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做座专家解读风机自动化四问

发布时间:2021-10-09 08:04:27 阅读: 来源:电热膜厂家

专家解读风机自动化“四问”

控制系统将向更智能的远程化管理发展。

电动独立变桨发展较快,应用前景较好。

风功率预测成为风机控制系统的新亮点。

由于自然界的风力变幻莫测,风速总是处在不断地变化之中。风速的较小变化都将造成风能的较大变化,导致风力发电机的输出功率处于不断变化的状态。近年来,风机制造商越来越看重变桨系统和偏航系统中控制系统应用的可靠性。但是,一些厂家生产的风机控制系统却饱受诟病,莫非其发展真的遭遇瓶颈?

中国可再生能源学会风能专业委员会秘书长秦海岩向介绍,为满足风电机组20年的运行需求,控制系统应当在优化发电量的同时,尽可能降低机组载荷,保护机组安全,这些是最起码的要求。在软件的控制算法上应该力求简洁明确,消除任何可能的不稳定因素;硬件上也应该运行稳定可靠,对环境变化适应能力强。同时,他指出控制系统将向更智能的远程化管理发展。更智能的状态监控系统有可能增加控制系统识别风电机组故障的准确度,远程化管理的普及不仅可以使风电机组实时地得到监控,也可以使控制策略的远程即时调整成为可能。

在目前的变桨距风力机采用的三个桨叶统一控制的方式中,三个桨叶变换是一致的。但由于现代大型风力机叶片比较大,最小的尺寸也达到几十米,所以整个风轮扫过面上的风速并不均匀,这样就会产生叶片的扭矩波动并影响到风力机传动机构的机械应力及疲劳寿命。另外,其中一个桨叶控制出现问题还会影响到另两个桨叶的工作。对于这种情况,中国科学院电工所副研究员李建林则重点从控制方式的转变方面谈了一些他的看法。他表示,采用独立变桨控制取代统一控制可以大大减小风力机叶片负载的波动及转矩的波动,进而减小了传动机构和齿轮箱的疲劳度以及塔架的振动,而输出功率能基本恒定在额定功率附近。而北京光耀电力设备股份有限公司风电事业部总经理肖志东则强调风机控制系统的新技术风功率预测将大有作为,目前其预测精度还有待提高。

传统电气部件的性能在恶劣的应用环境下不堪一击?

目前,比较突出的问题是风机上应用的一些电气部件在极端温度环境下表现欠佳。

要根据机组本身的性能以及结构考虑自动化产品应用的环境问题。

自动化产品生产商可将关注点转移到优化控制方面。

在风机设备制造业中,不仅仅是控制系统,包括变桨系统和变频器这两个部分也一直处于国外厂商垄断的局面。秦海岩介绍说: 变桨系统中的伺服电机,还没有涉及国产品牌,这主要是由于目前中国的伺服技术尚无法满足风电行业需求,特别是加载变桨系统技术比较薄弱,所以目前风电行业的伺服电机一直由国外供应商提供。但是,为了降低成本,同时更好地实行本地化生产,变桨系统制造商也会陆续在中国大陆开设工厂,如路斯特公司。 他同时指出,风机零部件的性能要求必须满足整机的需求,某些达不到这一要求的零部件必须配备预热环节。另外,目前很多电气部件在低温或高温环境下的运行情况还是不尽如人意。李建林则认为可靠性与安全性是自动化产品的根本,针对于相对恶劣的应用环境,必须要根据机组本身的性能以及结构考虑自动化产品应用9.铝合金冲击块:根据贵公司提供的标准制作的环境问题。

肖志东以PLC在风电行业的发展为例,阐述了风电行业自动化产品发展的趋势。他介绍说: 从PLC到工控机,再到如今的采用优化控制方式的智能预测,这些技术随着应用环境的变化而逐渐更迭。 那么,我们是否可以将恶劣环境对于自动化产品的冲击看作是产品升级的 洗礼 呢?

传感器产品如何更贴近风机制造业?

