【2018CWP展会特别专题】 别低估智能控制技术的力量

发布时间:2018-10-23

2018年北京国际风能展圆满落幕,百家争鸣百花齐放的年度盛会为行业内留下了又一笔浓墨。我们看到,2018年前三季度,中国风电新增装机12.19GW,同比2017年前三季度9.7GW的新增装机增长25.67%,整个行业开始新一轮一路高歌地前进。与此同时,我们发现,区别于往年的展会,这次大家更关注能够落地实施的的风机增效方案、智能化改造方案。大数据、智能化,不再是说说而已。

海风&分散式控制技术助力两盘大棋

海上风电和分散式风电正在成为风电和行业未来新的增长点。分散式风电发展逐步升温,今年主管部门出台了多项支持分散式风电开发的政策,地方政府也陆续出台了分散式风电的发展规划,包括突破技术、工程、管理和有关政策等方面的瓶颈;海上风电目前在建规模达到600万千瓦,到2020年可以完成500万千瓦装机、开工建设1000万千瓦的“十三五”规划目标。

为了更好适应市场需求,瑞能电气已在多年前未雨绸缪。目前针对海上风电研发的大兆瓦可扩展式控制产品已全线上线,产品依据海上风电特性进行定制化设计。比如变流器,充分利用低压三电平技术,电路结构简单,转换效率更高,输出电压谐波含量低,控制更便捷。整机IP54全封闭水冷设计,C4级高性能防腐和2B级耐霉菌设计,1.35倍额定电压至零电压下不脱网运行;还有先进的电网适应性,自适应有源滤波,不平衡度8%仍可长时间运行。

 

REverter系列海上型变流器

而对于分散式风电,瑞能电气作为中国首个分散式风电——陕西狼尔沟风电场的控制方案提供商,拥有深厚技术积淀和较多应用经验。我们认为,分散式风电因一般属于弱电网,开发必须考虑当地电网条件。应对这种情况,需要控制厂商对阻抗适配技术、功率适配技术、故障穿越适配技术有深入的、成功的研究。瑞能电气变流器采用多自由度控制系统阻抗参数优化设计,通过静态、动态功率适配,为电网输送优质电力。同时,在高低穿方面,瑞能电气的工程师们通过研究认为,分散式风电的低穿(高穿)控制策略需重新设计,不宜复用集中式方案,灭磁优先、平滑控制、多保有功,兼顾无功,变功率控制为电压控制等都是瑞能电气为分散式控制提供的方案。优化线路重合闸时间则成为防孤岛,提升机组故障穿越适配性的新思路。当然,确保整个控制过程可靠性是我们一直以来的工作标准,自主研发的大功率电网模拟器可实现弱电网、故障穿越、电网适应性、调频调压等技术验证,该模拟器已在瑞能电气CNAS认证实验室运转使用。

 

狼尔沟风电场

 控制更智能 效益更高

小编有幸聆听了部分展会论坛,对其中荷兰应用科学研究院皮特先生的一句话深有同感:风场就像是一个交响乐团,需要有一个总指挥,这就是风场控制,只有经过很好的指挥,风场整体的优势才能充分的发挥。只有强有力的总体控制才能够实现风机最大发电量。

作为中国最早进行风电控制技术自主研究的厂商之一,瑞能电气对控制系统的“前世今生”进行了挖掘。比如,核心部件之一的可编程控制器也经历了一个同步发展的过程,早期工业可编程控制的出现是为了替代复杂的电气线路,使设备控制变得灵活;到了第二阶段,重点是计算能力的提升,功能的完善,模块化,系列化,满足现代工业的需求,这是随着硬件芯片的发展实现的;第三阶段重点发展的设备间的通讯,现场总线得到了极大的发展,这个时候运算能力和硬件已经不是瓶颈;第四阶段是可编程控制与工控机的融合;到了第五阶段就是现在大家都知道的智慧,物联网的阶段。

而风电的控制可以说,与整个工业控制的发展阶段是相同的,甚至是促进了工业控制发展的。从单纯的硬件回路控制到到控制程序控制,从控制如何可靠在网到争取获得更大风能利用效率、可靠性更强再到发展诊断与预测技术实现无人值守,风电控制技术大跨步进行着智能化的进程。

瑞能电气智能控制技术团队认为,未来的风电控制是更多的检测信号的输入、更优化的资源利用、更智能的个体控制,形成一个生态系统。虽然我们的变频器和变桨系统已经具备一定程度的智能化,但未来将会有越来越多的设备具有独立思考的能力。这也是我们一直以来致力研究的方向。目前,瑞能电气基于边缘计算技术和智能控制产品,可以实现高质量、高精度的数据采集,故障预警,客户可在PCAPP端实现无死角实时监控和远程决策。利用神经网络和多种算法,可实现结合实时气象信息的发电功率预测,预测准确率达90%,同时不仅可实现对电控系统故障预测,还可实现对电机、齿轮等其他设备的故障预测和气象预警。故障筛查从小时级降低到秒级,故障筛查有效率提升50%,用时间少90%,从此前一个人一天分析1个风场提高至一个人一天可分析20个风场。

瑞能电气Rintell™智慧服务平台

 高性价比 探求微网更多可能

过去10年,通过技术创新我国风电发电效率提高了20%~30%,发电量提升了2%~5%,运维成本下降了5%~10%。在技术创新、规模效应的双重促进下,我国风电设备价格降低了近65%,风电场开发造价降低了近40%,发电性能和可靠性得到了进一步提高,伴随531新政,我们可以预见,风电补贴也将逐步退出。我们急需打造高性价比的产品适应市场竞争,同时积极探索新的市场机遇。

通过分析电力增长变化,我们发现,工业对电力需求的增加变缓,未来电力需求增量中,三分之二的用电需求来自于消费领域,能源的需求和使用越来越碎片化了。这种变化,加大了分布式能源的需求,微电网的作用变得重要起来。作为大电网的重要支撑,微电网在提供可靠性、安全性以及解决偏远地区和海岛供电问题等方面扮演着越来越重要的角色,同时微电网符合电改方向,可为新能源拓展巨大的消纳空间和发展空间,在可以预见的将来,随着分布式可再生能源,储能微电网技术的进步,成本的降低,新型负荷的出现,结合售电侧改革,微电网将会有越来越多的电力市场份额。

瑞能电气工业园区智能微网方案是通过国家“863”项目验证的成熟方案,可提供风----热等多种能源组合的微网方案。独创微网上层REos系统、双控制环网控制系统,通过基于神经网络的微电网能量调度系统和基于半实物仿真的微电网开发平台,合理地给出最优储能容量配置方案,并进一步提升与大电网友好性,实现清洁能源能效利用最大化,能量波动最小化的目标。提供包括中央控制柜、能量管理系统、储能逆变器等核心产品。目前微网方案已在多个国家、城市成功应用。瑞能电气致力于可再生能源控制技术研究,我们相信,凭借更先进、更智能的控制技术,我们将为客户提供更多价值。

瑞能电气工业园区微网解决方案

 

深耕十载,纵两鬓微霜,步履犹坚。风电情,与君同。

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2018CWP,我们的身影

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