随着一系列因化石能源的利用引起的不断加剧的全球环境问题,以绿色、低碳、节能环保为关键词的新能源产业迅猛发展。在短短几年内太阳能光伏发电、风力发电产业从电力新贵发展成为绿色电力的主力军。新能源的快速发展壮大给电力自动化产业提供了巨大的市场空间,也给自动化产业提出了特别的要求。
自动化产品在新能源产业中的发展前景无限,以PLC在风电中的应用为例,大多风电场所在的环境都比较恶劣,PLC是一种在密封保护等方面做得完善的工业级产品,工控机、单片机等产品则在这方面较弱;另外由于风力发电在空间方面受限,需要安装小巧的产品来进行过程控制,这正好是PLC的长处。但随着风电机组的大型化发展,对控制器在运算速度和存储量等方面又提出了更高的要求,DSP产品也正在得到越来越广泛的运用。在整个风力发电机组的运行过程中,依据设定的风力等级和风速选择并网时间,机组朝向随风向转变的调整等都需要通过控制系统采集信号做运算,并根据运算结果进行控制,这就需要用到PLC、单片机、DSP等产品进行信号采集、处理及系统控制。
在新能源发电过程中,自动化产品通过传感器收集外部信息,然后由控制器进行运算以保证控制发电机、保护发电机刹车等功能的实现。其原理与工厂的工业控制相同,只是新能源发电所用自动化产品的工作环境更加恶劣,一般工厂温度在0~35℃,而新能源发电站多在户外且环境恶劣区域,如北方内蒙古的温度最低在-30~-40℃,南方高温在40℃以上,同时由于温差和湿度原因,很多系统存在结露、结霜的情况,冬天传感器上有雪冻,海上风电还会受到海上盐雾的腐蚀等。当工作环境改变以后,传统自动化产品需要依据情况不同改变产品特性。而工控机、PLC等自动化产品在技术方面不需要做真正意义上的特别处理,只是针对应用环境的特点做一些相应的改造。
从企业研发新能源自动化产品角度来讲,要针对不同区域生产不同的适用产品。我国幅员辽阔,北方低温且风沙大,南方高温、高湿、高盐雾,海岛雷击较多,高原地区空气稀薄,散热问题需要多加考虑。要细分区域,针对不同区域设计适用的产品,使用户有更多的选择,这也是新能源自动化产品研发的一个趋势。
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