迅速发展的风能行业也不例外。本文探讨了监控和数据采集(SCADA)系统和远程状态监测在帮助风力发电场实现这些目标方面所起的作用。本文还将讨论为什么在这种苛刻的环境中选择环境强化的网络交换机和硬件是至关重要的，以实现最佳的SCADA性能和可靠性。
网络连接意味着更智能的电网
风力发电是当今世界上增长最快、最有前途的清洁电力来源之一，全球各地的公司都在寻求更高效、更经济的方式来发展和保障其能源基础设施，同时降低成本和碳排放。
不可否认，如今对智能电网的追求面临着挑战。为了盈利，风电场所有者和运营商需要在不遇到由于设备故障而导致的计划外停机的情况下，最大限度地提高涡轮机的效率。涡轮机停机成本高昂，意外故障可能导致灾难性的后果。
解决方案的一个关键部分是建立远程监控信息和通信基础设施。正如工业网络连接，自动化和控制已被证明在制造和加工厂有效一样，它们也可以帮助风力发电厂最大限度地提高产量，避免设备故障的可能性，并提高负责维护风力发电场的技术人员的安全性。
具有远程连接的坚固数据通信网络确保操作人员能够从遥远的位置获取必要的信息，以监控每台设备的状况和运行情况。这种全天候的电子警戒降低了极端寒冷、灰尘、振动、湿度或其他恶劣环境条件危及风电场电气系统或支持关键任务通信流的以太网交换机、电缆和连接器的风险。
SCADA提供集成和集中控制
运营风电场的好处在于风力是免费的。然而，这并不意味着风电场可以低效率运行。相反，由于能源价格的竞争性质，业主和运营商必须努力使生产力最大化，并确保他们从每个涡轮机中获得最大收益。
许多现代风电场选择实施监控和数据采集系统，作为操作的中枢神经中枢。SCADA系统是通过信息和数据通信网络连接涡轮机、变电站和气象设备的关键，该信息和数据通信网络收集、汇总、分析和报告设备性能和运行状态。
在涡轮塔内，SCADA系统通过将传感器连接到网络来工作。记录风速、风向和轴转速的传感器连接到涡轮机舱内的PLC。PLC通过局域网(LAN)传输数据，然后通过SCADA系统(作为中央控制中心)传输数据。
该反馈回路允许操作人员在必要时远程控制涡轮俯仰和偏航系统，以确保电动叶片和机舱定位机构处于正确的风向位置，以优化气流，实现最大发电量。SCADA系统还记录能量输出和涡轮机可用性，并在发生错误时发出警报。
在变电站层面，SCADA系统还可以:
•实施连接协议中的任何要求，以控制无功功率生产;
•有助于网络电压或频率控制;或者,
•根据网络运营商的指示限制电力。
每个集热器变电站的远程终端单元(RTU)监控变压器温度和抽头位置，以及变电站设备上的报警和状态接点。通过SCADA系统的广泛功能，工程师和/或技术人员可以检测低效率，并根据具体操作适当控制电流。
远程状态监控可防止意外停机
虽然今天许多风电场业主认识到SCADA系统的价值，但许多人还没有发现市场上现有的先进状态监测解决方案。(一些供应商也可能称之为预测性维护系统。)
状态监测系统提供遥感、监测和记录在风力涡轮机设备中检测到的任何不规则情况——无论是发生在涡轮叶片、齿轮、齿轮箱还是其他部件中。这种不规律可能是一种不寻常的振动，控制系统偏离正常，或其他潜在故障或故障的早期迹象。
风力发电场的所有者和运营商指出，齿轮箱、齿轮和轴承是问题最大的部件。在关键的运动部件上增加传感器，尤其是变速箱和主轴，可能是一个聪明的方法。由于风力涡轮机是地球上最大、最昂贵的旋转机构之一，一个可靠的、基于传感器的状态监测系统是一项具有成本效益和值得投资的投资，可以通过帮助防止重大设备故障和停机时间来节省大量成本。
随着市场对风力发电的需求不断增加，对SCADA和状态监测系统的需求也将增加。风力涡轮机的维护是昂贵的，即使在最好的条件下，但意外的涡轮机停机或故障是昂贵得令人望而却步。这是因为需要大型起重机和熟练的技术工人在数百英尺高的空中进行涡轮机维修。撇开工人安全不提，起重机的租金昂贵，操作困难，而且供不应求，这使得服务延误的可能性更大。
想想看:根据一位能源行业分析师的说法，在一个100兆瓦的大型风电场中，生产力仅损失1%，就相当于损失约25万美元的收入。这就是为什么投资高质量、网络化的SCADA和状态监测基础设施是如此重要，可以为风电场所有者和运营商提供更大程度的信心，以确保其运营的可靠性。
坚固耐用的网络交换机对可靠性至关重要
在我们对SCADA和状态监测系统的讨论中，有三个反复出现的主题是网络连接、实时信息流和集成监控。只有当有可靠的交换机将这些系统连接到整体通信基础设施时，这些功能才有可能实现。
