2017年10月31日——11月1日，由中國(guó)電器工業(yè)協(xié)會(huì)風(fēng)力發(fā)電電器設(shè)備分會(huì)和新疆金風(fēng)科技股份有限公司聯(lián)合主辦，施耐德電氣（中國(guó)）有限公司協(xié)辦的2017（第二屆）中國(guó)風(fēng)電電氣裝備技術(shù)高峰論壇暨風(fēng)電分會(huì)二屆二次會(huì)員大會(huì)(CWPE2017）在北京豐大國(guó)際酒店盛大召開(kāi)。德國(guó)倍福自動(dòng)化有限公司風(fēng)電技術(shù)部經(jīng)理王寧強(qiáng)先生在31日下午的“智慧能源與智能制造專(zhuān)場(chǎng)”發(fā)表了演講。
德國(guó)倍福自動(dòng)化有限公司風(fēng)電技術(shù)部經(jīng)理王寧強(qiáng)先生
王寧強(qiáng)：各位嘉賓大家下午好！我今天分享的題目是新一代智能風(fēng)電機(jī)組控制平臺(tái)解決方案，這個(gè)主要我們是基于跟我們風(fēng)電客戶(hù)不斷地溝通，然后了解他們的需求之后，得出這么一個(gè)想法。
目前我們的風(fēng)機(jī)追求的可能是效率提高，或者是單機(jī)的控制為主，另外數(shù)據(jù)多采用文件記錄的方式。我們認(rèn)為在新一代風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)里面我們是有一些新的需求。從效率提升來(lái)提升發(fā)電量，這個(gè)空間我們認(rèn)為不是特別多了，從可靠性這方面可能會(huì)更容易得到一些提升。另外從現(xiàn)在的風(fēng)機(jī)控制普遍從風(fēng)機(jī)的單機(jī)控制到風(fēng)場(chǎng)級(jí)的控制轉(zhuǎn)換。現(xiàn)在的數(shù)據(jù)處理基于LOT、大數(shù)據(jù)文件記錄的方式從文件記錄方式變化物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的記錄方式。
一是對(duì)于提升可靠性，我們認(rèn)為狀態(tài)監(jiān)測(cè)或者檢測(cè)技術(shù)是非常重要的。對(duì)于提升可靠性來(lái)說(shuō)主要是三個(gè)方面，排錯(cuò)，就是在系統(tǒng)研發(fā)階段，這些容易出錯(cuò)的問(wèn)題解決掉，防止在實(shí)際設(shè)備中發(fā)生。另外就是容錯(cuò)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生問(wèn)題的時(shí)候一定要停機(jī)嗎？還是說(shuō)根據(jù)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)來(lái)決定在當(dāng)前條件下是否還可以繼續(xù)運(yùn)行？另外就是發(fā)生故障以后我們的維護(hù)方面，借助于更好的檢測(cè)和診斷技術(shù)我們可以定位，或者說(shuō)我們可以在他發(fā)生問(wèn)題之前進(jìn)行一個(gè)預(yù)維護(hù)。
倍福在這塊基于剛才講的理念我們推出了一個(gè)新系列產(chǎn)品，叫做ELM，這是一個(gè)專(zhuān)門(mén)做測(cè)量的系列，它的安裝和現(xiàn)有的產(chǎn)品完全兼容，但它可以實(shí)現(xiàn)更高的時(shí)間同步，包括更快的速度以及它更好的可靠性。另外在軟件方面我們做了一個(gè)濾波器，這個(gè)濾波器可以通過(guò)圖形化編輯濾波器。
可以看到除了傳感器之外倍福提供了整個(gè)完整的數(shù)據(jù)采集的鏈條，可以接入不同型號(hào)的傳感器到高精度測(cè)量模塊，然后測(cè)量組件，再到前端的軟件，包括云端的軟件，它是一個(gè)完整的鏈條。
這個(gè)地方也要提到實(shí)際上現(xiàn)在檢測(cè)對(duì)于風(fēng)機(jī)控制越來(lái)越重要，我們要有很多額外的測(cè)量，有的可能是在運(yùn)行中我要對(duì)風(fēng)機(jī)當(dāng)前的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，往往這個(gè)測(cè)量，是由一些專(zhuān)業(yè)的測(cè)量工程師來(lái)做，但是這些人自動(dòng)化編程水平不行，所以我們推出了一個(gè)TcFlexMeter工具，易于使用，無(wú)需編程經(jīng)驗(yàn)，使用獨(dú)立的應(yīng)用程序進(jìn)行系統(tǒng)配置。
