Renewtech主要建造和維護 99 åƒç“¦é¢¨åŠ›ç™¼(fā)電機組，它們在美國是非常歡迎的小型風力發(fā)電項目

盡管替代能源行業(yè)的政府補貼有所波動，美國政府將繼續(xù)支持使用單風力發(fā)電機項目利用風能的措施。在許多情況下，運營商利用投資稅收來抵免 1 å…†ç“¦ä»¥ä¸‹çš„風力發(fā)電項目。這個細分市場在 2013 å¹´å–得了特別強勁的增長，預計 2014 å¹´å°‡æŒçºŒ(xù)保持增長，該市場也是風力發(fā)電機組專家Renewtech LLC å…¬å¸æœ€æ“…長的領域。

Renewtech總部位于明尼蘇達州 Elbow Lake，主要經(jÄ«ng)營 99 åƒç“¦å¤±é€Ÿåž‹é¢¨åŠ›ç™¼(fā)電機組。公司的服務范圍包括系統(tÇ’ng)規(guÄ«)劃、 è¨­è¨ˆã€æ©Ÿè‰™å’ŒæŽ§åˆ¶å–®å…ƒçµ„裝到轉(zhuÇŽn)子和風力發(fā)電塔筒的生產(chÇŽn)。Renewtech還利用其經(jÄ«ng)驗豐富的專家團隊的實力來改造和監(jiān)測現(xiàn)有的系統(tÇ’ng)。在美國，許多 50 åˆ° 150 åƒç“¦èŒƒåœå…§(nèi)的風力發(fā)電機組都建于上世紀 80 å¹´ä»£å’Œ 90 å¹´ä»£ï¼Œä»¥ä»Šå¤©çš„標準來看，它們的技術已經(jÄ«ng)變得不再可靠且低效。“我們看到了整修和更換等方面的巨大需求，Renewtech有能力維護其中許多設施。”Renewtech公司業(yè)務發(fā)展總監(jiān) Jackie Chelemedos解釋道。例如，典型的Renewtech項目是由公共機構（如學校和大學）以及農(nóng)場和牧場運營的風力發(fā)電機組。

傳統(tǒng)風力發(fā)電機組控制不再能夠滿足需求

Renewtech的風力發(fā)電機組有 20 å¹´çš„質(zhì)保期，可在七到十二年內(nèi)收回成本，這取決于每個特定地點的利用率。長質(zhì)保期的基礎是公司采用高品質(zhì)的元件以及它的容量余量，遠遠超出了常規(guÄ«)風力發(fā)電機組的峰值需求。這在可能有大風的地區(qÅ«)尤為關鍵。“對于我們的 99 åƒç“¦ç³»çµ±(tÇ’ng)，我們使用了專為 150 åƒç“¦è¨­è¨ˆçš„齒輪，齒輪比約為 2.3，使它們能夠在高峰期時處理超過 300 åƒç“¦ã€‚”Renewtech公司的高級調(diào)試技術員 Matt Kugler解釋說道。“此外，Renewtech的風力發(fā)電機組可以操作兩個發(fā)電機，而不是一個。盡管系統(tÇ’ng)具有高可靠性和冗余性，對于Renewtech及其客戶來說，具有遠程訪問和診斷功能是一個關鍵優(yōu)勢：“我們記錄每個風力發(fā)電機和整個風電場的數(shù)æ“š(jù)。我們還會在我們總部存儲所有風電場數(shù)æ“š(jù)。我們可以從這里遠程監(jiān)控所有的風力發(fā)電機組。“Kugler解釋道。

2012 å¹´ï¼ŒRenewtech進入了系統(tÇ’ng)開發(fā)的下一階段，對其 99 åƒç“¦çš„風力發(fā)電機組的控制進行批判性分析。事實證明，當時使用的平臺面臨一些限制，如受限的廠商支持、系統(tÇ’ng)與標準媒介和網(wÇŽng)絡的連接有問題以及不靈活的軟件。簡而言之，公司需要為其風力發(fā)電機組尋求一個新的控制平臺。“我們知道，Beckhoff公司在全球風力發(fā)電機組市場上一直非常成功，它的技術非常適合我們的 99 åƒç“¦ç³»çµ±(tÇ’ng)。”Renewtech公司運營總監(jiān) Steve Martineau å›žæ†¶é“。在隨后的開發(fā)和測試階段，Beckhoff的應用工程師幫助Renewtech為新一代風力發(fā)電機組進行了重新編程。此后不久，公司認為基于 PC çš„控制技術和EtherCAT作為通信系統(tÇ’ng)能夠最佳滿足其需求。

