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西门子全面的产品组合包括用于桨叶角度调整(变桨系统)和机舱对风跟踪(偏航系统)的所有驱动技术。变桨系统的全面驱动解决方案包括Simotics电机、编码器、蓄电产品、Sinamics变频器、Simotion运动控制器和可灵活使用的控制柜。对于有特殊的高性能和高可靠性要求的变桨装置,西门子提供了包含电机、变频器和运动控制控制柜的交钥匙解决方案。专门开发的控制算法能进行独立变桨,大大减少结构负荷,提高风机发电量。
传动产品的控制也可采用更经济的Sirius电机开关设备,例如配置紧凑型电机起动器,替代配置驱动器的标准解决方案。所有电机都已经过专业测试验证,适用于风机内部空间有限的工作条件。弹簧式设计确保即使在高电流情况下也能保持连接安全牢固。不同的诊断提示信息通过独立的IO链接(简单的2线连接)进行传输,实现可靠的运行和维护服务。
适应风力发电场类型的个性化需求
西门子也为风电厂提供全套发电机系统以及适当的变流器。以Loher发电机为基础,所有产品都适用于功率高达10MW的陆上和海上风力发电机应用。整个驱动产品组合包含有永磁同步发电机、异步发电机和双馈异步发电机。在此技术多样性的基础上,西门子的发电机可以精确地适应于各种风机类型。变流器Dynavert XL的模块化设计概念即体现了这一特征。Dynavert变流器掌控风力发电机中所有典型传动类型,不管是双馈型机组还是直驱型机组,都在其列,并且完全符合最新的电网要求。同时,在发货给OEM制造商或终端用户之前,西门子发电机都已通过国家电网电力科学研究院(SGEPRI)的低压穿越(LVRT)测试。
西门子Sivacon 8PS母线槽系统非常适合从发电机到变流器再到电网馈电之间的连接,因为它的短路强度明显高于电缆,火灾荷载也比电缆低,即使安装空间狭小也能实现最优化的使用。其安装可以在工厂完成,因此无需在风电厂场地调试,可节省大量时间。为了协助风电厂实现可靠且透明的配电,西门子提供完美配合的组件,例如可靠的Sentron防护、开关、测量和监测设备。
西门子风力发电自动化
西门子的Simatic控制器也可应用于风力发电自动化中;其中还包括Simatic ET200系列的分布式自动化。其保护等级可达IP65/67,工作温度范围可低至零下40摄氏度,同时防盐防雾型产品可供海上风机使用。其可视化系统具有相应的抗震动和抗冲击功能,能承受盐雾和极端温度的工作环境。Scalance系列无线通讯系统也能在极端环境下平稳工作,可用于连接大型广泛分布的风力发电场网络。
Simatic Wind Library是风机生产厂中非常有用的控制软件。它是一套风电管理自动化运行系统,有50多个功能块的软件库。风机运行需要控制的80%的功能,例如变桨和核心控制、系统功能和状态监测,都以标准语言代码形式保存在此软件库中。也就是说,此风电库可以根据不同风机类型独立调整,不会增加成本。对于风电厂的管理,运营商可以利用西门子的SCADA系统——WinCC开放架构,可简化风电场和控制中心的工程技术。
风电场高效管理
风电场的安装设备具有分布式和自主运行的特点,建立在风资源充足的地点,通过集中式运行管理保持其高效运行。西门子灵活的Simatic WinCC Open Architecture SCADA系统可简单地适应具体的应用环境,设计独特,专用于具有高可用性且多区域分布的基础设施系统,是风电场中央控制界面的理想选择。
条件监控实现最大化系统可用性
除了永久性的工厂监控之外,因为系统的生命周期成本原因,维护也越来越因条件而异。通过Siplus CMS4000,西门子提供一套高性能的系统,用于记录和评估独立的风机或复杂的风电场的模拟和二进制信号。界面节点采集和预处理数据,高度动态变量的记录的扫描频率超过40 kHz。