另外一個(gè)就是狀態(tài)監(jiān)測(cè)，狀態(tài)監(jiān)測(cè)這一塊像我們傳動(dòng)鏈這些監(jiān)測(cè)現(xiàn)在大家都已經(jīng)很普及了，我們的方案就是說(shuō)目前大部分狀態(tài)監(jiān)測(cè)是獨(dú)立式的，狀態(tài)監(jiān)測(cè)只是把一些處理過(guò)的信息發(fā)給主控系統(tǒng)，我們的概念是狀態(tài)監(jiān)測(cè)和主控系統(tǒng)可以結(jié)合到一塊去，這樣可以做到數(shù)據(jù)共享，包括狀態(tài)監(jiān)測(cè)判斷也可以從風(fēng)機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)里面獲得更多的一些信息，得出更準(zhǔn)確的判斷。
還有一些優(yōu)勢(shì)就是比如它的系統(tǒng)通訊的載荷，或者說(shuō)通訊的復(fù)雜性會(huì)降低，通道它都是聯(lián)合配置，另外可以得到原始的數(shù)據(jù)，降低監(jiān)測(cè)成本。
在這方面倍福是一個(gè)比較開(kāi)放的公司，我們?cè)谶@方面一般和一些專(zhuān)業(yè)的做狀態(tài)監(jiān)測(cè)的公司合作，在傳動(dòng)鏈狀態(tài)監(jiān)測(cè)方面我們有合作伙伴，他有完整的狀態(tài)監(jiān)測(cè)的解決方案，它的硬件基于倍福的硬件平臺(tái)，很容易對(duì)風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)里面形成狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，也可以實(shí)現(xiàn)全風(fēng)場(chǎng)或者是全球范圍內(nèi)的所有風(fēng)機(jī)的統(tǒng)一監(jiān)測(cè)。
現(xiàn)在大家對(duì)葉片的監(jiān)測(cè)也比較關(guān)注了，這一塊我們也是有一個(gè)合作伙伴，它可以基于風(fēng)機(jī)葉片里面的加速傳感器的信息，檢測(cè)整個(gè)風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)，是否有開(kāi)裂、平衡或者結(jié)冰等等。它也是一種集成式的方案，比如你在輪轂里面或者葉片里面，所有的功能也可以集成到控制器里面去，這是它的葉片解決方案，它只是需要增加幾個(gè)AO模塊，然后所有的軟件也是在控制器內(nèi)部可以實(shí)現(xiàn)。
這是它做得結(jié)冰檢測(cè)，可以看到它的結(jié)冰不是說(shuō)結(jié)冰或者沒(méi)結(jié)冰這么簡(jiǎn)單，可以從結(jié)冰狀態(tài)下分析結(jié)冰到什么程度，是不是影響機(jī)器，這是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程。可以明顯的降低停機(jī)時(shí)間。
上一位嘉賓提到對(duì)于大規(guī)模的風(fēng)電并網(wǎng)是有壓力的，這里就是說(shuō)我們風(fēng)機(jī)也要參與調(diào)頻和調(diào)壓，這個(gè)地方我們必須要用場(chǎng)地控制來(lái)實(shí)施，而不是通過(guò)SCADA這種系統(tǒng)，這是倍福的框架圖，還提供了風(fēng)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)的接口，我們可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通訊。在這個(gè)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)下我們的風(fēng)場(chǎng)通訊時(shí)間是小于1毫秒的，后面會(huì)有一個(gè)案例。數(shù)據(jù)的同步時(shí)間是小于1微秒的，基本上可以理解就是同步的，同時(shí)動(dòng)作。
這是在蘇格蘭，它整個(gè)風(fēng)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)是采用EtherCAT網(wǎng)絡(luò)，響應(yīng)周期小于200毫秒，通訊周期是5毫秒，沒(méi)有做到EtherCAT這么快，來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)風(fēng)場(chǎng)的調(diào)頻和調(diào)壓。
第三個(gè)部分就是物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)，現(xiàn)在咱們說(shuō)智能風(fēng)機(jī)或者智慧風(fēng)能，這里面少不了一個(gè)概念就是人工智能，人工智能這個(gè)概念起源比較早，其實(shí)這個(gè)發(fā)展和大數(shù)據(jù)以及物聯(lián)網(wǎng)等等技術(shù)是密不可分的。
