巴合曼電子技術服務（上海）有限公司中國區(qū)自動化部經(jīng)理徐彥豪先生

 

　　徐彥豪：我今天講一下風電場智能化管理的一些應用以及我們身為控制器的廠商所提供的一些應對現(xiàn)在一些新的趨勢的軟硬件的解決方案。

 

　　首先我簡單介紹一下巴合曼集團，巴合曼集團是一個專注于風電行業(yè)，在風電領域有47年的經(jīng)驗的一個控制器提供廠商，我們的控制器已經(jīng)安裝于全球大概超過10萬臺風機上，所安裝的風機從以前造的500千瓦機型到現(xiàn)在8MW的最大的海上的風場。巴合曼電子有限公司集團總部在奧地利，在全球已經(jīng)有超過9000臺風機使用我們的狀態(tài)檢測方案。下面就是我們現(xiàn)在新進在近幾年并入的Certec公司，主要也是致力于工業(yè)化的互聯(lián)網(wǎng)軟件的開發(fā)和創(chuàng)新，旗下的這些軟件主要是基于互聯(lián)網(wǎng)的可視化軟件。

 

　　今天我想跟大家來探討一下風電場的智能化管理的一些發(fā)展趨勢，以及它對控制器的軟硬件產(chǎn)品的需求。

 

　　第一點現(xiàn)在對新的風電場的管理軟件有一個一體化的就是風電場和能源網(wǎng)絡的一體化管理，對控制器或者控制器的軟件來說需要有一個標準化的接口能夠兼容不同廠商的風電機組，同時也可以滿足各種電網(wǎng)集控系統(tǒng)的可能性。

 

　　第二點也是基于現(xiàn)在電網(wǎng)的各種新的需求，比如早上秦主任所提的關于高壓或者調(diào)頻的需求，需要整個控制網(wǎng)絡能很快的及時響應電網(wǎng)的需求，對風機進行群控制。對于這一點來說對于整個控制系統(tǒng)的軟硬件來說我們需要首先精確及時獲取電網(wǎng)當前的狀態(tài)，電網(wǎng)頻率的信息，還需要有實時的風場網(wǎng)絡滿足實時性的控制需求。

 

　　第三點是結合大數(shù)據(jù)，進行智能化的診斷和最后包括智能化的生產(chǎn)調(diào)度的功能。我們作為控制器的生產(chǎn)廠商也是軟硬件提供商，也是提供這么一個面向數(shù)據(jù)庫的架構，支持大數(shù)據(jù)的正個云平臺的架構來實現(xiàn)這個，同時我們也提供一個全新的全方位的監(jiān)測系統(tǒng)，最后結合ERP系統(tǒng)進行智能化的自動診斷以及自動生產(chǎn)管理這個系統(tǒng)。

 

　　針對我剛才說的三點趨勢，我今天也是分三塊來講，一個是風電場智能化管理系統(tǒng)，二風場控制的優(yōu)化解決方案，三是智能在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。

 

　　巴合曼現(xiàn)在提出了一個新的SCADA系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)內(nèi)我們也是通過提出了兩個標準來實現(xiàn)。標準組的想法就是通過這個方法實現(xiàn)各個廠商的風機的兼容性，IEC的結構是在我們這個SCADA系統(tǒng)里面有底層的變量定義開始完全的包含進去，這樣包括電網(wǎng)設施都很好的集成到SCADA系統(tǒng)中去，同時這個SCADA系統(tǒng)也是從PLC底層的數(shù)據(jù)庫緩存一直到風場服務器，到云端的數(shù)據(jù)庫，內(nèi)嵌一整套的數(shù)據(jù)庫的支持和中間的投顧處理這些功能。

 

　　我們的WPS這個產(chǎn)品是基于我們公司生產(chǎn)的atvise SCADA平臺所建的，內(nèi)部包含一些功能函數(shù)的庫還包括了圖形化插件的庫，這些庫都可以直接拿來通過簡單的配置就可以在SCADA系統(tǒng)里面得到使用，內(nèi)部還集成了基于我們控制器的用戶管理系統(tǒng)，這樣SCADA系統(tǒng)直接可以對風電的控制器內(nèi)部權限進行操作。然后我們這個SCADA是純網(wǎng)頁技術，在任何終端上打開瀏覽器就能對風場進行操作。另外下面有一些被遮住了，整個的數(shù)據(jù)傳輸?shù)募軜嬍峭耆贠PCUA這個標準的通訊架構，內(nèi)部的數(shù)據(jù)結構是完全符合IEC61400-I規(guī)約的，也是滿足越來越大的兼容性需求。

