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EtherCAT光纖通訊,網絡用于連接高效靈活的風力發電機組
(時間:2015-6-27 22:48:56)

  實時通訊使風電場應用實現快速響應 
  EtherCAT光纖通訊網絡,用于連接高效靈活的風力發電機組

  
  

  為了確保風場擴建后能夠為蘇格蘭格拉斯哥市可靠地供電,運營商使用了EtherCAT高速通訊系統及相應的控制組件。 
  圖片顯示了一組PCC(公共連接點) 
  近日,歐洲風能協會發布了一些預測數據:歐洲風電將取得進一步的動態發展,到 2020 年,風電總裝機容量將實現 64%的增長。作為這一發展的組成部分,數十臺總輸出量為 217 兆瓦的風力發電機最近由法國阿爾斯通公司安裝在了蘇格蘭風場中。極速EtherCAT通訊網絡和Beckhoff相應的 I/O 組件構成這一歐洲最大陸上風電項目的通訊主干。 
  阿爾斯通這一最新的風電項目主要在蘇格蘭格拉斯哥附近擴建的Whitelee風場中運行。新增的 217 兆瓦的裝機容量,足夠滿足 124,000 戶家庭的用電需求。此次陸上風場的擴建為整個歐洲大陸設立了新標準,此外,這也是阿爾斯通功能強大的 ECO 100 風力發電機的第一個大型項目。阿爾斯通在該風場總共安裝了 69 臺3 兆瓦的 ECO 100 風力發電機,6 臺1.67 兆瓦的 ECO 74 風力發電機。 
  先進的控制技術確??煽康姆緋≡擻?/STRONG> 
  阿爾斯通的 Wind e-control™ 系統負責風場內的控制任務,如電壓、功率和頻率控制。例如,為了檢查風電場并網轉換點處的無功功率,Wind e-control™ 系統從風場采取了各種措施。每個相應國家的電網準則都可以通過此控制系統可靠地實現。電網準則中描述的要求是為了保證電網的穩定,在可再生能源產業不斷擴大時這是最重要的。除此之外,控制系統允許在控制室進行現場運營管理或通過與 SCADA 系統進行數據通訊遠程進行管理。Wind e-control™ 系統已首次在這個風場中安裝并成功應用。

  
  阿爾斯通的并網設計工程師VicencCasadevall描述了控制系統的一些關鍵細節:“一方面,我們有無功功率控制(RPC),它有三個調節模式。通過在‘電壓控制’模式下控制無功功率,能夠根據風電場運營商的規定調整轉換點,即公共連接點(PCC)的電壓。在‘功率因數控制’模式中,可以控制 PCC 的功率因數?!薰β士刂啤J僥芄蝗梅緄緋≡擻逃滌幸歡ǖ奈薰β嗜萘?。另一方面,我們還有有功功率控制(APC),它有二個調節模式。通過在‘有功功率限制’模式下控制有功功率,可以限制風場的有功功率輸出。在‘頻率控制’模式中,如果頻率超過一定水平,有功功率輸出將會被限制?!?nbsp;
  EtherCAT用作高速的并且經濟的數據通訊的基礎

  
  EtherCAT是 Wind e-control™ 系統的另一個核心技術。這一功能強大的數據通訊網絡,不僅適用于單臺風力發電機,它對風場網絡也特別重要。風電場和風力發電機控制的周期時間為 5 毫秒,并且它們相互間同步,使得風場電壓控制的響應時間低于 200 毫秒。 
  VicencCasadevall回憶道:”由于我們必須滿足充滿挑戰的時間要求,阿爾斯通的研發團隊尋求一種具有操作確定性的通信協議。最終,我們選擇了EtherCAT協議。它運行可靠,速度快,完全符合我們的要求?!?nbsp;
  Dirk Kordtomeikel, Beckhoff風電行業經理強調了EtherCAT系統除了其速度之外的成本優勢:“現在,風場網絡監控設備大部分都基于光纜。這些光纜都與EtherCAT兼容,允許我們在安裝過程中利用現有的電纜網絡,不會產生額外費用。此外,基于EtherCAT的風場網絡滿足電纜冗余的要求。反過來,與其它總線系統的連接還可以提高整個系統的開放性和靈活性。運營商能夠以比其它實時以太網協議更低的成本獲得這些好處。 
  EtherCAT能夠跨越長距離 
  一個BeckhoffEK1100 EtherCAT耦合器鏈接控制站中的 I/O 層。種類齊全的EtherCAT端子??榭紗矸緋∽遠誦兄諧魷值乃行藕判問?。另外一個 EK1100 耦合器與各個 EK1521 EtherCAT光纖拓展端子??橥ㄑ?。與帶光纖接口的 EK1501 EtherCAT耦合器配套,它們在各個風力發電機組間建立了靈活、可擴展的光纖網絡。標準以太網電纜允許兩個站點之間的距離為 100 米,兩個光纖裝置之間的距離可以更長:使用多模玻璃光纖連接可達 2 公里,而使用單模玻璃光纖連接甚至可達 20 公里。 
  硬件和軟件組件協同工作 
  除了對高速數據通訊的需求之外,硬件和軟件的操作可靠性也是絕對重要的,特別是對于處在惡劣環境條件下的風力發電機組來說,例如劇烈的振動和 -60℃...+55℃ 的工作溫度。與Beckhoff的緊密合作對于VicencCasadevall來說是一個重要因素:“由于是Beckhoff發明了EtherCAT,對我們來說很清楚的一點就是,可以從Beckhoff購買最好的硬件和軟件解決方案,以實現與這個現場總線系統最佳匹配。不僅如此,Beckhoff在自動化技術林領域,特別是在風電行業,有著悠久的歷史,在阿爾斯通也享有很好的聲譽?!?nbsp;
  更多信息,請見//www.beckhoff.com.cn/cn/applicat/default.htm 
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