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Moxa Ethernet I/O在风机箱变在线监测系统中的应用

Moxa(摩莎)科技股份有限公司

摘要： 随着现代工业的发展，人类对于能源的需求也日趋增高，但可利用能源的稀缺性使得世界各国逐步关注新能源和可再生能源的发展。由于风电是减少二氧化碳排放的主要方式之一，各国政府都已表明将在政策上继续支持本国的风力发电产业。中国风电装机容量从2001年的40.2万千瓦上升到2008年的1215万千瓦，自2004年起中国风电装机增长率持续高于全球平均水平。

關(guān)鍵詞： 自动控制系统|DCS|FCS I/O 风电监测系统数据采集低功耗恶劣环境

Abstract：

Key words :

項(xiàng)目介紹

　　隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，人類對于能源的需求也日趨增高，但可利用能源的稀缺性使得世界各國逐步關(guān)注新能源和可再生能源的發(fā)展。由于風(fēng)電是減少二氧化碳排放的主要方式之一，各國政府都已表明將在政策上繼續(xù)支持本國的風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)。中國風(fēng)電裝機(jī)容量從2001年的40.2萬千瓦上升到2008年的1215萬千瓦，自2004年起中國風(fēng)電裝機(jī)增長率持續(xù)高于全球平均水平。到2020年，中國的風(fēng)電裝機(jī)將會(huì)突破1億千瓦。

　　由于風(fēng)場各機(jī)組之間距離少則幾百米，多則上公立，為了降低風(fēng)機(jī)輸出電能的損耗和穩(wěn)定電壓，各風(fēng)機(jī)需配置一臺(tái)箱式變壓器，然后并入100KV升壓變電站輸送到電網(wǎng)。所以在大規(guī)模風(fēng)場中，如何完善對箱變的監(jiān)控至關(guān)重要。傳統(tǒng)的監(jiān)測系統(tǒng)主要通過升壓變電站的微機(jī)綜合保護(hù)來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方調(diào)度。當(dāng)前的風(fēng)場采用無人值守，遠(yuǎn)程監(jiān)控的方式，因此通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對箱變的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測，就成為解決問題的最佳方案。不僅可以實(shí)現(xiàn)參數(shù)的集中監(jiān)測，也提升了管理的效率和數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，以便維護(hù)人員及時(shí)做決策，為風(fēng)機(jī)電力的并網(wǎng)提供可靠的保障。

系統(tǒng)需求

　　需采集多個(gè)變壓器狀態(tài)點(diǎn)，包括：油溫、壓力、報(bào)警開關(guān)、瓦斯保護(hù)等數(shù)據(jù)

　　易于整合現(xiàn)有的以太網(wǎng)絡(luò)

　　編程簡單，維護(hù)方便

　　定時(shí)、實(shí)時(shí)上報(bào)機(jī)制

　　寬溫，適用于現(xiàn)場惡劣環(huán)境

　　低功耗、緊湊式設(shè)計(jì)

Moxa解決方案

　　Moxa 第一代風(fēng)電箱變監(jiān)測專用機(jī)ioLogik E2242支持4個(gè)AI和12個(gè)DI/O，可滿足箱變中對多個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的需求。不僅如此，ioLogik E2242提供以太網(wǎng)口，可以和現(xiàn)場的交換機(jī)相連，將采集的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)直接上傳至主控室，從而實(shí)現(xiàn)通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控風(fēng)機(jī)箱變的作用。Moxa即將推出第二代風(fēng)電箱變監(jiān)測專用機(jī)E1261，將更大程度滿足現(xiàn)場需求。

　　在這個(gè)案例中，一個(gè)風(fēng)場共有33臺(tái)1.5MW的風(fēng)機(jī)，每臺(tái)風(fēng)機(jī)搭配一臺(tái)箱變，因此在每臺(tái)箱變中選用一臺(tái)ioLogik E2242（或E1261），來采集箱變中的油溫、壓力、報(bào)警開關(guān)、瓦斯保護(hù)等參數(shù)數(shù)據(jù)。ioLogik E2242（或E1261）向上連接現(xiàn)場交換機(jī)，所有的交換機(jī)組成光纖環(huán)網(wǎng)，以確保數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)的上傳至SCADA系統(tǒng)。基于這種架構(gòu)，客戶只需極少的投入就實(shí)現(xiàn)了風(fēng)機(jī)箱變的在線監(jiān)測功能，一旦發(fā)生問題，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，大大減少了人員的出差和后期設(shè)備維護(hù)成本。

　　Moxa以太網(wǎng)I/O無需編程，自帶的Click&Go™軟件設(shè)置功能，在毫秒級的時(shí)間內(nèi)即可完成對前端的數(shù)據(jù)采集、處理、通訊工作。此外，支持Active OPC Server，可與SCADA系統(tǒng)兼容，提供ioLogik產(chǎn)品與SCADA系統(tǒng)的無縫整合。Active OPC Server與傳統(tǒng)的輪詢方式不同，可通過Moxa ioLogik系列產(chǎn)品提供與HMI/SCADA系統(tǒng)之間的主動(dòng)式（Push）通訊，同時(shí)提供即時(shí)的I/O狀態(tài)報(bào)告。正因如此，這種主動(dòng)通訊方式使得只有當(dāng)事件驅(qū)動(dòng)時(shí)，ioLogik才主動(dòng)發(fā)送事件報(bào)告，相較于傳統(tǒng)的輪詢方式，這樣可以降低帶寬占有率高達(dá)80%，同時(shí)I/O響應(yīng)速度也提高了7倍。除了Active OPC Server之外，ioLogik還提供了Modbus/TCP和MXIO，讓您輕松和HMI/SCADA系統(tǒng)整合。

　　在這個(gè)風(fēng)機(jī)箱變在線監(jiān)測系統(tǒng)中，客戶將ioLogik E2242（或E1261）與遠(yuǎn)端的SCADA系統(tǒng)整合，實(shí)現(xiàn)本地?cái)?shù)據(jù)采集、監(jiān)測，并通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)傳送至SCADA系統(tǒng)。系統(tǒng)中原有的硬件、軟件投入得到完整保留，不需作任何的調(diào)整，從而保障了客戶前期投入。ioLogik E2242（或E1261）的高效率、穩(wěn)定高、兼容強(qiáng)的特點(diǎn)得到了客戶的極大認(rèn)同，日后將更多的應(yīng)用在風(fēng)電箱變在線監(jiān)測系統(tǒng)中。

系統(tǒng)配置圖