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盡管替代能源行業(yè)的政府補(bǔ)貼有所波動(dòng)，美國(guó)政府將繼續(xù)支持使用單風(fēng)力發(fā)電機(jī)項(xiàng)目利用風(fēng)能的措施。在許多情況下，運(yùn)營(yíng)商利用投資稅收來(lái)抵免 1 兆瓦以下的風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目。這個(gè)細(xì)分市場(chǎng)在 2013 年取得了特別強(qiáng)勁的增長(zhǎng)，預(yù)計(jì) 2014 年將持續(xù)保持增長(zhǎng)，該市場(chǎng)也是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組專(zhuān)家Renewtech LLC 公司擅長(zhǎng)的領(lǐng)域。

　　倍福KL3311模塊Renewtech總部位于明尼蘇達(dá)州 Elbow Lake，主要經(jīng)營(yíng) 99 千瓦失速型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。公司的服務(wù)范圍包括系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、機(jī)艙和控制單元組裝到轉(zhuǎn)子和風(fēng)力發(fā)電塔筒的生產(chǎn)。Renewtech還利用其經(jīng)驗(yàn)豐富的專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)的實(shí)力來(lái)改造和監(jiān)測(cè)現(xiàn)有的系統(tǒng)。在美國(guó)，許多 50 到 150 千瓦范圍內(nèi)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組都建于上世紀(jì) 80 年代和 90 年代，以今天的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，它們的技術(shù)已經(jīng)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(hù)其中許多設(shè)施。”Renewtech公司業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān) Jackie Chelemedos解釋道。例如，典型的Renewtech項(xiàng)目是由公共機(jī)構(gòu)（如學(xué)校和大學(xué)）以及農(nóng)場(chǎng)和牧場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

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傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制不再能夠滿(mǎn)足需求

　　BECKHOFF KL3311模塊Renewtech的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組有 20 年的質(zhì)保期，可在七到十二年內(nèi)收回成本，這取決于每個(gè)特定地點(diǎn)的利用率。長(zhǎng)質(zhì)保期的基礎(chǔ)是公司采用高品質(zhì)的元件以及它的容量余量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了常規(guī)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的峰值需求。這在可能有大風(fēng)的地區(qū)尤為關(guān)鍵。“對(duì)于我們的 99 千瓦系統(tǒng)，我們使用了專(zhuān)為 150 千瓦設(shè)計(jì)的齒輪，齒輪比約為 2.3，使它們能夠在高峰期時(shí)處理超過(guò) 300 千瓦。”Renewtech公司的高級(jí)調(diào)試技術(shù)員 Matt Kugler解釋說(shuō)道。“此外，Renewtech的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可以操作兩個(gè)發(fā)電機(jī)，而不是一個(gè)。盡管系統(tǒng)具有高可靠性和冗余性，對(duì)于Renewtech及其客戶(hù)來(lái)說(shuō)，具有遠(yuǎn)程訪問(wèn)和診斷功能是一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)：“我們記錄每個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)和整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的數(shù)據(jù)。我們還會(huì)在我們總部存儲(chǔ)所有風(fēng)電場(chǎng)數(shù)據(jù)。我們可以從這里遠(yuǎn)程監(jiān)控所有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。“Kugler解釋道。

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　　2012 年，Renewtech進(jìn)入了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的下一階段，對(duì)其 99 千瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制進(jìn)行批判性分析。事實(shí)證明，當(dāng)時(shí)使用的平臺(tái)面臨一些限制，如受限的廠商支持、系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)媒介和網(wǎng)絡(luò)的連接有問(wèn)題以及不靈活的軟件。簡(jiǎn)而言之，公司需要為其風(fēng)力發(fā)電機(jī)組尋求一個(gè)新的控制平臺(tái)。“我們知道，Beckhoff公司在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組市場(chǎng)上一直非常成功，它的技術(shù)非常適合我們的 99 千瓦系統(tǒng)。”Renewtech公司運(yùn)營(yíng)總監(jiān) Steve Martineau 回憶道。在隨后的開(kāi)發(fā)和測(cè)試階段，Beckhoff的應(yīng)用工程師幫助Renewtech為新一代風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行了重新編程。此后不久，公司認(rèn)為基于 PC 的控制技術(shù)和EtherCAT作為通信系統(tǒng)能夠滿(mǎn)足其需求。

基于 PC 的自動(dòng)化技術(shù)推動(dòng)力風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的現(xiàn)代化改造進(jìn)程

　　用于Renewtech的 99 千瓦的雙發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)控制系統(tǒng)由一臺(tái)采用 Windows CE 和裝有TwinCAT PLC Runtime 的BeckhoffCX5020 嵌入式控制器、一個(gè)BeckhoffTwinCAT SMS/ SMTP 服務(wù)器和EtherCAT I/O 端子模塊組成。對(duì)于由 50 個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組構(gòu)成的風(fēng)電場(chǎng)，C69xx 系列工業(yè) PC 也被用作為服務(wù)器。CX5020 用作風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的*控制器。它監(jiān)測(cè)饋電情況、進(jìn)行必要的風(fēng)向?qū)?zhǔn)

整個(gè)溫度范圍的線性度由一個(gè)微處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)。溫度范圍可以任意選定。故障 LED 指示斷線狀態(tài)。冷端補(bǔ)償由總線端子模塊內(nèi)的內(nèi)部溫度測(cè)量線路來(lái)完成。KL3311/KL3312 也可用于測(cè)量 mV 信號(hào)。