王永付

　　 （北京和利時自動化驅動技術有限公司
，100176）

　　摘  要 隨著石油、煤炭
、tianranqidengkuangwunengyuanderiyikujie
，yijishiyongkuangwunengyuandailaidehuanjingwuranwentiyanzhong，fadaguojiakaishizhengshounengyuanshuihetanshui，huanbaoduichangguifadiantichuxinde
、嚴格的要求
，在這種情況下，人們將目光投向了新能源。 suizhelvsenengyuandedalifazhan，fengnengzuoweiyizhongqingjiedekezaishengnengyuan
，chuliangfengfu，yuelaiyueshoudaoshijiegeguodezhongshi，yixieguojiaduifenglifadiangeiyuzhengcefuchi，yijianshui

、抵稅和價格補貼等經濟手段給予激勵，推進了風力發電的發展。風電領域中，使用PLC（可編程控製器）作zuo為wei風feng力li發fa電dian機ji組zu控kong製zhi器qi進jin行xing風feng力li發fa電dian機ji組zu控kong製zhi，由you於yu國guo外wai整zheng機ji廠chang家jia控kong製zhi係xi統tong核he心xin技ji術shu對dui外wai保bao密mi，提ti供gong維wei護hu服fu務wu費fei用yong較jiao高gao，所suo以yi風feng力li發fa電dian機ji組zu控kong製zhi係xi統tong的de國guo產chan化hua勢shi在zai必bi行xing。

　　本文主要介紹使用和利時公司LK係列PLC進行風力發電機組控製係統的改造工作，結合實際項目介紹改造過程中PLC的選型、配置
，通訊的設置等。使用LK PLC改造的風力發電機組在現場工作正常，發電量與附近風力發電機組相當
，功率曲線與風力發電機組設計要求基本吻合，滿足用戶需求。

　　關鍵詞  和利時，風力發電
，PLC，主控係統

　　Hollysys control system for MW wind turbine

　　wangyongfu

　　（Beijing Hollysys Automation & Drive Ltd.,Co，100176）

　　Abstract  With the increasing depletion of fossil energy such as oil, coal and natural gas, as well as the serious problem of environmental pollution caused by the use of fossil energy, the developed countries have started to impose energy taxes and carbon taxes, environmental protection new, stricter requirements for conventional power generation, in thiscase, people will turn their attention to new energy sources. With the vigorous development of green energy, the wind energy as a clean source of renewable energy, abundant reserves, more and more attention of the world, some countries give policy support for wind power to tax cuts, tax deductible, and price subsidies and other economic means to give incentives to promote the development of wind power. PLC (Programmable Logic Controller) in the field of wind power, wind turbine control, as the wind turbine controller control system core technology kept secret due to foreign machine manufacturers, provide maintenance service costs are higher, so the wind turbine control system localization is imperative.

　　This paper describes the use and profit when the company LK Series PLC transformation of the wind turbine control system, combined with the actual project describes the selection of the transformation process, the PLC, configuration, communication settings. LK PLC transformation of wind turbines working in the field, power generation and wind turbine near quite consistent power curve of the wind turbine design requirements, to meet the user's needs.

　　Key Words  Hollysys, Wind Power , PLC, main control system

　　1 引言

　　當今使用最多的燃料是煤、石油
、tianranqideng，beichengweihuashiranliao，zhexieranliaozaidiqiushangdeyunzangliangshiyouxiande，zuizhonghuikujie，gujieyuenengyuanyukaifaxinnengyuanshidangjingeguoyanjiudeketi。xiangduiyuchuantongnengyuan，xinnengyuanjuyouwuranshao、儲量大的特點，對於解決當今世界嚴重的環境汙染問題和資源（特別是化石能源）枯竭問題具有重要意義。其中風能是儲量巨大的新能源，風電的發展一直是新能源發展的重點。

　　我wo國guo風feng電dian技ji術shu從cong引yin進jin就jiu直zhi接jie過guo渡du到dao大da規gui模mo生sheng產chan，在zai大da規gui模mo風feng電dian場chang建jian設she中zhong，現xian有you國guo外wai風feng電dian技ji術shu與yu我wo國guo國guo情qing的de不bu適shi應ying越yue來lai越yue突tu出chu。麵mian對dui高gao成cheng本ben
、售後技術支持跟不上、產品故障率高、維護難等問題，使我國風電事業發展遇到瓶頸。

　　因(yin)此(ci)，大(da)力(li)發(fa)展(zhan)自(zi)有(you)技(ji)術(shu)
，開(kai)發(fa)質(zhi)優(you)價(jia)廉(lian)的(de)風(feng)電(dian)機(ji)及(ji)控(kong)製(zhi)產(chan)品(pin)，讓(rang)大(da)型(xing)風(feng)電(dian)設(she)備(bei)得(de)到(dao)推(tui)廣(guang)普(pu)及(ji)


