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欧姆龙
风电运营商的目标是优化停机时间并增加收益。然而,天空中有飞行类动物出没的地方便存在造成昂贵停机时间的风险——为此,Senvion正在考虑做出改变。
在万可的帮助下,风力涡轮机制造商为运营商应对“蝙蝠保护”等变化情况提供了更具灵活性的选择。
日期、风速和温度:构成天气预报的基础信息即预示着蝙蝠的飞行计划。“这些信息对于获取可靠的蝙蝠活动情况必不可少,”万可工程师NinoFlottmann解释道。而这样做的目的又是什么呢?简而言之,即是保护动物。
森林变为风电区
背景:森林已成为风能的重要区域。然而,由于自然保护和技术水平的限制,这在风力发电之初是无法想象的。可是,能源和气候政策目标依然需要满足。这就是为什么德国约26,000台风力涡轮机中有近5%都位于森林且这一趋势正在日益增长。
但是,这些风力涡轮机必须与森林“居民”共享空间。在目前高达200米的涡轮机中,机舱延伸至树荫顶部,巨大的旋转叶片在树梢上方转动。它们已深入蝙蝠的飞行领域。
蝙蝠撞击问题
“我们希望而且必须避免蝙蝠因撞击到风力涡轮机而受到伤害,”Senvion的高级SCADA工程师Jochen Poitzsch表示。他所在的公司是一家风力涡轮机制造商,已在全球安装了7,800多台近海和海上涡轮机。更何况,不仅撞击到旋转叶片会使蝙蝠致命,空气湍流也会为其带来危险。
?自适应算法能让我们快速、灵活且轻松应对不断变化的条件。?
最重要的环境保护法规《联邦排放控制法案(BImSchG)》规定——保护蝙蝠的唯一方法即是暂时关停风力涡轮机。
联邦政府也在其风电条例中对这一点做出了要求。这项要求不仅适用于森林中的涡轮机,也同样适用于所有近海站点。尤其在未被森林覆盖的地区还常有普通伏翼蝠和褐色大蝙蝠出没,并且二者均为濒危物种红色名录所列及物种。
“当风力涡轮机所在位置满足蝙蝠活动的特定时间和气象条件时,我们必须将其关停。但运营商的本意是减少系统停机时间。因为每千瓦 · 时对他们来说都很重要,”监控与数据采集(SCADA)专家Poitzsch解释道。
灵活算法取代传感器
借助万可控制器,这一区域的问题可迎刃而解:不同于常规情况下总是在蝙蝠出没的特定时间段将风力涡轮机置于停机状态,万可可编程逻辑控制器(PLC)可根据不同站点调整关停时间,从而使整个系统得以优化。
迫于实际情况,我们需要外部控制器对这一问题进行处理。“法律法规持续完善,要求也不断变化且因各州而异,”Jochen Poitzsch解释说。替代方案即是对风力发电机的SCADA控制器进行更新,以应对各种要求的变化— —而Senvion认为这极其耗时。
因此,改善后的全新解决方案为:“关停决定将不再基于检测蝙蝠出现情况的昂贵传感器,”万可工程师Nino Flottmann解释道。而是基于将众多科学性决定因素纳入考虑之中的灵活算法,这些因素包括日出及日落、温度、风速和降水等,并可追溯至WINDBAT研究机构。
该机构对近海风力涡轮机发生蝙蝠碰撞的风险进行了研究。作为其科学研究的一部分,研究小组还开发了“ProBat”软件工具。该工具一方面可用来计算适于风力涡轮机的蝙蝠友好型操作算法,另一方面也为Senvion的解决方案奠定了基础。“然后,我们即可直接运用来自风力涡轮机SCADA系统的本地气象数据,”Flottmann补充说道。
而这要归功于万可PLC的开放式接口。NinoFlottmann通过Web界面对所有其他数据进行了参数化。如果所有关停条件都满足,则风力涡轮机的SCADA系统将会收到万可控制器的停止命令,紧接着转子也会停止转动。
所有关停及系统当前状态信息均存储于文件中,并按月发送至发电厂运营商。系统状态也可通过简单网络管理协议(SNMP)随时查询。
如果法律要求发生变化,运营商还可在不花费大量时间和精力的情况下将控制器保持在最新状态:运营商在算法中相应更改默认值,并将文件存储在SD卡上或在线存储。之后,一旦数据加载至万可控制器,新的数值就会自动应用。
优化停机时间
Senvion现在已为德国境内约100台风力发电机配备了更灵活的控制器。不过,该项目并未止步于此。首先,这一应用目前正在迈向国际化并在为欧洲范围内的推广做准备。其次,该技术解决方案还可将应用范围从蝙蝠扩展至鸟类保护。
Process Control 1757-FIMUL050 FOUNDATION FIELDBUS FIM MODULE USAGE LICENSE
Operator Interface 2711-T10C8L1 PV1000 COLOR TOUCH, DH+ & RS232 PRINT
Support 9355-WAB1ENR SUPT REINSTATEMENT CONTRACT FOR 9355WAB1EN
Support 9381-P2500ENR SUPT REINSTATEMENT CONTRACT FOR 9381P2500KEN
Support F1785-V80BSERC FIRMWARE UPGRADE FOR 1785-V80B PLC5 PROCESSOR MODU
RSI Software Products 9301-2SE250DEU5R RSVIEW32 WORKS 5K-100K UPGRADE OUT-SUPT (DE)
RSI Software Products 9301-OPCSRVENE KEPSERVER ENTERPRISE
RSI Software Products 9358-PLTM2200ENE RSBIZ PLNTMET SEV 10 BELL
Motion Control 8720SM-022S2GAS2 22 KW/48 AMP, 750VDC, AC MOTOR WITH SRM60 ENC.