 

　　這邊是通過圖片的形式簡單的說一下WPS系統(tǒng)的幾個功能和特性，連接這邊就是我們可以通過瀏覽器的接口，可以用所有的PC端、觸控屏、手機，各種移動終端都能直接訪問我們的SCADA系統(tǒng)，在服務器里面可以集成各個廠家不同的風機進行比較，采集到數(shù)據(jù)之后進行各種常規(guī)的分析，功率曲線或者直接分析功能，這些都是已經(jīng)在我們這個WPS系統(tǒng)里面作為一個函數(shù)庫的形式集成進去。最后診斷，包括可以自動生成一些月報年報，或者按需要自定義不同時間來生成各種報告，最后頁提供一個演示功能，就是如果在現(xiàn)場沒有進行操作的時候，直接連上我們的SCADA系統(tǒng)的時候可以通過循環(huán)播放的形式顯示現(xiàn)在當前風場里面的一些關鍵信息。

 

　　這邊我再簡單的列一下我們這個WPS這個系統(tǒng)的一些優(yōu)勢或者是說能給大家?guī)淼囊恍┖锰?。我們這個是一個完全把所有的包含云平臺由上往下一直到PLC底層的數(shù)據(jù)庫集成到SCADA內(nèi)部的整體解決方案，所有這些東西都不需要多去考慮，都是自動在系統(tǒng)內(nèi)部直接進行的。可以通過瀏覽器的平臺進行訪問。我們這個完全基于IEC61400-5和61850這個架構標準化的結構，通過使用這個標準化的結構我們就可以很簡單的使現(xiàn)在單個服務器中集成不同廠商，不同型號的各種風機，包括升壓站的各種數(shù)據(jù)，都可以統(tǒng)一在一個SCADA里面實現(xiàn)，其實我們針對現(xiàn)在大家一些整體的集控風電場和整個能源網(wǎng)絡的需求提出的這么一個想法，現(xiàn)在推出了這么一套新的SCADA系統(tǒng)，下面有一個在線的手機演示網(wǎng)站，手機可以直接演示。

 

　　第二塊就是我們針對風場現(xiàn)在的控制，針對我們現(xiàn)在需要對電網(wǎng)日趨增加的這些需求，比如說一些更快的調(diào)頻的響應提出風場控制的優(yōu)化解決方案。這邊是我們現(xiàn)在已經(jīng)提供的風場控制器的解決方案，風場控制主要的就是通過由電網(wǎng)這邊提供功率需求量，通過我們這邊內(nèi)部實時采集到的風場當前的有功、無功率這些情況，包括現(xiàn)在電網(wǎng)具體的狀態(tài)來做出一定的算法，然后計算出應該給各臺單個機組或者是整個集群，有功、無功功率的設定值。我們這邊大概我簡單的講一下我們這套風場控制方案的大概的組成結構。

 

　　首先我們內(nèi)部是通過IEC的這些接口提供一個智能電網(wǎng)協(xié)議的接口，然后從電網(wǎng)那邊可以讀到調(diào)度指令，因為現(xiàn)在調(diào)度指令一般都是用61850拿到的，然后我們還有一個電能質(zhì)量測量的模塊，這個模塊可以實時的獲取到并網(wǎng)點那邊的各種電網(wǎng)的信息，電網(wǎng)當前的狀態(tài)，然后對這些狀態(tài)，這些信息收集到了之后進行一定的控制之后，計算之后然后把這個作為一個有功、無功功率的輸出值、設定值輸送給風機。同時我們的SCADA系統(tǒng)也是可以很好的整合到這一套風場控制系統(tǒng)當中去，SCADA系統(tǒng)也可以讀取或者設定風場的值。當然我們可以完全獨立于其他單獨操作的，如果針對信息安全或者這些問題的話，也可以完全獨立于上位機對它進行運行。這樣的話從電網(wǎng)端直接到風機端完全受到保護的控制器的回顧。

