng)先生
王寧強(qiáng)：各位嘉賓大家下午好！我今天分享的題目是新一代智能風(fēng)電機(jī)組控制平臺解決方案，這個主要我們是基于跟我們風(fēng)電客戶不斷地溝通，然后了解他們的需求之后，得出這么一個想法。
目前我們的風(fēng)機(jī)追求的可能是效率提高，或者是單機(jī)的控制為主，另外數(shù)據(jù)多采用文件記錄的方式。我們認(rèn)為在新一代風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)里面我們是有一些新的需求。從效率提升來提升發(fā)電量，這個空間我們認(rèn)為不是特別多了，從可靠性這方面可能會更容易得到一些提升。另外從現(xiàn)在的風(fēng)機(jī)控制普遍從風(fēng)機(jī)的單機(jī)控制到風(fēng)場級的控制轉(zhuǎn)換。現(xiàn)在的數(shù)據(jù)處理基于LOT、大數(shù)據(jù)文件記錄的方式從文件記錄方式變化物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的記錄方式。
一是對于提升可靠性，我們認(rèn)為狀態(tài)監(jiān)測或者檢測技術(shù)是非常重要的。對于提升可靠性來說主要是三個方面，排錯，就是在系統(tǒng)研發(fā)階段，這些容易出錯的問題解決掉，防止在實際設(shè)備中發(fā)生。另外就是容錯，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生問題的時候一定要停機(jī)嗎？還是說根據(jù)設(shè)備實際運行狀態(tài)來決定在當(dāng)前條件下是否還可以繼續(xù)運行？另外就是發(fā)生故障以后我們的維護(hù)方面，借助于更好的檢測和診斷技術(shù)我們可以定位，或者說我們可以在他發(fā)生問題之前進(jìn)行一個預(yù)維護(hù)。
倍福在這塊基于剛才講的理念我們推出了一個新系列產(chǎn)品，叫做ELM，這是一個專門做測量的系列，它的安裝和現(xiàn)有的產(chǎn)品完全兼容，但它可以實現(xiàn)更高的時間同步，包括更快的速度以及它更好的可靠性。另外在軟件方面我們做了一個濾波器，這個濾波器可以通過圖形化編輯濾波器。
可以看到除了傳感器之外倍福提供了整個完整的數(shù)據(jù)采集的鏈條，可以接入不同型號的傳感器到高精度測量模塊，然后測量組件，再到前端的軟件，包括云端的軟件，它是一個完整的鏈條。
這個地方也要提到實際上現(xiàn)在檢測對于風(fēng)機(jī)控制越來越重要，我們要有很多額外的測量，有的可能是在運行中我要對風(fēng)機(jī)當(dāng)前的狀態(tài)進(jìn)行評估，往往這個測量，是由一些專業(yè)的測量工程師來做，但是這些人自動化編程水平不行，所以我們推出了一個TcFlexMeter工具，易于使用，無需編程經(jīng)驗，使用獨立的應(yīng)用程序進(jìn)行系統(tǒng)配置。
另外一個就是狀態(tài)監(jiān)測，狀態(tài)監(jiān)測這一塊像我們傳動鏈這些監(jiān)測現(xiàn)在大家都已經(jīng)很普及了，我們的方案就是說目前大部分狀態(tài)監(jiān)測是獨立式的，狀態(tài)監(jiān)測只是把一些處理過的信息發(fā)給主控系統(tǒng)，我們的概念是狀態(tài)監(jiān)測和主控系統(tǒng)可以結(jié)合到一塊去，這樣可以做到數(shù)據(jù)共享，包括狀態(tài)監(jiān)測判斷也可以從風(fēng)機(jī)運行數(shù)據(jù)里面獲得更多的一些信息，得出更準(zhǔn)確的判斷。
還有一些優(yōu)勢就是比如它的系統(tǒng)通訊的載荷，或者說通訊的復(fù)雜性會降低，通道它都是聯(lián)合配置，另外可以得到原始的數(shù)據(jù)，降低監(jiān)測成本。
在這方面倍福是一個比較開放的公司，我們在這方面一般和一些專業(yè)的做狀態(tài)監(jiān)測的公司合作，在傳動鏈狀態(tài)監(jiān)測方面我們有合作伙伴，他有完整的狀態(tài)監(jiān)測的解決方案，它的硬件基于倍福的硬件平臺，很容易對風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)里面形成狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，也可以實現(xiàn)全風(fēng)場或者是全球范圍內(nèi)的所有風(fēng)機(jī)的統(tǒng)一監(jiān)測。
現(xiàn)在大家對葉片的監(jiān)測也比較關(guān)注了，這一塊我們也是有一個合作伙伴，它可以基于風(fēng)機(jī)葉片里面的加速傳感器的信息，檢測整個風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)，是否有開裂、平衡或者結(jié)冰等等。它也是一種集成式的方案，比如你在輪轂里面或者葉片里面，所有的功能也可以集成到控制器里面去，這是它的葉片解決方案，它只是需要增加幾個AO模塊，然后所有的軟件也是在控制器內(nèi)部可以實現(xiàn)。
這是它做得結(jié)冰檢測，可以看到它的結(jié)冰不是說結(jié)冰或者沒結(jié)冰這么簡單，可以從結(jié)冰狀態(tài)下分析結(jié)冰到什么程度，是不是影響機(jī)器，這是一個連續(xù)的過程。可以明顯的降低停機(jī)時間。
