UPS在潮間帶海上風(fēng)機的創(chuàng)新應(yīng)用
傳統(tǒng)的風(fēng)機一般安裝在空曠地區(qū),我國北方地區(qū)由于廣闊的地理結(jié)構(gòu),導(dǎo)致目前大多數(shù)風(fēng)力發(fā)電都集中在內(nèi)蒙古、青海、新疆、河北張家口等地區(qū),由此帶來的是高原機型的產(chǎn)生。為了進(jìn)一步利用更多的地理環(huán)境,眾多的風(fēng)機生產(chǎn)廠家紛紛推出了低風(fēng)速機型來拓展市場。而海上風(fēng)機的發(fā)展則是大家所關(guān)注的下一點。我國第一臺海上風(fēng)機組成功安裝已經(jīng)有5年時間,但是在推廣速度上卻遇到各種各樣的問題,比如風(fēng)機的運輸,風(fēng)機的遠(yuǎn)程監(jiān)控以及如何維護則一直都是各大廠家一直探索的課題。
為了提高風(fēng)機的可靠性,無論是主控柜、變流柜、還是變槳柜,各大廠家都安裝了直流UPS為24V DC的控制器后備供電。一旦電網(wǎng)發(fā)生故障,那么直流UPS會切換到電池模式持續(xù)給控制器供電。而風(fēng)場工作人員則通過UPS的干結(jié)點(4~20mA )報警得知UPS的使用狀態(tài),以及是否有報警產(chǎn)生。一旦有報警產(chǎn)生,現(xiàn)場人員必須盡快趕到指定風(fēng)機位置,查明故障現(xiàn)象,并適時排除故障,甚至更換電池來保證風(fēng)機正常工作。
菲尼克斯Phoenix 在海上應(yīng)用中,由于我國海上風(fēng)電的優(yōu)勢資源與歐洲不同,盡管潮間帶的資源局限于長江口以北各省,包括江蘇,上海和山東沿海地區(qū),但平均風(fēng)速在6~7米每秒,再加上這些地區(qū)靠近電力負(fù)荷中心,與中深海相比較而言,在潮間帶建設(shè)風(fēng)電場的成本和難度較低。盡管潮間帶距離陸地較近,但是維護成本還是遠(yuǎn)高于陸地風(fēng)場。(如圖一所示)
圖一 :潮間帶風(fēng)機
那么在潮間帶海上風(fēng)機,我們現(xiàn)有的UPS是否需要改進(jìn)以適應(yīng)更高可靠性的要求呢?答案是肯定的。
首先,我們發(fā)現(xiàn), UPS的設(shè)置必須要在現(xiàn)場通過UPS面板的旋鈕進(jìn)行設(shè)置才能改變UPS的功能,而海上風(fēng)機一般都需要坐船到風(fēng)機附近,一旦需要大面積調(diào)整,則花費的人力物力則相當(dāng)巨大。
其次,現(xiàn)有的UPS報警都是集中在干結(jié)點報警,而UPS何時進(jìn)行報警,電池的壽命還有多長時間,是否需要立刻前往現(xiàn)場進(jìn)行更換電池,還是說可以定期在壽命到達(dá)前統(tǒng)一安排維修計劃,這些我們都無從而知。
總所周知,菲尼克斯電氣在國內(nèi)外風(fēng)電領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用,我們的UPS有的已經(jīng)安全運行長達(dá)10年以上,但同時我們也很關(guān)注海上應(yīng)用的新問題和新需求。為此,在2011年我們推出了全新系列的智能型不間斷電源 QUINT UPS-IQ(如圖二所示),該UPS圍繞電池的監(jiān)控提出了3大管理技術(shù)。
圖二 :QUINT UPS-IQ
第一、SOC(State of Charge)
UPS將實時顯示UPS的實時充電情況,如充電電量達(dá)到100%;可緩沖時間為2小時。這樣您可以及時了解現(xiàn)場的最新工況是否能夠滿足正常工作。
第二、SOH(State of Health)
UPS將告知您的電池具體壽命時間,精確到年月,如1年3個月,這樣現(xiàn)場維護人員可以統(tǒng)一設(shè)置壽命報警點,比如設(shè)置壽命還有3個月報警,那么現(xiàn)場人員可以根據(jù)風(fēng)場報警的電池數(shù)量,在相對數(shù)量集中的情況下安排維護計劃,不僅降低了維修的緊迫性,同時也提高了維修效率。
第三、SOF(State of Function)
UPS能及時反饋電池的實際性能表現(xiàn),尤其是當(dāng)電池在現(xiàn)場使用了1年以上,由于環(huán)境溫度,充放電次數(shù)的影響,對電池的性能會產(chǎn)生一定程度的影響,因為一旦顯示的電池性能低于原始設(shè)計的最低要求,那么在遇到市電故障時控制器將無法及時采集數(shù)據(jù),盡早更換電池,從而避免造成重大影響。
關(guān)于報警方式,傳統(tǒng)的干結(jié)點報警無法實現(xiàn)對以上3種參數(shù)的準(zhǔn)確傳遞,那么坐在中控室的值班人員如何能夠讀取到相關(guān)信息呢?
我們提供4種主要的通訊方式來實現(xiàn)信息的傳遞。
第一種:USB通訊。這種方法最好的好處在于可以通過UPS面板轉(zhuǎn)接口直接連接工控機或者電腦,通過免費的UPS-CONF監(jiān)控軟件可以輕松快速的讀取并設(shè)置UPS功能參數(shù),如后備時間,最大充電電壓,最大充電電流等。適合于對現(xiàn)場維護要求比較高且需要經(jīng)常優(yōu)化參數(shù)配置的客戶。(如圖三所示)
圖三: USB 通訊的報警方式
第二種:Modbus協(xié)議通訊。該方式通過開放UPS狀態(tài)以及報警的地址,讓客戶可以集成到主控軟件當(dāng)中,這樣可以快捷的采集到所需要的報警信號。
第三種:以太網(wǎng)通訊(如圖四所示)。通過轉(zhuǎn)接模塊用以太網(wǎng)的方式組成環(huán)網(wǎng),相比較Modbus而言,傳遞數(shù)據(jù)的速度和容量更大,也更加符合高級控制系統(tǒng)的要求。
圖四: 以太網(wǎng)通訊的報警方式
第四種,PLC直接通訊。目前該方案使用與菲尼克斯電氣提供的PLC系列產(chǎn)品,通過模塊化結(jié)構(gòu)將UPS與PLC配合使用,相得益彰。
綜上所述,滿足各種通訊要求的UPS模塊今后將在潮間帶的風(fēng)機應(yīng)用中得到越來越多的關(guān)注。同時,提供鉛酸電池,鋰離子電池,超級電容等滿足-40~+60度惡劣應(yīng)用環(huán)境多達(dá)700種UPS方案,為您的系統(tǒng)提高靈活性和可靠性。