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倍福中國風電技術部經(jīng)理 王寧強

控制網(wǎng)：貴公司主要發(fā)展的新能源行業(yè)有哪幾方面?所提供的主要產品有哪幾類？近期有何突出成績？

王寧強：德國倍福在新能源的業(yè)務主要涉及風力發(fā)電，光伏，智能電網(wǎng)等行業(yè)。特別是近幾年在風電行業(yè)上所取得的成功使得倍福（Beckhoff）在風電行業(yè)中占據(jù)領先地位。倍福始終以基于PC的自動化新技術作為公司的發(fā)展理念。倍福針對風電行業(yè)提供的產品包括工業(yè)PC、現(xiàn)場總線模塊和TwinCAT自動化軟件。這些產品主要應用于風機主控制系統(tǒng)，變槳控制系統(tǒng)，變流控制系統(tǒng)，狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)以及風場實時網(wǎng)絡監(jiān)控等。   

倍福在風電行業(yè)的應用遍布全球，諸如裝機容量400MW，位于德國北海的Global tech I海上風電場，于2014年8月完成安裝，預計2015年夏天這80臺單機容量5MW的AREVA M5000-116風機全部并網(wǎng)發(fā)電。這80臺M5000-116風機均采用了倍福控制系統(tǒng)，而且Global tech II海上風電場也正在計劃之中。而阿爾斯通一個最新的風電項目也在蘇格蘭近格拉斯哥附近的擴建的Whitelee風場中投入運行。額外新增的217 兆瓦的裝機容量，滿足124,000戶家庭的用電需求。其中基于EtherCAT 的Wind e-control?控制系統(tǒng)使得風電場和風電機組的控制周期時間縮短為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。EtherCAT技術的使用讓這個項目為風場網(wǎng)絡通信的響應速度設立了新標準。

控制網(wǎng)：近幾年，貴公司為新能源行業(yè)提供的自動化產品、技術或方案的創(chuàng)新有哪些？在新能源行業(yè)中貴公司的市場核心競爭力是什么？

王寧強：倍福一直堅持開發(fā)具有創(chuàng)新和開拓性的工業(yè)控制技術。在風電行業(yè)，倍福推出了基于EtherCAT技術的機組狀態(tài)監(jiān)測和實時風場控制網(wǎng)路等先進技術。借助EL3632振動監(jiān)測模塊和EL3773電力監(jiān)測模塊，機組機械振動的監(jiān)測和電力系統(tǒng)的監(jiān)測可無縫集成到風機主控系統(tǒng)中，這為大兆瓦的風電機組和海上風電機組的可靠、穩(wěn)定運行提供了有力保障。EtherCAT實時風場控制網(wǎng)絡則在風場網(wǎng)絡通信的超高速響應方面設立了新標準。如果出現(xiàn)電壓跌落，系統(tǒng)能夠在1ms之內調整網(wǎng)絡中的所有風力發(fā)電機組給定值。基于該技術對電流、電壓和頻率進行控制可以提供最佳的電網(wǎng)支持。

倍福不斷推出適合風電行業(yè)應用的新產品。例如，新型CX5130嵌入式控制器非常適合用于風力發(fā)電機組的中央控制平臺。它和以前產品相比具有明顯的優(yōu)勢，它可以配備單核、雙核或四核處理器，具有性能優(yōu)越、成本低廉的特點。CX5130能夠處理風力發(fā)電機組的所有控制任務，包括可視化、安全性和狀態(tài)監(jiān)測。由于TwinCAT3支持多核技術，這樣能夠在CX5130上實現(xiàn)計算密集型任務，例如在一個單獨的CPU內核上進行狀態(tài)監(jiān)測。

倍福在風電行業(yè)的核心競爭力是開放的技術，高性價比的產品以及全面的服務。Beckhoff自動化解決方案的開放性是我們成功的秘訣。在傳統(tǒng)的系統(tǒng)中，需要專門的控制單元分別用于運行管理、狀態(tài)監(jiān)測、制動控制等。而基于PC的開放自動化技術可提供強大的控制選項，將風力發(fā)電機組的所有元件整合到同一個平臺上，而無需更多的CPU。特別是在我們沒有專業(yè)知識的領域，我們都會邀請制造商基于我們的技術和產品提供解決方案，以助我們一臂之力。這對于倍福開放性的解決方案而言沒有任何障礙。

2015年年初，國家發(fā)改委公布了陸上風電上網(wǎng)電價調整結果，將第一類、二類、三類資源區(qū)風電標桿上網(wǎng)電價每千瓦時降低2分錢。電價調整將使風力發(fā)電的市場競爭力增強，有利于風電行業(yè)的長期發(fā)展，而另一方面，風電整機廠商則面臨降低成本的壓力。倍福的產品以PC控制著稱，隨著PC技術的快速進步，產品的性價比也越來越高。倍福控制系統(tǒng)采用緊湊的模塊化設計，風機主控系統(tǒng)可根據(jù)實際需要靈活配置，從而達到最優(yōu)的系統(tǒng)配置，而且模塊化的產品設計大大降低現(xiàn)場維護的難度和成本。

