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西門子全面的產品組合包括用于槳葉角度調整(變槳系統)和機艙對風跟蹤(偏航系統)的所有驅動技術。變槳系統的全面驅動解決方案包括Simotics電機、編碼器、蓄電產品、Sinamics變頻器、Simotion運動控制器和可靈活使用的控制柜。對于有特殊的高性能和高可靠性要求的變槳裝置,西門子提供了包含電機、變頻器和運動控制控制柜的交鑰匙解決方案。專門開發(fā)的控制算法能進行獨立變槳,大大減少結構負荷,提高風機發(fā)電量。
傳動產品的控制也可采用更經濟的Sirius電機開關設備,例如配置緊湊型電機起動器,替代配置驅動器的標準解決方案。所有電機都已經過專業(yè)測試驗證,適用于風機內部空間有限的工作條件。彈簧式設計確保即使在高電流情況下也能保持連接安全牢固。不同的診斷提示信息通過獨立的IO鏈接(簡單的2線連接)進行傳輸,實現可靠的運行和維護服務。
適應風力發(fā)電場類型的個性化需求
西門子也為風電廠提供全套發(fā)電機系統以及適當的變流器。以Loher發(fā)電機為基礎,所有產品都適用于功率高達10MW的陸上和海上風力發(fā)電機應用。整個驅動產品組合包含有永磁同步發(fā)電機、異步發(fā)電機和雙饋異步發(fā)電機。在此技術多樣性的基礎上,西門子的發(fā)電機可以精確地適應于各種風機類型。變流器Dynavert XL的模塊化設計概念即體現了這一特征。Dynavert變流器掌控風力發(fā)電機中所有典型傳動類型,不管是雙饋型機組還是直驅型機組,都在其列,并且完全符合最新的電網要求。同時,在發(fā)貨給OEM制造商或終端用戶之前,西門子發(fā)電機都已通過國家電網電力科學研究院(SGEPRI)的低壓穿越(LVRT)測試。
西門子Sivacon 8PS母線槽系統非常適合從發(fā)電機到變流器再到電網饋電之間的連接,因為它的短路強度明顯高于電纜,火災荷載也比電纜低,即使安裝空間狹小也能實現最優(yōu)化的使用。其安裝可以在工廠完成,因此無需在風電廠場地調試,可節(jié)省大量時間。為了協助風電廠實現可靠且透明的配電,西門子提供完美配合的組件,例如可靠的Sentron防護、開關、測量和監(jiān)測設備。
西門子風力發(fā)電自動化
西門子的Simatic控制器也可應用于風力發(fā)電自動化中;其中還包括Simatic ET200系列的分布式自動化。其保護等級可達IP65/67,工作溫度范圍可低至零下40攝氏度,同時防鹽防霧型產品可供海上風機使用。其可視化系統具有相應的抗震動和抗沖擊功能,能承受鹽霧和極端溫度的工作環(huán)境。Scalance系列無線通訊系統也能在極端環(huán)境下平穩(wěn)工作,可用于連接大型廣泛分布的風力發(fā)電場網絡。
Simatic Wind Library是風機生產廠中非常有用的控制軟件。它是一套風電管理自動化運行系統,有50多個功能塊的軟件庫。風機運行需要控制的80%的功能,例如變槳和核心控制、系統功能和狀態(tài)監(jiān)測,都以標準語言代碼形式保存在此軟件庫中。也就是說,此風電庫可以根據不同風機類型獨立調整,不會增加成本。對于風電廠的管理,運營商可以利用西門子的SCADA系統——WinCC開放架構,可簡化風電場和控制中心的工程技術。
風電場高效管理
風電場的安裝設備具有分布式和自主運行的特點,建立在風資源充足的地點,通過集中式運行管理保持其高效運行。西門子靈活的Simatic WinCC Open Architecture SCADA系統可簡單地適應具體的應用環(huán)境,設計獨特,專用于具有高可用性且多區(qū)域分布的基礎設施系統,是風電場中央控制界面的理想選擇。
條件監(jiān)控實現最大化系統可用性
除了永久性的工廠監(jiān)控之外,因為系統的生命周期成本原因,維護也越來越因條件而異。通過Siplus CMS4000,西門子提供一套高性能的系統,用于記錄和評估獨立的風機或復雜的風電場的模擬和二進制信號。界面節(jié)點采集和預處理數據,高度動態(tài)變量的記錄的掃描頻率超過40 kHz。