应用案例:风力发电运营商

准备好迎接每一场强风

在加拿大的森林里,在澳大利亚的偏远村庄,或者在北海上:风力发电机组需要可靠地运转 20 年以上,为人们输送电力。为此,巨型机组内部的电子器件必须得到有效保护,免受低温、高温和灰尘的影响,并可靠地运行。

风力涡轮机面临着极高的要求

根据德国风能协会的数据,2018 年,仅在德国就安装了近 31,000 套风力发电机组。中国和美国位列全球风能设备增长最多的国家前列。

所有风力发电设备都必须适应当地的气候条件。在加拿大的拉克·阿尔弗雷德风场,冬天的温度经常低于 -30°C。加热系统可以阻止转子叶片结冰并导致不平衡。电子器件也必须受到保护,免受低温影响。因此,控制柜内安装有加热器,将温度保持在零上五度左右。而在澳大利亚维多利亚州梅塞尔山,高温才是主要挑战。有时,会有几千安培的电流流经控制柜内的电力电子器件。在此过程中,会产生废热,即使在夏季温度下,也必须通过过滤器风扇可靠、高效地将其从控制柜中排出。在以农业为主的地区,控制柜还必须良好地保护电子器件不受灰尘影响。

质量控制至关重要

风力涡轮机中的每一个部件都必须以最佳状态运行。在典型的安装应用中,每套风力发电机组使用 10 至 15 个控制柜。最重要的控制柜之一是位于机舱顶部的所谓“顶箱”,它监控着动力系统,并控制机舱的旋转。因此,提供防震保护尤为重要。出于这个原因,威图对 VX25 控制柜进行了改造,其中例如安装板增加了机械加固。底箱是机舱顶箱的对应部分,承担着控制和监控功能。在大多数设备中,那也是变频器所在的位置。该变频器安装在并联控制柜内。它使风力产生的电流具有正确的频率,以便将其输送至电网中。为此,威图 VX25 控制柜可以像模块化系统一样非常灵活地扩展,然后在任意方向上排成一排,特别方便。另外,在抗腐蚀和抗损坏方面,这些控制柜也非常坚固。

向工业 4.0 进军

在一些安装应用中,风力涡轮机定期向运营商的中央数据库发送其最重要的运行数据。这些信息对于评估设备在特定时刻的运行情况非常重要。这样就能在必要时精确地更换磨损部件,例如控制柜上的过滤器风扇。时间选得越准确,就越能有效地降低维护成本。

威图提供的一个解决方案是使用采用电子换向技术的过滤器风扇。除了耗电较少,这种方案还允许通过标准的集成控制接口来控制风扇,以及监控风扇的速度和功能。此外,威图过滤器风扇的速度也可以进行调节。这提高了风扇的能效和使用寿命。

在控制柜的冷却方面,威图也能提供合适的解决方案:Blue e+系列的主动冷却设备可以分配不同的 IP 地址。这样一来,冷却设备中所有传感器的测量值都能实时查看。借助 RiDiag 软件,工作人员可通过 USB 或网络与冷却设备进行通信。该诊断软件使冷却设备成为工业 4.0 概念的组成部分。它优化了设备的运行,进而也带来了大幅度的节能。