行業(yè)背景

風(fēng)能是一種可再生的綠色能源，有著清潔、無污染、取之不盡、用之不竭的特點(diǎn)。目前，為了低碳環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展，世界各國相繼將發(fā)展再生能源列為重要目標(biāo)。在此情形下，風(fēng)力發(fā)電也就成為各國首選的能源發(fā)展重點(diǎn)。

風(fēng)力發(fā)電具有間歇性和隨機(jī)性的特點(diǎn)，規(guī)模并網(wǎng)會(huì)對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行造成沖擊。儲能則能平抑風(fēng)電波動(dòng)、提高電能質(zhì)量，從而減少棄風(fēng)。當(dāng)前我國風(fēng)電裝機(jī)增量規(guī)模龐大，但是消納問題依然是整個(gè)產(chǎn)業(yè)的痛點(diǎn)，因此對于整個(gè)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)來說，儲能之于風(fēng)電意義重大。目前，已有不少省份出臺了新能源配置儲能相關(guān)政策要求，在前不久國際能源網(wǎng)/風(fēng)電頭條整理發(fā)布的建設(shè)方案中，就有9省市明確要求風(fēng)光配套儲能。

風(fēng)電儲能系統(tǒng)是一個(gè)可完成存儲電能和供電的系統(tǒng)，可以使太陽能、風(fēng)能發(fā)電平滑輸出，減少其隨機(jī)性、間歇性、波動(dòng)性給電網(wǎng)和用戶帶來的沖擊；通過谷價(jià)時(shí)段充電，峰價(jià)時(shí)段放電可以減少用戶的電費(fèi)支出；在大電網(wǎng)斷電時(shí)，能夠孤島運(yùn)行，確保對用戶不間斷供電，微電網(wǎng)運(yùn)行。采用EMS能源管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對儲能電站BMS和PCS的集中監(jiān)控，統(tǒng)一操作、維護(hù)、檢修和管理，實(shí)現(xiàn)故障的快速切除、在負(fù)荷高峰時(shí)緩解電網(wǎng)壓力、降低電網(wǎng)運(yùn)行成本、提高經(jīng)濟(jì)效益。

風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)

在全球溫室效應(yīng)愈加嚴(yán)重的國際大背景下，風(fēng)力發(fā)電無疑是“0污染”發(fā)電的最佳途徑之一。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)一般由發(fā)電機(jī)，風(fēng)輪，變速機(jī)以及控制系統(tǒng)組成。

風(fēng)電機(jī)組葉片主要負(fù)責(zé)從周圍環(huán)境中吸收風(fēng)能，當(dāng)風(fēng)力達(dá)到一定程度時(shí)，由三片旋轉(zhuǎn)葉片組成的風(fēng)輪便會(huì)開始旋轉(zhuǎn)。通過自身的旋轉(zhuǎn)，風(fēng)能帶動(dòng)葉片后的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化成為機(jī)械能，接下來再通過發(fā)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為電能，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電。

風(fēng)電機(jī)組變槳系統(tǒng)負(fù)責(zé)在風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行過程中對葉片進(jìn)行控制，從而使得機(jī)組在所有風(fēng)速階段的情況下，葉片都能保持在能最大吸收風(fēng)能的狀態(tài)。

風(fēng)電儲能系統(tǒng)難題與解決方案

由于風(fēng)電場多處于野外山地，自然環(huán)境惡劣，站點(diǎn)分散，且每兩個(gè)相鄰的風(fēng)電機(jī)之間的間隔距離需要大于500米，否則會(huì)出現(xiàn)相互干擾的情況。風(fēng)電儲能系統(tǒng)必須思考如何解決以下難題。

01

如何實(shí)現(xiàn)塔基主控系統(tǒng)和機(jī)艙可再生能源控制系統(tǒng)的通信協(xié)議轉(zhuǎn)換？

變槳時(shí)，需要根據(jù)風(fēng)速以及風(fēng)向來調(diào)整扇葉的角度，以達(dá)到發(fā)電的最佳狀態(tài)。大型MW級以上風(fēng)電機(jī)組通常采用液壓變槳系統(tǒng)或電動(dòng)變槳系統(tǒng)。變槳系統(tǒng)由前端控制器對3個(gè)風(fēng)機(jī)葉片的槳距驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行控制，其是主控制器的執(zhí)行單元，采用CANopen與主控制器進(jìn)行通訊，以調(diào)節(jié)3個(gè)葉片的槳距工作在最佳狀態(tài)。變槳系統(tǒng)有后備電源系統(tǒng)和安全鏈保護(hù)，保證在危急工況下緊急停機(jī)。虹科協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)支持各類現(xiàn)場總線與工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議之間的相互轉(zhuǎn)換，時(shí)間延遲低，能夠有效解決多個(gè)設(shè)備之間通訊不兼容的難題。

02

如何確保多個(gè)風(fēng)力發(fā)電塔之間，以及風(fēng)電塔與測風(fēng)塔之間的遠(yuǎn)距離、穩(wěn)定通信？

多個(gè)風(fēng)電塔之間遠(yuǎn)距離進(jìn)行通信時(shí)，可能會(huì)受到內(nèi)部發(fā)電機(jī)組對其產(chǎn)生的電磁干擾，而導(dǎo)致通信不穩(wěn)定，影響信號傳輸質(zhì)量。虹科CAN轉(zhuǎn)光纖中繼器，可以在CAN網(wǎng)絡(luò)的任何一點(diǎn)用光纖線路代替一段CAN網(wǎng)絡(luò)，通過將傳輸?shù)?CAN 信號轉(zhuǎn)換為光信號，來實(shí)現(xiàn)信號的長距離傳輸，并減少抗電磁干擾對信號的影響，確保了塔間信號通訊的穩(wěn)定性。

03

BMS系統(tǒng)中經(jīng)常存在多個(gè)電池柜，如何實(shí)現(xiàn)電池狀態(tài)信息的跨電池柜遠(yuǎn)距離穩(wěn)定傳輸？

BMS將電池狀態(tài)量及異常信息發(fā)送給變流器，儲能變流器PCS接到BMS警告信息后應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作。CAN總線上任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的最大傳輸距離與其波特率相關(guān)，隨著儲能系統(tǒng)中各儲能電池組的增加，CAN總線通訊會(huì)隨著傳輸距離和傳輸時(shí)間的增加，出現(xiàn)信號衰減，或者隨著波特率的增加縮短傳輸距離。虹科HK-PCAN-Repeater DR 中繼器能夠在兩個(gè)具有高達(dá) 5 kV 電流隔離的高速 CAN 總線之間建立連接，有效延長分支通訊距離。

BMS下通常掛載多個(gè)電池柜，為保證CAN網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，虹科HK-PCAN-Router DR 路由器可以將整個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)分為獨(dú)立的不同網(wǎng)段，用于跨電池柜之間的遠(yuǎn)距離傳輸，從而拓展CAN總線長度。憑借HK-PCAN-Repeater DR 中繼器與HK-PCAN-Router DR 路由器對CAN網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)行分支、電氣隔離、消息轉(zhuǎn)發(fā)，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接數(shù)量增加以及CAN網(wǎng)絡(luò)傳輸距離擴(kuò)展，提高儲能系統(tǒng)CAN數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量，保障儲能系統(tǒng)高效可靠的運(yùn)行。

04

如何進(jìn)行電池組的實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制，實(shí)現(xiàn)對電池的保護(hù)？

如上圖，PCAN被用來收集每個(gè)電池的數(shù)據(jù)，包括溫度、電壓和其他參數(shù)，BMS處理這些信息以實(shí)時(shí)監(jiān)測電池單元的狀態(tài)。BMS利用CAN通信持續(xù)監(jiān)測電池組的溫度、電壓和電流，并且在上位機(jī)PE6上解析，檢測是否有任何異常情況，比如過熱、過度充電或過度放電等。除了上位機(jī)監(jiān)控軟件，我們還提供便攜的手持式診斷儀，工程師和開發(fā)人員可以輕易地用它設(shè)備中的總線網(wǎng)絡(luò)，快速完成簡單的總線診斷任務(wù)，包括測量終端電阻、總線負(fù)載以及CAN連接器上的電平等。

05

風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)與公共電網(wǎng)之間并網(wǎng)時(shí)容易發(fā)生事故，如何提升系統(tǒng)安全性？

如上圖，虹科NA003電網(wǎng)保護(hù)器被安裝在新能源發(fā)電系統(tǒng)與公共電網(wǎng)之間，可用于諸如光伏、電池儲能、風(fēng)力發(fā)電、水電、生物質(zhì)等新能源發(fā)電系統(tǒng)中。當(dāng)公共電網(wǎng)出現(xiàn)電路故障，如電壓過高，虹科NA003能夠在極短的時(shí)間內(nèi)快速切斷發(fā)電系統(tǒng)與公共電網(wǎng)之間的并網(wǎng)連接，從而避免發(fā)電系統(tǒng)造成損壞；也可以避免發(fā)電系統(tǒng)持續(xù)向電網(wǎng)供電，造成電網(wǎng)維修人員存在觸電風(fēng)險(xiǎn)。

虹科智能自動(dòng)化

虹科是一家在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，特別是工業(yè)總線通訊行業(yè)經(jīng)驗(yàn)超過15年的高科技公司。虹科智能自動(dòng)化事業(yè)部與歐洲和美國的世界知名工業(yè)自動(dòng)化、能源管理與樓宇自動(dòng)化專家展開深度合作，提供各類通信協(xié)議的軟硬件解決方案，通信技術(shù)類型涉及工業(yè)自動(dòng)化通訊協(xié)議【CAN、CANopen、EtherCAT、PROFINET、EtherNet/IP、IO-Link、OPC UA、MQTT、TSN】等，能源管理與樓宇自動(dòng)化通訊協(xié)議【ASCII、BACnet、KNX、Modbus】等，解決方案包含：代碼、芯片/模塊、板卡、網(wǎng)關(guān)、IO、工控機(jī)、繼電器、測試方案、培訓(xùn)和開發(fā)服務(wù)等。因此，虹科是國內(nèi)為數(shù)極少的在OT領(lǐng)域深耕多年并技術(shù)經(jīng)驗(yàn)全面的供應(yīng)商。

虹科智能自動(dòng)化事業(yè)部以客戶需求為導(dǎo)向，以技術(shù)能力為基礎(chǔ)，為國內(nèi)企業(yè)提供最適合的產(chǎn)品和最滿意的服務(wù)。作為鏈條最全、方案最豐富、且兼?zhèn)浼夹g(shù)服務(wù)落地的通信技術(shù)資源整合商，虹科服務(wù)的客戶已經(jīng)超過1000家，虹科工程師們一直在萬物互聯(lián)的潮流中扮演著如高速公路般的連接作用，這是我們的使命也是我們的自豪。