活动链接：2012年控制网技术专题---控制系统新时代   

           
                    李海东 北京科诺伟业科技有限公司风电研发部经理

   李海东，博士，高级工程师。一直从事可再生能源发电研究工作。主持国家 863项目1 项，参与国家科技支撑项目 4项，承担横向课题十余项；发表学术论文二十余篇，申请专利 8项，参编书籍2部，制定国家标准 1项。

   风机控制系统是国内风电设备制造业中最关键却也是最薄弱的环节，它是风机的重要组成部分，承担着风机监控、自动调节、实现最大风能捕获以及保证良好的电网兼容性等重要任务，主要由监控系统、主控系统、变桨控制系统以及变频系统(变频器)几部分组成。

   风机控制系统的任务不仅仅是实现对风机的高度自动化监控以及向电网供电，而且还必须通过合适的控制实现风能捕获的最大化和载荷的最小化。也正是由于其本身具有的特殊性和复杂性，在过去，我国风机控制系统几乎完全依赖进口。

   北京科诺伟业科技有限公司（以下简称科诺伟业）是国内第一家成功自主研发出失速型风机控制系统的企业。在变速恒频风机领域，由科诺伟业研制的1.5MW双馈式变速恒频风电机组控制系统是我国第一台具有自主知识产权并实际并网运行的控制系统。并且，它也是目前国内唯一一家能同时提供变流器、控制系统、变桨距系统、SCADA系统的供应商，产品线覆盖了从失速型控制系统及其低电压穿越设备、SCADA系统，到850kW、1.5MW、2MW、2.5MW、3MW系列控制系统、变流器、变桨距系统产品，具有全部产品的完整知识产权。

   在技术方面，科诺伟业自成立以来一直走在行业的最前沿，连续承担了九五、十五、十一五期间的国家科技支撑项目，目前正在承担国家十二五科技支撑项目“7MW级风电变流器及控制系统产业化关键技术研发”；近年来，共申请风电技术专利近30项，发明专利20项，填补了多项国内大型风电机组电控系统技术方面的空白。

   如今，科诺伟业已经与国电、大唐等电力巨头所属的子公司成立合资公司，并以这种方式在这个曾被国外厂商垄断的领域扩张其市场份额。

   本期风能专题策划，特别采访到了科诺伟业风电研发部经理李海东博士，为我们来讲述一下科诺伟业风电事业的发展。

   《自动化博览》：目前全球经济形势依然十分严峻，在此情况下，整个风能市场会受到怎样的影响？

   李海东：风能作为清洁可再生能源，是二十一世纪全球能源的重要组成部分，并将在未来的全球能源中发挥重要作用。尽管目前全球经济形势不是十分乐观，但全球风电市场依然实现了稳健发展，据全球风能理事会（GWEC）2012年年初发布的全球风电市场装机数据显示，2011年，全球累计装机实现了21%的年增长。

   国内风电市场，受经济形势和政策的响影，在过去的一年里过的并不轻松，行业进入了一个相对的暂时调整期，相信度过这个时期的风电行业将会变得更加健康、更加富有竞争力。

   《自动化博览》：去年风电事故频发，主要问题出在哪里？在技术上是否可以避免或减少这种事故的发生？如何避免？

   李海东：问题主要是风电机组故障和脱网。主要原因在于国内许多整机厂家及零部件商没有核心技术，之前运行的风电机组多数不具备低电压穿越能力。

   从技术角度出发，提高风电机组的电网适应性、增强风电场接入能力可以大大减少风电机组脱网事故发生几率。

  提高风电机组的电网适应性方面，使风电机组具有低电压穿越能力，符合国网公司的低电压穿越标准，即当电网电压波动在一定范围内时，风电机组保持不脱网，同时会根据电网电压跌落的深度发出一定的无功，对电网电压进行支撑，而当电网电压恢复时，使机组快速恢复发电。

   增强风电场接入能力方面，可以在风电场安装功率预测系统、动态无功补偿设备，或者修改涉网保护定值，同时若将风电场运行信息纳入省网电调系统，都可以降低风电场级机组的脱网事故的发生，提升风电场的电网适应能力。

   《自动化博览》：在您的眼中，目前中国风电市场发展面临的挑战有哪些？这对自动化技术提出了哪些新的要求？

   李海东： 从技术角度出发，中国风电市场面临的主要挑战来自于整个行业缺乏具有自主知识产权的核心技术。即在面对台风、雷电、潮湿、盐雾等各种恶劣工作环境及严格的电网条件，各种复杂多变的运行工况下，如何提高风电机组利用率，提高风电转换效率及使用寿命，如何设计出更加适应我国区域气候环境和风资源特点、电网特性技术的风电机组及相应配套设备。

   以下以控制系统和变流器为例，简单谈一谈风电市场对自动化技术提出的新要求。

   控制系统：我国南北方不同地域的风特性有显著差别，即使在同一地点不同季节风特性也有差异，为使风电机组在不同地域和季节均能实现最优功率运行，需根据风资源变化规律调整参数及控制策略，自动跟踪风电机组最优运行曲线，增加发电量。又如，当阵风频繁变化以及大风强对流天气出现时，易引起风电机组变桨距系统频繁动作和振荡运行，需对风电机组大风功率进行稳定控制。

    变流器：我国许多风电场位于电网末梢，电网电压跌落，电网电压不平衡故障的现象时有发生，如果风电机组频繁脱网，将对电网安全运行构成威胁。需要变流器具备低电压、高电压穿越能力，及不平衡抑制能力。

   《自动化博览》：您认为风电领域自动化技术的发展方向有哪些？

   李海东：通常而言，目前在风电领域有较多应用的自动化产品，主要包括控制系统、 SCADA系统、变流器、伺服系统、各类传感器等。未来随着风电机组容量的逐渐增大，海上风电的逐步发展，对这些产品的技术要求将是智能化程度更高，技术性能指标更强，环境适应性、可靠性、安全性更高。

    譬如SCADA系统，除了传统的数据采集、存储、传输、统计、分析、控制、报警等基本功能外，还需要提升综合监控能力，实现风电场内机组电控设备的一体化监控，具备集成在线智能故障诊断及报警、功率预测预报、有功\无功调节等能力；因此，SCADA系统需要有丰富完善的外部通讯接口，兼容风电场能量信息管理平台、功率预测系统、风电机组以及电网调度平台等外围通信，具备高速度及高吞吐性的数据采集及处理能力，并保证数据通信的安全性、完整性、可靠性。  

   摘自《自动化博览》2012年第九期