 

　　我想大概簡單的介紹一下，我們針對風場控制器這邊推出的幾個新的產(chǎn)品，一個是我們?yōu)榱诉_到一個風場實時控制推出的bluecom，這個風場網(wǎng)絡是純軟件的解決方案，也就是說我們不需要更換風場任何現(xiàn)有的硬件，它是基于完全標準的以太網(wǎng)架構，也不需要獨立的一根專線進行通訊，可以和其他通訊做并行通訊，也就是基于現(xiàn)在風場網(wǎng)絡結構，我們可以安裝這個軟件之后就可以達到所需要的實時通訊的效率。網(wǎng)絡拓撲結構也是非常靈活的。我們這邊也是一個實測的數(shù)據(jù)就是如果同時采取500個從站，雙向傳輸250字節(jié)數(shù)據(jù)，周期時間保持在20毫秒以內(nèi)。

 

　　除此之外我們還提供一個能源通信協(xié)議的軟件包，這是即插即用的智能電網(wǎng)傳輸協(xié)議的接口，所有的這些我們市面上常用的傳輸協(xié)議，其實就是在各個國家和地區(qū)會常用到的這些接口全都是整合在我們的控制器里的軟件包內(nèi)，通過符合標準的一些配置就可以把我們的變量直接通過符合歸約標準的形式發(fā)送出去，配置完了之后也可以在一臺控制器里面隨時切換各個輸出協(xié)議。

 

　　還有就是我們?yōu)榱四芗皶r的采集到電網(wǎng)的一些波動，電網(wǎng)的擾動，或者這些信息，我們也專門針對風電的應用設計了這么一款電能質(zhì)量監(jiān)測模塊，這邊數(shù)據(jù)比較多我就簡單提幾點，我們這個模塊其實設計的最大一個重視的地方是，它是用一個非常高動態(tài)性、低延時的采集方式來采樣的，然后它的采樣頻率可以達到1.20Khz采用的數(shù)據(jù)我們可以直接存到內(nèi)部的內(nèi)存里，通過內(nèi)部程序獲取，但是這些數(shù)據(jù)就可以將來用在風場的整個閉環(huán)控制里面去。

 

　　我們這個模塊里面還自帶了符合IEC61400-21及DIN40110標準的電網(wǎng)數(shù)據(jù)，然后我們這個模塊里面還帶有很多可以直接配置就能實現(xiàn)的功能參數(shù)，比如說現(xiàn)在新的高穿或者是頻率監(jiān)測都是可以通過簡單配置方式就在模塊內(nèi)部監(jiān)測，在發(fā)現(xiàn)問題的時候我們這個模塊上也集成了幾個繼電器輸出也可以做快速的響應，這個響應等于完全是在模塊內(nèi)部進行的響應，在發(fā)生錯誤的時候然后不會經(jīng)過控制器主控，而是直接在模塊內(nèi)部處理，然后直接切換繼電器的跳閘，所以說這個響應速度也是非?？斓?，符合各個國家的電網(wǎng)標準。

 

　　今天我最后再講一下基于現(xiàn)在智能化的自動診斷和自動調(diào)度。我們這邊提供的一個解決方案就是智能的在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，現(xiàn)在在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是漸漸的有這么一個發(fā)展趨勢，就是向全方位，不光是以前的標準的傳動鏈的狀態(tài)監(jiān)測，而是往各個方面整個立體化做監(jiān)測，與控制系統(tǒng)做更多的結合，從控制系統(tǒng)或者狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)反過來監(jiān)測數(shù)據(jù)，也是在SCADA平臺里面也需要更多的獲取到CMS的數(shù)據(jù)，最后它還是可以現(xiàn)在新的一個趨勢就是把它整合到ERP系統(tǒng)內(nèi)部去，CMS系統(tǒng)能自動的做出診斷，然后把報告?zhèn)鬏數(shù)紼RP系統(tǒng)SAP這些里面去，然后在SAP里面做自動的生產(chǎn)和調(diào)度和分配。