传感器的可靠性必须放在首位,同时传感精度要求偏高、测量范围要求更宽。

产品的质量以及设计理念要得到行业用户的认可。

在国内,用于状态检测的传感器市场份额有增大的趋势。

传感器在风电行业的应用大体分为两个方面:首先是速度控制等维持风机运转的基本功能;另外,转速、位置等状态的检测也是传感器主要应用的领域。据肖志东介绍,在国内的风机制造企业,比较看重的是前者,而应用在状态检测方面的传感器、编码器等产品并没有引起重视。那么这种厚此薄彼的观念是如何形成的呢?肖志东解释说: 这主要和我国风机制造发展起步较晚有关系。在国外应用较为普遍的技术要想在国内得到同样的普及,产品品牌的影响力还是很都是用来检测自己的产品是不是符合国家规定的标准重要的。 李建林也认为,要想使产品更加贴近风电行业的需求,产品的质量要过硬,而且要得到行业用户的认可,这样才会一步步地打开市场。

由于风机运行环境一般比较恶劣,这为风机的现场维护带来不便,因此对传感器的可靠性要求比较高,较长的安全使用寿命更能适应风机的需求。秦海岩举例说: 如果风机为低温机型,则要求某些传感器必须有预热的功能。另外,某些信号的传感精度也要求偏高或者测量范围要求更宽。 同时,秦海岩指出,随着海上风电项目的推广,良好的防海水腐蚀性能也是对传感器产品的又一次考验。

远程控制技术在风电行业应用前景如何?

无线通讯、远程控制是风机技术通信未来发展的方向。目前,国内应用刚刚起步。

在环境恶劣、不适宜操作人员工作的地点,会逐渐采用远程控制以及监测技术。

国外应用较为成熟,看好国内市场前景。

一般情况下,风电场的选址比较偏僻,地理环境比较恶劣,工作人员居住地距离现场较远。而且,现有风电场的建设一般较为分散。而风电场经理又要了解各风场的运行情况,现有的分散监视与控制显然不能满足要求。加之,各风电场相距较远,而每个风场内风机数量对抗折实验相干标准中有明确标示其量程为10KN也很多,所以每个风场都需要配置一定的工作人员进行日常的巡检维护,从而造成了人员的浪费。因此,远程控制技术近年来频频出现在风电行业中,那么其应用现状如何呢?据了解,目前国内的内蒙古锡林郭勒的京能风电场、华能风电场应用了风电场群远程集控系统,其由北京光耀电力设备股份有限公司生产。江苏龙源风电在如东县安装的100台风电机组是美国GE公司的风电机组,这些风机全部实行远程控制。

国内电力行业的资深企业北京光耀电力设备股份有限公司最先提出了风电场远方监控系统方案,整个系统包括了风力发电机组监控系统、场内变电站监控系统以及风电场视频/安防系统。肖志东介绍说: 这套系统可以实现各种异构风电场监测设备的数据通信、互连互通,能够大幅提高集成效率,满足现有的和将来不断出现的需求。同时,远程数字图像监控也使得变电站向无人或少人的发展方向迈进了一大步。 他同时指出,远程监控技术在国内的发展才刚刚起步,并没有人们预想的那样快速的发展起来,但是在国外已经取得多例成功的应用,所以国内的应用前景还是很广阔的。

秦海岩介绍说: 在已经应用远程监控技术的风电场中,传输信息的详细程度与远程操控可控制的范围差异很大。目前比如修理进程中的工具意外掉落较成熟的远程监控系统都能够选择记录全部控制器可输出的信号,并且可以对风机状态进行实时控制,对控制器参数进行即时调整。其功能已经等同于风电机组本身的控制器面板。 李建林也认为远程监控技术发展的前提是功能的完善,这对于整个风电厂的成本降低大有裨益,可大大提高电厂运行的可靠性。

最后,专家们不约而同地表达了了各自对风电行业自动化技术发展的看法。李建林介绍说,风电厂开发技术发展前景光明。之前,我国对风电场微观选址和优化设计尚未做过系统研究,出现过风电机组安装完毕后又不得不更改地方的情况。所以风电场微观选址和优化设计研究、风力发电对电影响和仿真技术的研究都为自动化技术的发展提供了广阔的发展机遇。肖志东认为异机种的风机整合到统一平台是趋势,在此基础上进行发电量预测等相关工作,各个省市的电力调度局就可以彼此互通有无。而秦海岩的建议体现出更多的是对于整个风电行业的希望,他表示,国内风电行业的发展离不开整个产业链的推动。所以不论是自动化企业还是风机制造商的发展,最终的目的都是推动中国风电行业整体的发展。

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