由于風電現(xiàn)場多地處偏遠地區(qū)，風場維護技術人員水平參差不齊，而且人員流動性大，所以倍福公司除了提供及時的現(xiàn)場技術支持，幫助客戶解決現(xiàn)場問題之外，還可為客戶提供現(xiàn)場技術培訓，培訓內容可根據(jù)客戶需求量身定制。為這些服務提供支撐的是倍福強大的風電技術團隊。倍福中國風電技術團隊有15位專職工程師分布在北京、上海、新疆、內蒙古，可為客戶提供及時的多層次的技術支持和培訓。而且，德國倍福的風電專家團隊還可以提供主控系統(tǒng)軟件開發(fā)，主控系統(tǒng)電柜設計等全方位的服務。

控制網(wǎng)：市場不斷洗牌，國內政策不明朗，國外法律法規(guī)限制，一直阻礙著中國新能源產業(yè)的發(fā)展，您如何看待新能源產業(yè)在中國市場的推進？這樣的局面給自動化技術的應用造成了哪些影響？貴公司對此會如何應對？

王寧強：從總體形勢來看，近年來，氣候變化已經(jīng)是世界所公認的威脅，化石能源的使用正受到越來越多的限制。在2014年北京APEC會議上，中美兩國就溫室氣體減排目標達成一致，我國計劃在2030年前將非化石能源在一次能源消費中的比例提高至20%左右，比2014年將近翻了一番，因此國家要大力發(fā)展風電等清潔能源。

近幾年，國內風電市場中風電機組的單機容量持續(xù)增大。2014年，我國新增裝機的風電機組單機平均功率達到1768kW。另外，海上風電場的開發(fā)進一步加快了大容量風電機組的發(fā)展，目前，金風、華銳、上海電氣、聯(lián)合動力、湖南湘電、重慶海裝、東方汽輪機、廣東明陽和太原重工等公司都已經(jīng)研制出5MW至6MW的大容量海上風電機組產品。對于大型風電機組和海上風電機組風機而言，狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是其必不可少的組成部分。然而完整的風機狀態(tài)監(jiān)測應該不僅是機械振動的監(jiān)測，還應該包括電力系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)的監(jiān)測等。Beckhoff已經(jīng)推出了用于振動監(jiān)測的EL3632模塊和用于電力監(jiān)測的EL3773模塊，而且具有強大自診斷功能的I/O模塊正在研發(fā)中。要將這些功能集成到主控系統(tǒng)中，就需要比傳統(tǒng)控制器更高性能的控制器。Beckhoff CX2030和CX2040嵌入式控制器具有一個新的特性：它們都采用了多核Intel? Core?處理器。隨著它們性能上的大幅提升，這一系列的嵌入式控制器的性能已經(jīng)可以與較大的控制柜式安裝的工業(yè) PC 相媲美。

控制網(wǎng)：在國家大力提倡“兩化融合”的今天，您認為新能源行業(yè)應如何實現(xiàn)“兩化融合”？貴公司能為用戶提供怎樣的幫助？

王寧強：由于PC控制在風電行業(yè)已經(jīng)深入人心，所以風電機組產品“兩化融合”已經(jīng)具備了一定的水平和良好的基礎。Beckhoff嵌入式PC具備以太網(wǎng)接口，USB接口，CF卡或硬盤存儲介質，以及支持TCP/IP，OPC等多種標準通訊協(xié)議。風電機組可以通過風電數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）對風電機組的運行情況進行實時監(jiān)測，對于集成CMS（狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)）的風電機組還可通過CMS來對主軸、齒輪箱、發(fā)電機、軸承等關鍵零部件進行遠程監(jiān)測和遠程故障診斷。

倍福基于TwinCAT3平臺開發(fā)的TCwind風電主控軟件框架首次將數(shù)據(jù)庫直接集成到風機主控系統(tǒng)中。風機運行數(shù)據(jù)及狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)都可以直接存儲在風機本地的數(shù)據(jù)庫中，而所有風機的數(shù)據(jù)庫可在風場級進行合并，每個風場的數(shù)據(jù)則可以在企業(yè)數(shù)據(jù)庫中進行合并，從而可以方便地實現(xiàn)風機大數(shù)據(jù)的獲取和存儲。對于大數(shù)據(jù)的分析，所有的數(shù)據(jù)都可以通過標準的數(shù)據(jù)庫接口獲取。這個技術可以徹底改變目前普遍采用的通過獨立的文件存儲不同類型數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀，將使風電行業(yè)的“兩化融合”水平跨上一個大的臺階。

成功案例分享：倍福基于PC的控制技術提高風力發(fā)電機組的可用性和性能