840-RC-15 15" Ribbon Cable. Term Both Ends W/16 Pin DIP Plugs
IC200MDL940 OUTPUT RELAY 2.0A PER PT ISOLATED FORM A 16PT
IC697VAL314 Analog Output, Isolated, 4 channel, 12 bit, Current - 4 to 20mA. Removable temrinal block, no cable required
MTR-1331-J-N-D-E-S MTR series NEMA 34 splashproof stepping motor with series winding connection
ZA06B-0062-B503 B2/4000HVis servo motor with 24 VDC brake and 128k serial encoder
20BD156A3ANNANC0 PowerFlex 700 AC Drive 20B
20G11NE011AA0NNNNN PowerFlex 755 AC Packaged Drive
22F-V6P0N103 PowerFlex 4M-1.1 kW (1.5 HP) AC Drive
140CFI00800 Quantum CABLEFAST, 模拟量输入块, 无保险
294E-FD2P5Z-G1 Variable Frequency Drive
HL-5030 触点:1开/1闭,5A 250VAC机械寿命:1000万次?撞压式 可调滚珠摆杆型
9301-2SE3203 RSVIEW32 带RSLINX 300点 运行版
PXIe-8510/6
D/300SC-E1
AIMB-782QG2
ATP-24A/PCI(2.0)
ARCOM PCIB40
XMC-IO32P-PCI
1492-RAIFM4-3 Connection Products
存储卡 6ES7952-1AH00-0AA0 RAM/256K
2098-DSD-075-SE Ultra 3000 Servo Drive
GA646IFCLNTCRO100 GCA iFIX iClientTS Read Only 1 PK Runtime Version
GFK-2222 PACSystems CPU Reference Manual
IC220TBK123 I/O TERMINAL STRIP, 12 POSITION SPRING STYLE, OUTPUT, QTY 10
IC647GE9C GE9:GE Fanuc Ethernet
IC647SGM001 Scheduler Series and Groups Module
IC693MDL646CA Conformal Coated Input module 24 VDC 16 point POS/NEG ogic. 1msec filtering.
IC756DVE010K-99 EO GECK (Graphical Editor Construction Kit) - Intel x87, Korean, Versi on 9.9
MSI-QUAL-UNL-43 Unltd Site Clients - Quality Mang-43
PLC-5/1771 System 1771-DS LATCHING INPUT MODULE, 10-27V DC, 8 INPUTS
Distributed I/O 1790D-N0C2 DNET LDX, 2 OUTPUT ANALOG CURRENT BSE,D-SHELL CONN
Communications 1770-XE DATA HWY 15 PIN CONNECTOR KIT, (FEMALE)
Operator Interface 2727-M7P20D1Q3 MOBILEVIEW MACHINE TERMINAL MT750
Support 9305-RSVADFCPTR SUPT REINSTATEMENT CONTRACT FOR 9305RSVADFCPT
Support 9515-RSAAMRCTS SUPT RENEWAL CONTRACT FOR 9515RSAAMRCTENE
EtherNet/IP Products 2706-P44R INVIEW MESSAGE DISPLAY. 1 OR 2 LINE
RSI Software Products 9301-2SE3400PTU5 RSVIEW32 RUNTIME 5K-32K UPGRADE IN-SUPT (PT)
RSI Software Products 9515-RSCMP075ENE RSGUARDIAN MIGRATION PROMOTION, <=75 DEVICES
Motion Control 1326AB-B430G-S2L MOTOR,SERVO,460V,6.4NM,5000RPM,SINGL,IP67
4161-2-24-N12 BCD To 7 SEG Display . 2 Digit, 24VDC. NEMA 12
HMI-BEZ-406 BEZEL 7.5" (QPGCXXX0000) STAINLESS STEEL
IC693BEM331 Genius Bus Controller
QPLCTAE0000 12.1" Color TFT, Ethernet, CF Card, 110VAC
TGT-E00A-2-0RR Target Axis Expansion Module, 3' Rack Linker Cable
20BC5P0A3NYYACA0 PowerFlex 700 AC Drive 5 A at 2.2 kW 20B
20F1ANF023JA0NNNNN PowerFlex 753 AC Packaged Drive
22B-D6P0C104 PowerFlex 40- 2.2 kW (3 HP) AC Drive
140AII33010C Quantum 模拟量输入, 8通道, 电流, 本安型,CC
284E-FVD6P0Z-25-CR-OC EtherNet Variable Frequency Drive
E2E-X2ME1 2mm,非屏蔽电感式,三线,常开200mA NPN 电源:10-30VDC圆M8
1747-L524 SLC 5/02处理器模块 4K内存 DH-485口