該方案是基于倍福的工業(yè)PC、電力測量端子模塊、帶光纖接口的 EtherCAT 耦合器和實時的 EtherCAT 技術(shù)。倍福工業(yè)PC上運行專用的能量管理平臺,具有強大的風(fēng)電場電力監(jiān)控功能。該平臺提供與電網(wǎng)調(diào)度接口,集中實時控制風(fēng)電場的電壓、功率等等。保證風(fēng)電場與接入地區(qū)電網(wǎng)相互協(xié)調(diào)運行,實現(xiàn)高效的風(fēng)電場運行和管理。EtheCAT 光電轉(zhuǎn)換耦合器模塊把能量管理平臺與風(fēng)電場內(nèi)的風(fēng)機連接到一起,組成風(fēng)電場電力監(jiān)控實時網(wǎng)絡(luò),可在風(fēng)電場網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)小于 1 ms 的實時控制任務(wù)。專用的電力測量端子模塊配合特有的低電壓穿越控制模塊監(jiān)控風(fēng)場電網(wǎng)公共接入點和單臺風(fēng)機并網(wǎng)側(cè)的電網(wǎng)狀況(電壓、頻率、有功、無功等等)。
風(fēng)電場電力監(jiān)控實時網(wǎng)絡(luò)方案分為兩部分:
1 單臺風(fēng)力發(fā)電機組的電力監(jiān)控,如下圖2
圖2單臺風(fēng)力發(fā)電機組的電力監(jiān)控
該方案采用了倍福嵌入式工業(yè) PC CX5020控制器作為單臺風(fēng)機的主控制器,主控制程序基于TwinCAT軟件,運用倍福自主開發(fā)完善、高效、成熟的風(fēng)電專用功能庫,集成先進的控制算法,很好的協(xié)調(diào)控制風(fēng)機各部件和子系統(tǒng)的運行。根據(jù)當(dāng)前的風(fēng)況和風(fēng)電場能量管理平臺的控制指令,控制風(fēng)機的輸出電壓、頻率和功率等等,保證風(fēng)機的穩(wěn)定運行。
CX50x0系列是符合標(biāo)準 DIN 導(dǎo)軌安裝方式、無風(fēng)扇、寬溫型的嵌入式控制器,CX50x0采用 Intel Atom 低功耗處理器,CPU 主頻可達1.6 G。帶有兩個獨立的千兆以太網(wǎng)端口和四個 USB 2.0 接口,可以通過 DVI 接口與倍?刂泼姘寤驑(biāo)準 DVI 顯示器相連。根據(jù)需要,也可添加一個串口(RS232/RS422/RS485)或具有主站或從站功能的現(xiàn)場總線接口。位于蓋板后面并可從外部拆裝的可互換的 CF 卡作為引導(dǎo)和存儲介質(zhì)。CX5000 系列還內(nèi)置了一個 1 秒鐘 UPS,可確保在 CF 卡上安全備份持久性應(yīng)用數(shù)據(jù)。
專為風(fēng)電設(shè)計,用于單臺風(fēng)力發(fā)電機的電力監(jiān)測,不需要電壓互感器可直接接入 690 V AC。檢測電流信號的通道是相互隔離的,可以與各種通用的電流互感器進行連接。該電力測量模塊能對電壓、電流、頻率、有功,無功,功因、發(fā)電量,上至21次諧波等等相關(guān)指標(biāo)的進行監(jiān)測。
倍福公司早在1986年就創(chuàng)立了基于PC控制技術(shù)的自動化全球標(biāo)準,在軟件方面,以TwinCAT(The Windows Control and Automation Technology)自動化組件作為控制系統(tǒng)的核心軟件,TwinCAT 軟件將任意一個基于PC的系統(tǒng)變成一個多PLC、NC、CNC 或機器人的實時控制系統(tǒng)。TwinCAT 3 是倍福在TwinCAT 2軟件基礎(chǔ)上更深入的系統(tǒng)性研究開發(fā)的成果,以下列舉了TwinCAT 3的一些特點,圖4為TwinCAT3系統(tǒng)圖: