活動鏈接：2012年控制網(wǎng)技術(shù)專題---控制系統(tǒng)新時代   

           
                    李海東 北京科諾偉業(yè)科技有限公司風電研發(fā)部經(jīng)理

   李海東，博士，高級工程師。一直從事可再生能源發(fā)電研究工作。主持國家 863項目1 項，參與國家科技支撐項目 4項，承擔橫向課題十余項；發(fā)表學術(shù)論文二十余篇，申請專利 8項，參編書籍2部，制定國家標準 1項。

   風機控制系統(tǒng)是國內(nèi)風電設(shè)備制造業(yè)中最關(guān)鍵卻也是最薄弱的環(huán)節(jié)，它是風機的重要組成部分，承擔著風機監(jiān)控、自動調(diào)節(jié)、實現(xiàn)最大風能捕獲以及保證良好的電網(wǎng)兼容性等重要任務，主要由監(jiān)控系統(tǒng)、主控系統(tǒng)、變槳控制系統(tǒng)以及變頻系統(tǒng)(變頻器)幾部分組成。

   風機控制系統(tǒng)的任務不僅僅是實現(xiàn)對風機的高度自動化監(jiān)控以及向電網(wǎng)供電，而且還必須通過合適的控制實現(xiàn)風能捕獲的最大化和載荷的最小化。也正是由于其本身具有的特殊性和復雜性，在過去，我國風機控制系統(tǒng)幾乎完全依賴進口。

   北京科諾偉業(yè)科技有限公司（以下簡稱科諾偉業(yè)）是國內(nèi)第一家成功自主研發(fā)出失速型風機控制系統(tǒng)的企業(yè)。在變速恒頻風機領(lǐng)域，由科諾偉業(yè)研制的1.5MW雙饋式變速恒頻風電機組控制系統(tǒng)是我國第一臺具有自主知識產(chǎn)權(quán)并實際并網(wǎng)運行的控制系統(tǒng)。并且，它也是目前國內(nèi)唯一一家能同時提供變流器、控制系統(tǒng)、變槳距系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)的供應商，產(chǎn)品線覆蓋了從失速型控制系統(tǒng)及其低電壓穿越設(shè)備、SCADA系統(tǒng)，到850kW、1.5MW、2MW、2.5MW、3MW系列控制系統(tǒng)、變流器、變槳距系統(tǒng)產(chǎn)品，具有全部產(chǎn)品的完整知識產(chǎn)權(quán)。

   在技術(shù)方面，科諾偉業(yè)自成立以來一直走在行業(yè)的最前沿，連續(xù)承擔了九五、十五、十一五期間的國家科技支撐項目，目前正在承擔國家十二五科技支撐項目“7MW級風電變流器及控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)”；近年來，共申請風電技術(shù)專利近30項，發(fā)明專利20項，填補了多項國內(nèi)大型風電機組電控系統(tǒng)技術(shù)方面的空白。

   如今，科諾偉業(yè)已經(jīng)與國電、大唐等電力巨頭所屬的子公司成立合資公司，并以這種方式在這個曾被國外廠商壟斷的領(lǐng)域擴張其市場份額。

   本期風能專題策劃，特別采訪到了科諾偉業(yè)風電研發(fā)部經(jīng)理李海東博士，為我們來講述一下科諾偉業(yè)風電事業(yè)的發(fā)展。

   《自動化博覽》：目前全球經(jīng)濟形勢依然十分嚴峻，在此情況下，整個風能市場會受到怎樣的影響？

   李海東：風能作為清潔可再生能源，是二十一世紀全球能源的重要組成部分，并將在未來的全球能源中發(fā)揮重要作用。盡管目前全球經(jīng)濟形勢不是十分樂觀，但全球風電市場依然實現(xiàn)了穩(wěn)健發(fā)展，據(jù)全球風能理事會（GWEC）2012年年初發(fā)布的全球風電市場裝機數(shù)據(jù)顯示，2011年，全球累計裝機實現(xiàn)了21%的年增長。

   國內(nèi)風電市場，受經(jīng)濟形勢和政策的響影，在過去的一年里過的并不輕松，行業(yè)進入了一個相對的暫時調(diào)整期，相信度過這個時期的風電行業(yè)將會變得更加健康、更加富有競爭力。

   《自動化博覽》：去年風電事故頻發(fā)，主要問題出在哪里？在技術(shù)上是否可以避免或減少這種事故的發(fā)生？如何避免？

   李海東：問題主要是風電機組故障和脫網(wǎng)。主要原因在于國內(nèi)許多整機廠家及零部件商沒有核心技術(shù)，之前運行的風電機組多數(shù)不具備低電壓穿越能力。

   從技術(shù)角度出發(fā)，提高風電機組的電網(wǎng)適應性、增強風電場接入能力可以大大減少風電機組脫網(wǎng)事故發(fā)生幾率。

  提高風電機組的電網(wǎng)適應性方面，使風電機組具有低電壓穿越能力，符合國網(wǎng)公司的低電壓穿越標準，即當電網(wǎng)電壓波動在一定范圍內(nèi)時，風電機組保持不脫網(wǎng)，同時會根據(jù)電網(wǎng)電壓跌落的深度發(fā)出一定的無功，對電網(wǎng)電壓進行支撐，而當電網(wǎng)電壓恢復時，使機組快速恢復發(fā)電。

   增強風電場接入能力方面，可以在風電場安裝功率預測系統(tǒng)、動態(tài)無功補償設(shè)備，或者修改涉網(wǎng)保護定值，同時若將風電場運行信息納入省網(wǎng)電調(diào)系統(tǒng)，都可以降低風電場級機組的脫網(wǎng)事故的發(fā)生，提升風電場的電網(wǎng)適應能力。

   《自動化博覽》：在您的眼中，目前中國風電市場發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)有哪些？這對自動化技術(shù)提出了哪些新的要求？

   李海東： 從技術(shù)角度出發(fā)，中國風電市場面臨的主要挑戰(zhàn)來自于整個行業(yè)缺乏具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。即在面對臺風、雷電、潮濕、鹽霧等各種惡劣工作環(huán)境及嚴格的電網(wǎng)條件，各種復雜多變的運行工況下，如何提高風電機組利用率，提高風電轉(zhuǎn)換效率及使用壽命，如何設(shè)計出更加適應我國區(qū)域氣候環(huán)境和風資源特點、電網(wǎng)特性技術(shù)的風電機組及相應配套設(shè)備。

   以下以控制系統(tǒng)和變流器為例，簡單談一談風電市場對自動化技術(shù)提出的新要求。

   控制系統(tǒng)：我國南北方不同地域的風特性有顯著差別，即使在同一地點不同季節(jié)風特性也有差異，為使風電機組在不同地域和季節(jié)均能實現(xiàn)最優(yōu)功率運行，需根據(jù)風資源變化規(guī)律調(diào)整參數(shù)及控制策略，自動跟蹤風電機組最優(yōu)運行曲線，增加發(fā)電量。又如，當陣風頻繁變化以及大風強對流天氣出現(xiàn)時，易引起風電機組變槳距系統(tǒng)頻繁動作和振蕩運行，需對風電機組大風功率進行穩(wěn)定控制。

    變流器：我國許多風電場位于電網(wǎng)末梢，電網(wǎng)電壓跌落，電網(wǎng)電壓不平衡故障的現(xiàn)象時有發(fā)生，如果風電機組頻繁脫網(wǎng)，將對電網(wǎng)安全運行構(gòu)成威脅。需要變流器具備低電壓、高電壓穿越能力，及不平衡抑制能力。

   《自動化博覽》：您認為風電領(lǐng)域自動化技術(shù)的發(fā)展方向有哪些？

   李海東：通常而言，目前在風電領(lǐng)域有較多應用的自動化產(chǎn)品，主要包括控制系統(tǒng)、 SCADA系統(tǒng)、變流器、伺服系統(tǒng)、各類傳感器等。未來隨著風電機組容量的逐漸增大，海上風電的逐步發(fā)展，對這些產(chǎn)品的技術(shù)要求將是智能化程度更高，技術(shù)性能指標更強，環(huán)境適應性、可靠性、安全性更高。

    譬如SCADA系統(tǒng)，除了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、存儲、傳輸、統(tǒng)計、分析、控制、報警等基本功能外，還需要提升綜合監(jiān)控能力，實現(xiàn)風電場內(nèi)機組電控設(shè)備的一體化監(jiān)控，具備集成在線智能故障診斷及報警、功率預測預報、有功\無功調(diào)節(jié)等能力；因此，SCADA系統(tǒng)需要有豐富完善的外部通訊接口，兼容風電場能量信息管理平臺、功率預測系統(tǒng)、風電機組以及電網(wǎng)調(diào)度平臺等外圍通信，具備高速度及高吞吐性的數(shù)據(jù)采集及處理能力，并保證數(shù)據(jù)通信的安全性、完整性、可靠性。  

   摘自《自動化博覽》2012年第九期