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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。
Support 1789-SL52R SUPT REINSTATEMENT CONTRACT FOR 1789SL52
DeviceNet Products 1734-VHSC24 24 VDC VERY HIGH SPEED COUNTER WITH SOURCE OUTPUTS
RSI Software Products 9301-2SE3500U5 UPGRADE: IN-SUPT: RSVIEW32 RUNTIME 5000 TO 100K
RSI Software Products 9358-PBANT03ENE RSBATCH NT FOR PROCESSLOGIX ARCHIVER 03 UNITS
RSI Software Products 9359-PORTP50ENE RSPRODUCTION PORTAL 50 PAGE EXPANSION
Motion Control 0041-5075 VITON SHAFT SEAL KIT FOR USE BELOW FOOD LINES,
Silver Series 1747-MNET MODULE,INTERFACE FOR PRGRMMABLE CONTROLLER
BC646MPP101 Logic Developer - PLC Professional w/1 Yr of SAFE w/Programming Cable
IC300OCS079 Temperature Controller I/O Board. 4 temperature inputs (RTD/Thermocouple) selectable ch-by-ch, 2 channels Analog Outputs, current (4-20mA), 2 Relay Outputs (250vac, 30vdc, 5.0A), 2 DC Outputs (5/12/24vdc, 0.5A neg logic with ESCP) & CsCAN
IC752WFC592 DISPLAYSTATION DS2050 15" 850 MHz/256 MB RAM W2000
MTR-3T24-H-R-B-M-S MTR series metric servo motor with resolver and brake and shaft seal
ZA66L-6001-0026#L10R03 A22/3000HVi & A12/4000HVis & A22/4000HVis, Fiber Optic Cable (Sheathed) 10M
20DB015A0EYNANAEE PowerFlex 700S AC Drive 20D
20G1AJF370JN0NNNNN PowerFlex 755 AC Packaged Drive
25B-B024N104 PowerFlex 525 5.5kW (7.5Hp) AC Drive
2711PC-T10C4D8 PanelView Plus Terminal
6SE6430-2UD42-5GB0 250KW
SC-E4*5-C 380VAC/80A 40KW
AKD-P01207-NBEC-0000
AIMB-240L-00A1E
BICOM B232-A
肯懋 HE-860
PEAK765VL2
HPU3200ADC
SRCP-BUSR2A
1492-SPM1D050-N MCB Supplementary Protector 5 A
通用型变频器 6SE6 440-2UD13-7AA1 0.37KW,73 x 173 x 149
20AC072A3AYNAEC0 PowerFlex 70 AC Drive 72 A at 37 kW 20A
GC646MDA700 Proficy GlobalCare Complete for View Development /Runtime 700 I/O
HE693BEM310 SDS Bus Interface Module
IC600PM544RR Redundant Processor Unit Auxiliary Power Supply, 24Vdc
IC647HSTESEO250KM eSignature Option for Historian - Enterprise Server 250000 Points (M4 Key)
IC655MDL551RR 12-24Vdc Output, Negative Logic (16 points)
IC694MDL340CA Conformal Coated 120/240 Output module, 0.5A,16 points
IC756SDV010K-99 DV Draw Development on Solaris Op Sys, Korean, Version 9.9
MicroLogix 1500/1769 System 1769-OW8 8 POINT VAC/VDC RELAY OUTPUT MODULE
PLC-5/1771 System 1771-CX1 PLC-5 FAMILY LOCAL I/O BUS TERMINATOR CABLE
Distributed I/O 1797-ACNR15 REDUNDANT MEDIA CONTROLNET EX ADAPTER
Communications D1785-6.5.4 BACKUP COMMUNICATION MODULE(CAT.1785-BCM)MANUAL
Support 9313-PLC2S SUPT RENEWAL CONTRACT FOR 9313PLC2
Support 9358-CTDMENR SUPT REINSTATEMENT CONTRACT FOR 9358CTDMEN
Support F1771-QDCSERC FIRMWARE UPGRADE FOR 1771-QDC I/O MODULE
RSI Software Products 9324-RLD2U3DEE RSLOGIX 5000 MINI TO STD UP, DEU
RSI Software Products 9304-WRM300D WINTELLIGENT RECIPE
RSI Software Products 9358-PLTM2400U2R UPGRADE: OUT-SUPT: PLANTMETRICS 10 TO 50 WORKCELL
Motion Control 8720SM-045S5NAS1 45 KW/93 AMP, 750 VDC, AC MOTOR WITH SRS60 ENC
9650-128 Mini Protocol Converter . 128K Memory
IC200TBM005 I/O AUXILIARY SPRING CLAMP STYLE
IC698ACC701 Lithium Battery pack
MTR-1337-N-D-E-0 MTR series NEMA 34 stepping motor with series winding connection
ZA06B-0075-B403 SVMR BiS 8/3K 128K-A ST BK
20BD180A3ANNANC1 PowerFlex 700 AC Drive 20B
20G11RC2P1AA0NNNNN PowerFlex 755 AC Packaged Drive
25-EMC1-FB PowerFlex 520 Frame B EMC Plate
140XTS00209 Quantum CABLEFAST电缆, 带 QUANTUM I/O 端子, 2.7M
294E-FD4P2P-G2-3-SB Variable Frequency Drive
D4NA-4122 触点:1开/1闭,10A 250VAC机械寿命:1000万次 滚珠摆杆型(金属摆杆、树脂滚珠)
NSC100B3025 NSC100B 25A 3P
SCXI-1127
VS08/PCI