基于 PC çš„自動化技術推動力風力發(fā)電機組的現(xiàn)代化改造進程

用于Renewtechçš„ 99 åƒç“¦çš„雙發(fā)電機系統(tÇ’ng)的標準控制系統(tÇ’ng)由一臺采用 Windows CE å’Œè£æœ‰TwinCAT PLC Runtime çš„ Beckhoff  CX5020 åµŒå…¥å¼æŽ§åˆ¶å™¨ã€ä¸€å€‹Beckhoff  TwinCAT SMS/ SMTP æœå‹™å™¨å’ŒEtherCAT I/O ç«¯å­æ¨¡å¡Šçµ„成。對于由 50 å€‹é¢¨åŠ›ç™¼(fā)電機組構成的風電場，C69xx ç³»åˆ—工業(yè) PC ä¹Ÿè¢«ç”¨ä½œç‚ºæœå‹™å™¨ã€‚CX5020 ç”¨ä½œé¢¨åŠ›ç™¼(fā)電機組的中央控制器。它監(jiān)測饋電情況、進行必要的風向?qÅ«)省⒂涗洈?shù)æ“š(jù)并生成故障消息。除了執(zhí)è¡Œ PLC、測量和通信功能之外，CX5020 é‹è¡Œ HMI è»Ÿä»¶ç”¨äºŽåœ¨é¢¨åŠ›ç™¼(fā)電機組上進行可視化并監(jiān)測在美國安裝的Renewtech系統(tÇ’ng)的基礎。“憑借其 -25°åˆ° +60°C（-13°åˆ°+ 140°F）的寬溫范圍，它也可以安裝在氣候炎熱的地區(qÅ«)。”Steve Martineau èªªé“。

Beckhoff CX5020 åµŒå…¥å¼æŽ§åˆ¶å™¨ç”¨ä½œé¢¨åŠ›ç™¼(fā)電機組的中央控制器。它監(jiān)測饋電情況、進行必要的風速和位置調(diào)整、記錄數(shù)æ“š(jù)并發(fā)送故障消息

通過EtherCAT端子模塊靈活和經(jīng)濟地進行監(jiān)測

一根標準的以太網(wǎng)電纜連接機艙與塔基。通訊以EtherCAT技術為基礎

Renewtech系統(tÇ’ng)連續(xù)記錄數(shù)æ“š(jù)。“ å€ç¦ä¸‰ç›¸é›»åŠ›æ¸¬é‡ç«¯å­æ¨¡å¡Š EL3413 ç‚ºæˆ‘們提供了最重要的數(shù)æ“š(jù)。例如，它讓我們能夠進行電力和頻率測量以及管理我們復雜的 480伏系統(tÇ’ng)。”Matt Kugler說道。“找到靈活、經(jÄ«ng)濟的并且容易整合的電力測量系統(tÇ’ng)并不總是容易的。大多數(shù)設備都是獨立系統(tÇ’ng)，它們需要特殊的硬件、軟件和其它層面的復雜性。它們也很昂貴。”帶 EL3413 ç«¯å­æ¨¡å¡Šçš„系統(tÇ’ng)通過EtherCATå’ŒBeckhoff  TwinCAT收集所有Renewtech應用的電力數(shù)æ“š(jù)，并將獲取的狀態(tài)信息發(fā)送到Elbow Lake çš„公司總部。電力監(jiān)控報警簡單地通過電子郵件發(fā)送給Renewtech專家，它可以遠程解決故障或請求本地幫助。

由于Renewtech在其位于明尼蘇達州 Elbow Lake çš„總部存儲其所有的客戶數(shù)æ“š(jù)，它可以從這一中心位置遠程監(jiān)控所有風力發(fā)電機組

“對我們來說，特別重要的是Beckhoffçš„EtherCAT加/減計數(shù)器端子模塊 EL1502，它可以監(jiān)測兩臺發(fā)電機的主軸速度以及借助風速計測定風速。”Matt Kugler解釋說。加/減計數(shù)器用于計算二進制脈沖，并以電氣隔離的形式將計數(shù)器數(shù)值傳輸?shù)缴嫌蔚淖詣踊O備中。“總之，可以肯定地說，Beckhoff擁有種類繁多的EtherCAT I/O ç‰¹æ®ŠåŠŸèƒ½ç«¯å­æ¨¡å¡Šï¼Œè®“我們能夠跟上最新發(fā)展。”Kugler補充說道。“例如，如果我們要在我們所有的風力發(fā)電機組上增加振動監(jiān)測功能，我們可以通過 EtherCAT CMS ç«¯å­æ¨¡å¡Š EL3632 è¼•æ¾é›†æˆé€™ä¸€åŠŸèƒ½ã€‚”

對于Renewtech來說，讓客戶滿意是一件輕而易舉的事

“自從我們在我們的Renewtech風力發(fā)電機組中增加了Beckhoff的控制系統(tÇ’ng)，其可靠性和可用性至少提升了 50％。”Steve Martineau å¦‚是說。“而且，由于可用性是發(fā)電的前提條件，而發(fā)電為我們的客戶帶來利潤，其重要性怎么強調(diào)也不過分。”然而，在風力發(fā)電機組和風場網(wÇŽng)絡中使用EtherCAT可以帶來額外的好處，Steve Martineau說道：“轉(zhuÇŽn)向使用 EtherCAT ä¹‹åŽï¼Œæˆ‘們只需要兩個易于處理的標準型連接器，而不是用于 80 å€‹é€£æŽ¥é»žçš„ 40 æ ¹éŠ…電纜。這為我們每臺風機節(jié)省了兩到三個工時的布線工作。”“根據(jù)我們的積極體驗，將來，我們將給我們所有的風力發(fā)電機組配備 Beckhoff æŽ§åˆ¶å™¨ã€‚”Jackie Chelemedos ç¸½çµé“。