贝加莱系统说明

贝加莱WTC风电主控系统

发布日期：2011-11-29浏览次数：69

【摘要】：该文概述了风力发电设备对控制系统的要求，介绍了以B&R系统为背景的风电解决方案。重点描述了基于APROL（DCS）的风电场监控系统和基于X20PCC及其分布式I/O模块、POWERLINK工业实时以太网和WTC软件包的风机主控系统。其中，对风机单机SCADA 系统、风机仿真模型和风电安全系统等也进行了全面的介绍。

［编辑简介］：该文概述了风力发电设备对控制系统的要求，介绍了以B&R系统为背景的风电解决方案。重点描述了基于APROL（DCS）的风电场监控系统和基于X20PCC及其分布式I/O模块、POWERLINK工业实时以太网和WTC软件包的风机主控系统。其中，对风机单机SCADA 系统、风机仿真模型和风电安全系统等也进行了全面的介绍。

［关键词］：贝加莱WTC风电主控系统

1.应用背景——日益增加的新能源需求和迅速发展的风电技术

风力发电正在中国蓬勃发展，随着能源环保问题的加剧，绿色的风力发电越发得到国家重视，投入不断加大，最近几年，风力发电保持着每年30％以上的强劲增长势头。

国内的风力发电控制技术起步较晚，目前的控制系统均是由欧洲专用控制方案提供商提供的专用系统，价格高昂且交货周期较长。开发自主知识产权的控制系统必须要提上日程，一方面，由于缺乏差异化而使得未来竞争中的透明度过高，而造成陷入激烈的价格竞争，另一方面，寻找合适的平台开发自主的风电控制系统将使得制造商在未来激烈竞争中获得先手。

然而，风电控制系统必须满足风电行业特殊的需求和苛刻的指标要求，这一切都对风力发电的控制系统平台提出了要求，而B&R的控制系统，在软、硬件上均提供了适应于风力发电行业需求的设计。

2.风力发电设备对控制系统的需求

2.1高标准的现场环境适应性

当今，基于全球对清洁能源的重视，各个国家都在建设风场，风机的安装地点十分广泛，北半球、南半球、陆地、海洋，只要有合适风资源的场所就可安装风机，这对风机中的器件提出了很高的要求，作为风机运行的大脑——控制系统来说，同样不例外：宽温，抗震，防腐蚀、电磁兼容性好等几方面成为了最基本的要求。

贝加莱在风机主控系统中采用的X20系统，在产品设计之初就考虑了这些需求，除了通过标准的CE,C-UL-US,GOST-R等认证外，我们的产品在德国TUV实验室做了HALT（高加速寿命）测试，测试结果表明，X20系统的操作极限温度可达到:-70°C～100°C，振动极限可达到55g(RMS)。此外针对海上风机对于防盐碱、防潮气等方面，X20所有模块均进行了特殊处理；同时X20系统的MTBF时间可达到50万个小时，这些指标从硬件方面都已完全满足了现场提出的高标准要求，X20系统在各行各业的实际应用情况也都证明了这一点。

贝加莱WTC风电主控系统

发布日期：2011-11-29浏览次数：70

【摘要】：该文概述了风力发电设备对控制系统的要求，介绍了以B&R系统为背景的风电解决方案。重点描述了基于APROL（DCS）的风电场监控系统和基于X20PCC及其分布式I/O模块、POWERLINK工业实时以太网和WTC软件包的风机主控系统。其中，对风机单机SCADA 系统、风机仿真模型和风电安全系统等也进行了全面的介绍。

2.2高级语言编程能力

由于功率控制涉及到风速变化、最佳叶尖速比的获取、机组输出功率、相位和功率因素，发电机组的转速等诸多因素的影响，因此，它包含了复杂的控制算法设计需求，而这些，对于控制器的高级语言编程能力有较高的要求，而B&R PCC产品提供了高级语言编程能力，不仅仅是这些，还包括了以下一些关键技术：

2.2.1复杂控制算法设计能力

传统的机器控制多为顺序逻辑控制，而随着传感器技术、数字技术和通信技术的发展，复杂控制将越来越多的应用于机器，而机器控制本身即是融合了逻辑、运动、传感器、高速计数、安全、液压等一系列复杂控制的应用，PCC的设计者们很早就注意到这个发展方向而

设计了PCC产品来满足这一未来的需求。

为了满足这种需求，PCC设计为基于Automation Runtime的实时操作系统(OS)上，支持高级语言编程，对于风力发电而言，变桨距、主控逻辑、功率控制单元等的算法非常复杂，这需要一个强大的控制器来实现对其高效的程序设计，并且，代码安全必须事先考虑，以维护在研发领域的投资安全。

2.2.2功能块调用

PCC支持PLCopen Motion、PLCopen Safety和PLCopenHydraulic库的调用，这对于风电这一集合了变桨运动控制、安全逻辑设计、液压控制的综合系统来说是再好不过的选择.变桨控制将考虑多个伺服的定位和同步关系，而safety为机组提供了多种安全回路设计以保护机组的安全可靠运行，液压控制被极其容易的集成到系统中而无需购置专用的液压控制模块。同时，PCC支持用户自定义库的封装设计，用户可以将其自身的核心算法封装为功能块来调用，这使得一方面代码的安全性得到了很好的保证，而另一方面，它也提供了针对不同机组的系统调用，大大简化了软件的重构，支持快速开发。

2.2.3All In One的设计理念——Automation Studio™集成软件开发平台

Automation Studio™设计初衷是建立在一种放眼整机控制而不是局部（只关心驱动或者逻辑，独立组件），30年的丰富OEM控制设计使得B&R深刻理解“整体”的意义，因此，其软件包设计为面向整个机器的各个对象（逻辑、运动、测量、通信、显示）和过程（配置、项目规划与管理、诊断、调试、维护）。

对于B&R Automation Studio而言，控制器的设计、变桨伺服、液压控制、Safety技术、通信均在一个”All In One”的工具包Automation Stduio中实现，对于风力发电这样的综合多种控制需求的系统而言，Automation Studio提供了一个完整的工程设计与应用的