我們?cè)谶@一塊推出了一個(gè)產(chǎn)品的家族loT，這個(gè)就是為你的控制系統(tǒng)連向云建立了一個(gè)通道，它支持的標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議就是MQTT，AMQP、OPC UA，它的特點(diǎn)就是可以將信息推送到可穿戴設(shè)備。都是通過(guò)云端或者中間的數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，你的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)會(huì)變得比較簡(jiǎn)單，而且比較容易實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的防護(hù)，整個(gè)它的通訊的開(kāi)銷(xiāo)更低。
這里面有幾個(gè)產(chǎn)品，一個(gè)是loT Communication，這是一個(gè)功能塊，可以直接和云發(fā)生通許。中間是數(shù)據(jù)代理，不管是誰(shuí)的控制器，只要裝了這個(gè)軟件之后，他可以通過(guò)一些方式從你現(xiàn)有的應(yīng)用上獲取數(shù)據(jù)，再發(fā)上去。下面這兩個(gè)就是移動(dòng)端的應(yīng)用。
另外對(duì)于硬件產(chǎn)品也有一款叫EK9160，這個(gè)模塊它類(lèi)似于傳統(tǒng)的耦合器，這地方就是說(shuō)可以把IO數(shù)據(jù)發(fā)布到云上去，也是通過(guò)MQTT標(biāo)準(zhǔn)有效通訊協(xié)議。
數(shù)據(jù)采集上來(lái)之后該需要有一個(gè)分析的過(guò)程，這個(gè)產(chǎn)品叫做Analytics，它完成了分析的功能。這里面包括了幾個(gè)部分，一是數(shù)據(jù)記錄，通過(guò)在你的程序里面做一些設(shè)置，他就可以把這個(gè)數(shù)據(jù)記錄到云端，當(dāng)然這個(gè)云也可以是你的公有云，也可以是你的私有云。第二個(gè)模塊就是公布這個(gè)數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到云上。第三個(gè)模塊就是它是一個(gè)工具箱或是一個(gè)工具包，包括了很多東西，這些東西可以讓你實(shí)現(xiàn)云的解決方案。第四個(gè)就是PLC庫(kù)實(shí)現(xiàn)云的分析。
這是整個(gè)的框架，可以看到上面是云，包括我們現(xiàn)在可以支持的有微軟云，亞馬遜的云還有SAP的云，另外還有自己的云。下面就是我們的控制器，包括耦合器。在云端我們可以做數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)也可以做數(shù)據(jù)的分析。
最后一個(gè)講一下Tcwing，這是一個(gè)軟件框架，剛才講的這些包括監(jiān)測(cè)功能，狀態(tài)檢測(cè)功能，包括網(wǎng)絡(luò)控制，大數(shù)據(jù)或者云的通訊，它都集成了，對(duì)客戶(hù)使用當(dāng)中我們不用擔(dān)心這些新的數(shù)據(jù)我們能不能消化，在這個(gè)上面我們已經(jīng)兼容了，就是采集的這些數(shù)，要么采在本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，要么是風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)，要么上到云，已經(jīng)打通了。在TcCOM里面我們也有第三方廠方他的一些方面也可以以TcCOM的形式放在我們的軟件框架下執(zhí)行。
這個(gè)軟件框架實(shí)際上是一個(gè)樣例的模板程序，基本上它能完成一個(gè)風(fēng)機(jī)軟件的70%。對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)這塊實(shí)際上他是基于SQL，Server的，你的數(shù)存在SQL Server的。這些數(shù)據(jù)可以做一些數(shù)據(jù)的挖掘，這也是一個(gè)例子，就是我們通過(guò)數(shù)據(jù)的挖掘來(lái)實(shí)現(xiàn)可利用率的統(tǒng)計(jì)，在程序里面實(shí)現(xiàn)起來(lái)確實(shí)比較麻煩，但是用數(shù)據(jù)庫(kù)比較簡(jiǎn)單。剛剛這些強(qiáng)大的功能需要這些強(qiáng)大的工具進(jìn)行支撐的，基于這樣強(qiáng)大的處理核心我們也不用擔(dān)心這么多功能集成到風(fēng)機(jī)控制里面會(huì)不會(huì)有問(wèn)題，它提供了最夠強(qiáng)的動(dòng)力。這就是我的演講，謝謝大家！
（文章內(nèi)容來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)速記整理，未經(jīng)本人審核）