上一位嘉賓提到對于大規(guī)模的風(fēng)電并網(wǎng)是有壓力的，這里就是說我們風(fēng)機(jī)也要參與調(diào)頻和調(diào)壓，這個地方我們必須要用場地控制來實施，而不是通過SCADA這種系統(tǒng)，這是倍福的框架圖，還提供了風(fēng)場網(wǎng)絡(luò)的接口，我們可以實現(xiàn)實時通訊。在這個實時網(wǎng)絡(luò)下我們的風(fēng)場通訊時間是小于1毫秒的，后面會有一個案例。數(shù)據(jù)的同步時間是小于1微秒的，基本上可以理解就是同步的，同時動作。
這是在蘇格蘭，它整個風(fēng)場網(wǎng)絡(luò)是采用EtherCAT網(wǎng)絡(luò)，響應(yīng)周期小于200毫秒，通訊周期是5毫秒，沒有做到EtherCAT這么快，來實現(xiàn)整個風(fēng)場的調(diào)頻和調(diào)壓。
第三個部分就是物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)，現(xiàn)在咱們說智能風(fēng)機(jī)或者智慧風(fēng)能，這里面少不了一個概念就是人工智能，人工智能這個概念起源比較早，其實這個發(fā)展和大數(shù)據(jù)以及物聯(lián)網(wǎng)等等技術(shù)是密不可分的。
我們在這一塊推出了一個產(chǎn)品的家族loT，這個就是為你的控制系統(tǒng)連向云建立了一個通道，它支持的標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議就是MQTT，AMQP、OPC UA，它的特點就是可以將信息推送到可穿戴設(shè)備。都是通過云端或者中間的數(shù)據(jù)來實現(xiàn)的，你的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)會變得比較簡單，而且比較容易實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的防護(hù)，整個它的通訊的開銷更低。
這里面有幾個產(chǎn)品，一個是loT Communication，這是一個功能塊，可以直接和云發(fā)生通許。中間是數(shù)據(jù)代理，不管是誰的控制器，只要裝了這個軟件之后，他可以通過一些方式從你現(xiàn)有的應(yīng)用上獲取數(shù)據(jù)，再發(fā)上去。下面這兩個就是移動端的應(yīng)用。
另外對于硬件產(chǎn)品也有一款叫EK9160，這個模塊它類似于傳統(tǒng)的耦合器，這地方就是說可以把IO數(shù)據(jù)發(fā)布到云上去，也是通過MQTT標(biāo)準(zhǔn)有效通訊協(xié)議。
數(shù)據(jù)采集上來之后該需要有一個分析的過程，這個產(chǎn)品叫做Analytics，它完成了分析的功能。這里面包括了幾個部分，一是數(shù)據(jù)記錄，通過在你的程序里面做一些設(shè)置，他就可以把這個數(shù)據(jù)記錄到云端，當(dāng)然這個云也可以是你的公有云，也可以是你的私有云。第二個模塊就是公布這個數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)存儲到云上。第三個模塊就是它是一個工具箱或是一個工具包，包括了很多東西，這些東西可以讓你實現(xiàn)云的解決方案。第四個就是PLC庫實現(xiàn)云的分析。
這是整個的框架，可以看到上面是云，包括我們現(xiàn)在可以支持的有微軟云，亞馬遜的云還有SAP的云，另外還有自己的云。下面就是我們的控制器，包括耦合器。在云端我們可以做數(shù)據(jù)的存儲也可以做數(shù)據(jù)的分析。
最后一個講一下Tcwing，這是一個軟件框架，剛才講的這些包括監(jiān)測功能，狀態(tài)檢測功能，包括網(wǎng)絡(luò)控制，大數(shù)據(jù)或者云的通訊，它都集成了，對客戶使用當(dāng)中我們不用擔(dān)心這些新的數(shù)據(jù)我們能不能消化，在這個上面我們已經(jīng)兼容了，就是采集的這些數(shù)，要么采在本地數(shù)據(jù)庫，要么是風(fēng)場數(shù)據(jù)庫，要么上到云，已經(jīng)打通了。在TcCOM里面我們也有第三方廠方他的一些方面也可以以TcCOM的形式放在我們的軟件框架下執(zhí)行。
這個軟件框架實際上是一個樣例的模板程序，基本上它能完成一個風(fēng)機(jī)軟件的70%。對數(shù)據(jù)庫這塊實際上他是基于SQL，Server的，你的數(shù)存在SQL Server的。這些數(shù)據(jù)可以做一些數(shù)據(jù)的挖掘，這也是一個例子，就是我們通過數(shù)據(jù)的挖掘來實現(xiàn)可利用率的統(tǒng)計，在程序里面實現(xiàn)起來確實比較麻煩，但是用數(shù)據(jù)庫比較簡單。剛剛這些強(qiáng)大的功能需要這些強(qiáng)大的工具進(jìn)行支撐的，基于這樣強(qiáng)大的處理核心我們也不用擔(dān)心這么多功能集成到風(fēng)機(jī)控制里面會不會有問題，它提供了最夠強(qiáng)的動力。這就是我的演講，謝謝大家！
（文章內(nèi)容來自現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)本人審核）
