汇川技术:风电行业解决方案
风电,将风能转化为电能,正是新能源应用的一个重要领域。经过近百年的发展,现代风力发电机系统,从塔筒高度,叶轮直径,输出功率,控制复杂度都在不断创造新的记录,仅国内最新型风力发电机的输出功率可达 10MW,塔筒高度可达 115 米,叶轮直径可达 185 米。
风机的功率和尺寸不断增大,应用场景不断扩展,对于风机在风速变化下的适应性,以及极端条件下风机的安全性,提出了更高的要求。而这正是风机变桨控制的拿手好戏。变桨控制,即采用机械液压或者电动伺服的方式,控制风机桨叶的旋转,来调节桨叶的节距角,改变气流对桨叶的攻角,进而控制风机桨叶捕获的气动转矩和气动功率。电动变桨因为运行维护方便,成本低,控制响应高,在风电中采用的越来越多。电动变桨采用电动伺服控制器驱动变桨电机,变桨电机驱动小齿轮,小齿轮再驱动桨叶的变桨轴承,从而实现叶片的转动。
变桨系统的国产化之路
风电进入全面平价时代,无论是陆上风电还是海上风电,降低度电成本成为风电企业可持续发展的必由之路。风电机组单机容量的大型化,是目前降低海上风电成本最有效的途径之一,关键电控系统器件等核心技术上的创新和突破,将成为下一个风电时代抢占的制高点。
在全球前十大风电运营商当中,中国企业占据了 6 家。2020 年 5 月,搭载汇川技术第一台变桨产品的金风科技风电机组并网发电,安全无故障运行 1 年,汇川技术已携手多家国内多家 Top10 主机厂展开了合作。这些都标志着我国风电变桨系统及核心部件实现了自主可控的成熟应用。
汇川技术发布了新产品 PD802-60A 大功率变桨驱动器,PD800/802 是驱动一体化设计的风电变桨驱动器。驱动器搭载基于 CODESYS 软件开发的中型 PLC,基于 CODESYS Runtime 的开放式软件架构,使 PD802 驱动器能够兼容不同的主控系统,支持 SD 卡下载操作系统和应用层程序,极大地方便了生产和维护的同时也保护了最终用户的知识产权。
10MW 级大型海上风电机组变桨驱动器技术的突破,弥补了国产品牌在海上风电变桨领域的空白,突破了行业关键核心部件“卡脖子”的问题,在风电机组核心部件国产化、自主化创新的进程中,具有里程碑意义。
CODESYS 助力汇川开发安全自主的控制系统
汇川技术基于 CODESYS 强大的平台实力,以及成熟的系统方案解决能力,配套汇川技术自主研发生产的机器人、视 觉、PLC、HMI、伺服、电机等产品,打造了一条年产能 30000 台变桨驱动器装配自动化产线,提高产品安全性、可靠性,并满足客户快速交付的需求。
基于 CODESYS 完全开放的软件特点,汇川技术的变桨控制系统通过控制桨叶转动,改变桨距角,来控制风轮转速,进而控制风机的输出功率,满足客户的二次开发需求,提升变桨系统的差异化优势。同时配合主控系统,使机舱轴线能够快速平稳地对准风向,以获得最大的风能。并且 CODESYS 可以实现用户的控制器内置丰富接口和功能,满足不同客户应用需求;集成易用且丰富的可视化软件,可轻松实现在线仿真和监控,便于调试和运维。