图1 风电机组结构
风电机组结构(图1)复杂,不仅能可靠地将风能转变成电能,而且还能应针对网络要求作出精准的反应。在风能技术方面的一个前所未有的突破是:大型机器设备生产厂家决定了综合性设备系统需求的市场走向。在这方面,浩亭公司(HARTING)也作出了自己的贡献,在风能技术方面,将公司在网络的系统设计、技术技能以及连接技术应用于风能行业。
在未来的十年,风力发电在整个供电中所占的比重将继续飞速发展,这将对应用于风能的相关设备及技术提出更高的要求。风力发电装置、制备技术、网络等结合到风力发电设备中,在今天可认为是综合性的风力发电系统。浩亭正是致力于该项技术的研发,只有借助于功率强且安全可靠的连接技术,才能确保该综合性风力发电系统的长期运行。位于埃斯珀尔坎普的浩亭公司将研发工作以及生产产品的理念聚焦于综合性风力发电系统的信号、数据和电能安全可靠的传输。
浩亭生产的产品和设计的技术方案可在风力发电技术的不同层级加以应用,如在输电层面的信号处理、数据传递、数据交换。在生产产品和设计解决方案时,始终将风力发电综合系统连接技术的稳定性、数据信号以及电能传输的可靠性放在首要位置。除此之外,还研发出一系列能够进一步改善风力发电设备功效与性能的产品和技术方案。浩亭在研发和生产产品的过程中与用户密切合作,以满足用户的个性化应用以及对产品和技术的层级及类别方面的具体要求。
快速连接装置
风力发电装置(WEAs)运行的前提条件是必须使用能够承受荷载且采用插塞式连接装置的封装。此外,该插塞式连接装置必须能够在野外严苛环境下成批安装使用,并能够快速且简单地拆装和更换。
被称作Quick-Lock的快速连接装置是浩亭的连接装置技术方案之一,该装置是将很多插塞式连接装置集成在一起。这种连接装置能够满足风力发电装置普通应用环境的要求,即能够满足气候条件极端、气温变化大、潮湿、酷热、沙尘、振动和冲击带来负荷等应用环境条件的要求。
为了满足风力发电的需求,浩亭研发出很多关于风力发电装置外壳的技术方案,采用高强度人工合成材料制成的Han-Eco风力发电装置(图2)是浩亭研发的一种新产品。

图2 浩亭的技术专家研制出坚固耐用的Han-Eco系列风能用连接装置,该连接装置由高强度人工合成材料制成
高效率控制系统/高载荷以太网交换机
为了让用户进一步提高生产效率,浩亭生产的连接装置具有一系列满足应用条件的性能。该连接装置采用模块化结构形式,并在实验室进行性能测试,插塞连接装置带有误插保护件,因此使用可靠。此外,浩亭生产的连接装置可进行编码。还可根据用户的要求,将电能传输和信号接点集成设置在风力发电装置的外壳内。
浩亭生产的Han系列产品的结构特点是模块化。例如,研制的Han 7 D 插塞连接器(图3)采用集成化快速锁合夹紧弹簧连接技术,因此在设备维护保养过程中可简单快捷地进行更换。

图3 浩亭研制的Han 7 D 插塞连接器
风力发电机组对控制系统和监控系统的要求显著提高:必须能够对不同来源的数据和信号在保证其质量的情况下进行处理、存储和发送。风力发电装置运行时要接收大量运行数据,这些数据提供风力发电装置运行状况和性能功效的精准信息。
今天,风力发电技术作为设计有效的交换和数据网的组成部分,为了能够不断扩大风力制备技术装置,通常将风力制备技术装置设置为环形。根据风力发电技术装置的尺寸和间隔来设置光导件的以太网端口部分,其过渡距离可达100m以上。浩亭研制的以太网交换机能够实现环拓扑学的有效管理。
高塔采用光纤电缆
浩亭研发的以太网交换机技术通常适合在≥140m的距离范围内使用,这样在风力发电机组的吊舱和高塔的底部之间无需设置铜传输线缆。取而代之使用的是光纤连接器,而光纤连接器必须用铜线缆与吊舱和设置在高塔底部的配电箱相连接。近年来,浩亭提供并研发了光纤电缆(图4)应用于风能领域的各种技术方案。这样便提供了一种可能性,即将多种光纤电缆集成到一个光纤装置,并与其他信号或功率线缆组合使用。
由光纤耦合器和铜线缆连接光纤连接器,其绝大多数接口是固定焊接的。光纤连接器方面的变化和运行环境的影响会导致人们使用价格高的专用光纤连接装置。

图4 浩亭研制的光纤连接器和以太网交换机能够确保风电机组和整个风力发电场的数据传输和精准控制
风力发电装置外围设备安全性的理念
浩亭还推动了风力发电装置外围设备技术的研发:设计研发出用于风力发电塔照明的LED照明灯。此类LED照明灯的特点是长度不受限制且可靠性好,因此能够满足风力发电工业对设备安全性要求高于一般性工业的需求。针对风能工业的特殊条件,浩亭还研发出滑环滑动接点式连接装置。这种连接装置坚实耐用,且其滑环不需咬合进啮合装置内,也不需要更换导线。由于浩亭研发的风能工业用连接装置产品采用的是即插即用设计方案,因此可确保工作可靠性。
趋势
鉴于全球能源紧张及低碳排放的趋势,浩亭作为一个系统集成商,也以节能低碳为主要的研发方向,包括使用低能耗的适应塔筒LED Type E照明系统代替传统的荧光灯,使用寿命大于10万h,同时维修费用更低,类似的产品将是浩亭的持续开发目标。
同时,Smart Grid和Smart Factory也是未来发展的趋势,它对能源网络里相关连接器的能源效率(Energy efficiency)和安全(Security)也提出了很重要的要求。但是,当能源网络中能源效率和网络安全又是一个矛盾体,如何在两者之间找到平衡,将是一个很大的挑战。
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