风电自动化缺少“中国心”

     风电引领新能源产业

    风能已经成为我国水能之外最具规模应用前景的零排放、可再生能源。到2020年，如果中国风电装机达到1.5亿千瓦，每年可节能1亿吨标准煤，减排二氧化碳2亿多吨。

    风电是目前安全、环保、最具发展潜力、技术成熟的新能源行业。相对核电而言，风电更安全；相对于太阳能而言，风电开发成本更低；相对于生物质能而言，风电技术更成熟；相对于海洋能（包括潮汐能）而言，风电产业化更强。

    据悉，2009年中国总装机容量为2600万KW，连续5年实现翻番，继续领涨全球风电市场。业内人士预计，未来全球新能源行业竞争主要体现在风电行业，大容量、海上型风机是今后国内风机发展的趋势。

    然而，受当前经济形势和国家政策的影响，2010年风电市场仍将快速增长，但涨幅会小于前几年。

    风电控制系统的现状

    风电行业的控制器主要用于各个风电机组，用来采集机组数据及状态，通过计算、分析、通过计算、分析、判断而控制机组的启动、停机、调向、刹车和开启油泵等一系列控制和保护动作，能使单台风力发电机组实现全部自动控制。另外，控制器还具有与上位机进行数据交换的功能，使上位机能随时了解下位机的运行状态并对其进行常规的管理性控制，为风电场的管理提供方便。

    据北京和利时总工程师罗安介绍，风电主控系统是风机运行的大脑，是风机进行功率运算的核心，保证风机安全运行的前提下，最大可能地捕获风能。

    目前主控系统主要以PLC为核心控制器，不同类的风机，其主控系统大同小异。主控系统包括塔底和机舱控制站，一般塔底为主控控制站，机舱作为远程IO,通过现场总线与塔底进行通讯。

    与其他自动化产品相比，由于风电场常常建设在沙漠、海上等十分严酷的环境中，风电机组现场运行环境恶劣，风电行业对自动化产品的要求就更为严苛，要求风电控制系统要具有强大的数据存储功能、完善的安全保护功能以及较强的开放性。

    罗工说：“风机主控系统对于数据存储能力要求很高。在无人值守的情况下，需要在控制器内部存储大量数据，便于分析和解决故障。”

    “风机控制系统的安全保护功能要求很完善。变桨系统是风机安全运行的最后一个环节，无论出现什么问题，包括系统掉电、驱动器故障等，都要求变桨系统能完成顺桨功能。而且，由于风机内部有很多智能设备，诸如风速风向仪、振动传感器、三相电测量仪等，需要跟控制系统进行通讯和互联，要求风电控制系统开放性较强，能兼容不同的现场总线协议。”

    风电控制缺少“中国心”

    因风电行业自身的特点，国内的重工、电力工程、通信类企业容易进入该市场，但是作为风电最为核心的控制系统，因其在可靠性、安全等级、兼容性、抗干扰等方面有特殊的要求，国内自动化企业不容易进入市场。

    目前国内有一些系统集成商开始利用国外的控制器产品自己做集成，提供控制解决方案，但是在中国风电市场上，ABB、倍福、伦茨、MITA、魏德米勒等国外品牌企业占据着绝大部分市场。

    罗工分析说：“主控方面，主控制器基本选用国外的产品，包括MITA、倍福、ABB等。目前尚无国内厂家提供成熟的控制器产品用于风电主控系统。变桨方面，国内基本使用的是LUST、SSB、MITA等国外产品；在驱动器和电机等核心产品方面，基本选用LUST、伟肯、伦茨、ABB等厂商的产品；变流方面，目前国内已有较多厂家研发，但是尚无批量应用的业绩。”

    目前，在国内科远股分和和利时两家企业走在了风电控制系统的前列，并在实际中有成功的应用。科远股份在风电领域提供的产品主要包括：WPCS风电控制系统与K.VIEW风电SCADA系统。WPCS风电控制系统是专门针对大型风电场的运行需求而设计，具有极高的环境适应性和抗电磁干扰等特点。

    和利时从2008年开始涉足风电业务，可为风电行业用户提供风电控制系统核心部件主控控制器、和变桨驱动器，这些产品均满足风机运行的特殊要求，具有卓越的抗干扰能力、抗振动，支持多种风机主流协议。

    新能源产业是战略性产业，相信在国家的政策支持和全社会的关注下，未来将会有越来越多的国内自动化企业进入风电领域。