 

　　首先狀態(tài)監(jiān)測全方位立體化發(fā)展趨勢我這邊列了幾點，一是我們這邊現(xiàn)在新提出槳葉載荷監(jiān)測系統(tǒng)，槳葉載荷系統(tǒng)可以體現(xiàn)葉片結構性故障、結冰等等這些情況，同時更多的一點是它能提供現(xiàn)在槳葉當前的載荷信息給變槳系統(tǒng)，以提高機組整體的發(fā)電效率。預計使用這么一個槳葉載荷信息可以讓整體風機的發(fā)電效率提高到大概10%左右。另外一個點是我們現(xiàn)在集成了一個機組不平衡監(jiān)測系統(tǒng)，這個以前可能一般都是需要停機來監(jiān)測一下看看輪轂這邊是不是有不平衡，我們現(xiàn)在是通過在我們狀態(tài)監(jiān)測這一套方案里面添加幾個傳感器的方式，然后在線的做機組不平衡的監(jiān)測，很經(jīng)濟，也不需要停機，可以實時的做在線的分析。最后我們也提供一個新的塔筒塔基的監(jiān)測系統(tǒng)，集成塔筒傳感器的功能并拓展至應變，在海上風機這方面尤其是注意一下，可以在那邊比較有用的監(jiān)測一下塔筒應變的情況。

 

　　我們的集成在主控內(nèi)部的CMS方案，這個是可以與主控的信息得到很好的共享，在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)從主控系統(tǒng)同步采集風機實時狀態(tài)，輔助進行數(shù)據(jù)篩選和診斷。同時主控系統(tǒng)從在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)獲取測量值、報警等數(shù)據(jù)信息幫助優(yōu)化機組和風場控制。這個也是通過我們這個集成的CMS解決方案進行便捷的通訊模式，共享太數(shù)據(jù)，優(yōu)異的可編程性和可拓展性，實現(xiàn)和整個控制系統(tǒng)更好的合作。

 

　　另外現(xiàn)在也是對于智能工廠的管理來說，大家也是更希望能看到風機的狀態(tài)，顯示機組主要部件的總體運行狀況，顯示核心參數(shù)的變化趨勢以及機組同步的狀態(tài)信息，提示機組是否需要維護和維護。基于VDI3834的宏觀管理策略，著眼于部件組的綜合運行狀態(tài)而非單獨的零部件。

 

　　最后就是我們現(xiàn)在在我們整套智能化CMS系統(tǒng)里面也添加了事件導向的故障報警管理系統(tǒng)，完全基于事件我們系統(tǒng)里面會自動的對所發(fā)生的CMS報出來的事件進行歸類，以圖表或者郵件的形式發(fā)送出去，以各種不同的等級來進行罰分，最后與這些系統(tǒng)通過接口把這些數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)絊AP系統(tǒng)里面去，然后在SAP里面就可以更加簡介的進行信息共享、查詢，包括編程進行一些自動化管理的工作或者調(diào)度的工作。

 

　　巴合曼的在線監(jiān)測系統(tǒng)其實已經(jīng)在全球安裝的臺數(shù)可能不是特別多，9000臺左右，但是我們是作為一個監(jiān)測風機種類最多的CMS廠商，就是我們對不同品牌的風機，包括國外的、國內(nèi)的各種不同品牌的風機我們都有很多的經(jīng)驗在里面，這個數(shù)據(jù)都在我們的數(shù)據(jù)庫里面。然后我們是全球唯一的一家經(jīng)過認證的主控集成的CMS廠商，我們能提供完整的解決方案，包括像剛才我提到的一些新的基于VDI3834的這些方案都是我們能完全提供出來的。

 

　　今天我大概就講這么多內(nèi)容，我今天也是想通過這些介紹讓大家了解一下我們巴合曼作為一個控制器廠商，針對現(xiàn)在風機智能化的一些發(fā)展有一些怎樣的研發(fā)來適應這些發(fā)展做出一些新的產(chǎn)品，大家有興趣或者有問題，到時候再來跟我聯(lián)系，謝謝！

 

　　（文章內(nèi)容來自現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)本人審核）