，將(jiang)成(cheng)為(wei)我(wo)國(guo)廣(guang)大(da)工(gong)程(cheng)技(ji)術(shu)人(ren)員(yuan)和(he)研(yan)發(fa)生(sheng)產(chan)企(qi)業(ye)的(de)共(gong)同(tong)努(nu)力(li)的(de)目(mu)標(biao)。隻(zhi)有(you)這(zhe)樣(yang)才(cai)能(neng)讓(rang)我(wo)國(guo)的(de)風(feng)電(dian)產(chan)業(ye)大(da)力(li)發(fa)展(zhan)
，才(cai)能(neng)使(shi)風(feng)電(dian)成(cheng)為(wei)重(zhong)要(yao)的(de)新(xin)能(neng)源(yuan)，才(cai)能(neng)保(bao)證(zheng)風(feng)能(neng)技(ji)術(shu)的(de)開(kai)發(fa)領(ling)跑(pao)世(shi)界(jie)風(feng)電(dian)產(chan)業(ye)。

　　2 需要改造的風機介紹

　　該風機為變速恒頻風電機組，三葉片、迎風、水平軸向的風機
，葉輪的直徑為 70.5 米。風機的葉輪和機艙安裝在圓錐筒狀的塔架頂部，輪轂中心距地麵的高度為 64.78 米。風機采用主動偏航控製（使風機按照風向調整轉向）
，主動變槳矩控製（用來調節風機葉輪轉速）和發電機/功率電子變換係統（用來產生標準 50Hz 690V 的電能）。[1]

　　控製係統采用某品牌 PLC，配置如圖2-1所示
，包括塔底櫃和機艙櫃。

　　圖2-1 需要改造風機原始配置圖

　　youyugaixinghaofengjishiyongguochengzhongguzhanglvgao，bingqiecunzaiyuanqijiansunhuaihou
，xuyaogoumaiguowaizhengjichangshangdepeijian
，huoqingyuanchangjiarenyuanjinxingweixiu
，peijianjiageyuweihufeiyonggaoang

，yuanyinzaiyuyonghuwukongzhixitonghexinchengxu，buzhidaopeijianpeizhi

，zhinengyongzhidingdepeijian
，zijiwufaxuanzeyuweihu，gufengchangyonghuxuyaogaizaogaixinghaofengji，shiqijuyouzizhuchengxu
，bianyugongyiyanjiuyuweihu。

　　3 和利時控製係統LK PLC配置

　　和利時主控係統采用風電專用控製器作為主控製器。由CPU模塊、I/O模塊、CANopen主站模塊、電量采集模塊、通信模塊、計數模塊、電源模塊、背板和HMI等組成，以滿足風力發電機的控製要求[2]。

　　主控製櫃
，安裝於風電機組塔筒底部

，與機艙櫃通過現場總線進行通訊
；與遠程監控係統和人機界麵通過工業以太網進行通訊，對風電機組整體運行進行控製和監視；並發送指令到偏航係統、變槳係統以及變流控製係統。如圖3-1所示。

　　機艙站
，采用遠程I/O方式，設置成控製分站。用於采集電網電量信息，記錄風向
、風速、發電機轉速及溫度等數據，控製偏航
、扭攬。機艙站通過光纖介質與塔底主控站進行通訊。

　　人機界麵
，安裝於風電機組塔底和機艙，通過工業以太網與主控製器通訊；用於完成係統運行狀態控製和顯示、風電機組參數設置、故障記錄的查詢等工作。通過設置用戶訪問權限，保證風電機組操作的安全可靠。

　　SCADA係統，安裝在中控室

，便於遠程操作控製風機，包括完成係統運行狀態控製和顯示、風電機組參數設置、曆史數據的查詢和統計
、故障記錄的查詢等工作。通過設置用戶訪問權限，保證風電機組操作的安全可靠。

　　圖3-1 和利時LK PLC配置圖

　　4 和利時控製係統軟件組成

　　 風機控製係統由圖4-1所示幾部分組成：

　　圖4-1 和利時LK PLC控製係統組成

　　風機控製係統使用的通訊協議如下所列:

　　(1)與變流器通訊，采用CANopen通訊協議
；

　　(2)與變槳係統通訊，采用CANopen通訊協議
；

　　(3)塔底與機艙通訊，采用Profibus-DP通訊協議；

　　(4)與電能表通訊，采用MODBUS RTU通訊協議；

　　(5)與HMI通訊，采用MODBUS TCP通訊協議；

　　(6)與SCADA通訊
，采用OPC通訊協議；

　　5 結論

　　    風機使用和利時LK PLC改造後，根據現場維護數據分析，風機報故障次數和其他風機相比少，正常情況下發電量和周邊風機相當（考慮風機位置不同，導致風速大小不同），功率曲線如圖5-1所示
，功率曲線與風機設計標準吻合。

　　圖5-1 和利時LK PLC控製係統2012年3月與4月功率曲線

　　由於使用自產PLC及控製程序，可根據風機運行情況調整程序或參數，使風機運行達到最優，滿足用戶使用要求；同時可自由選擇風機中使用的各種設備，如風速風向儀
、風扇、加熱器、測頻模塊等，這在之前從國外整機引進中是不可能的，隻能由國外廠家指定。

　　使用LK PLC改造的風力發電機組在現場工作正常，發電量與附近風力發電機組相當，功率曲線與風力發電機組設計要求基本吻合。

　　現場風機運行數據驗證了和利時LK PLC滿足風力發電機組的控製要求。

　　參考文獻

　　[ 1 ]  變速恒頻風電機組技術規格說明.

　　[ 2 ]  和利時風電控製產品選型手冊.北京和利時自動化驅動技術有限公司,2010