鉴于监控和传输必要数据以确保最大正常运行时间的重要性，SCADA和状态监测系统中使用的以太网交换机必须能够承受它们所面临的严酷环境。此外，切换系统必须提供灵活性和可扩展性，以适应未来额外的传感器馈电设备或系统升级。
选择网络交换机时应考虑的主要产品质量和功能包括:
坚固耐用，坚固耐用，可承受机械冲击和振动
•MTBF(平均无故障时间)额定大于500,000小时
•工作温度范围为-40至+85摄氏度
•在高电磁干扰环境中防止丢包
•超强的防水防尘保护(如ip67外壳)
•允许高度冗余的网络设计和“热插拔”故障交换机的能力，而不会导致网络瘫痪
•支持变电站内网络的短距离光纤物理介质(即布线)和高速以太网的长距离光纤介质(100Mbps)
SCADA切换到现实世界
IndustrialENET是工业网络设备和工程服务的领先供应商，为风力发电行业的公司开创了网络架构的设计。自2000年以来，该公司一直与原始设备制造商、系统集成商和开发商合作，为风力发电场提供以太网网络和SCADA解决方案。
为了最大限度地提高一个项目的生产力，IndustrialENET的风电场架构需要在涡轮机、变电站和操作维护中心之间提供不间断的、近乎确定的大量数据流。此外，由于涡轮机的使用寿命为20年，因此所选择的网络组件也必须非常健壮。
对于基础设施的网络交换机，IndustrialENET指定了Hirschmann (Belden品牌)管理的交换机，该交换机提供了可靠、不间断性能所需的坚固结构和内置冗余。在冗余方面，单对赫斯曼MS4128-5千兆交换机可以在它们之间容纳一个千兆HIPER环，并提供到20个或更多100MB兄弟涡轮环的冗余连接。每个环，无论是父母或兄弟，可以有多达50个开关每个。
在指定SCADA和状态监测系统和组件时，花时间评估市场产品并投资于您能找到的最健壮的产品显然是值得的。投资回报率将增加信心和安心，您的信息和通信系统将在未来许多年可靠而良好地运行。
网络连接意味着更智能的电网
风力发电是当今世界上增长最快、最有前途的清洁电力来源之一，全球各地的公司都在寻求更高效、更经济的方式来发展和保障其能源基础设施，同时降低成本和碳排放。
不可否认，如今对智能电网的追求面临着挑战。为了盈利，风电场所有者和运营商需要在不遇到由于设备故障而导致的计划外停机的情况下，最大限度地提高涡轮机的效率。涡轮机停机成本高昂，意外故障可能导致灾难性的后果。
解决方案的一个关键部分是建立远程监控信息和通信基础设施。正如工业网络连接，自动化和控制已被证明在制造和加工厂有效一样，它们也可以帮助风力发电厂最大限度地提高产量，避免设备故障的可能性，并提高负责维护风力发电场的技术人员的安全性。
具有远程连接的坚固数据通信网络确保操作人员能够从遥远的位置获取必要的信息，以监控每台设备的状况和运行情况。这种全天候的电子警戒降低了极端寒冷、灰尘、振动、湿度或其他恶劣环境条件危及风电场电气系统或支持关键任务通信流的以太网交换机、电缆和连接器的风险。
SCADA提供集成和集中控制
运营风电场的好处在于风力是免费的。然而，这并不意味着风电场可以低效率运行。相反，由于能源价格的竞争性质，业主和运营商必须努力使生产力最大化，并确保他们从每个涡轮机中获得最大收益。
许多现代风电场选择实施监控和数据采集系统，作为操作的中枢神经中枢。SCADA系统是通过信息和数据通信网络连接涡轮机、变电站和气象设备的关键，该信息和数据通信网络收集、汇总、分析和报告设备性能和运行状态。
在涡轮塔内，SCADA系统通过将传感器连接到网络来工作。记录风速、风向和轴转速的传感器连接到涡轮机舱内的PLC。PLC通过局域网(LAN)传输数据，然后通过SCADA系统(作为中央控制中心)传输数据。
该反馈回路允许操作人员在必要时远程控制涡轮俯仰和偏航系统，以确保电动叶片和机舱定位机构处于正确的风向位置，以优化气流，实现最大发电量。SCADA系统还记录能量输出和涡轮机可用性，并在发生错误时发出警报。
在变电站层面，SCADA系统还可以:
•实施连接协议中的任何要求，以控制无功功率生产;
•有助于网络电压或频率控制;或者,
•根据网络运营商的指示限制电力。
每个集热器变电站的远程终端单元(RTU)监控变压器温度和抽头位置，以及变电站设备上的报警和状态接点。通过SCADA系统的广泛功能，工程师和/或技术人员可以检测低效率，并根据具体操作适当控制电流。
远程状态监控可防止意外停机
虽然今天许多风电场业主认识到SCADA系统的价值，但许多人还没有发现市场上现有的先进状态监测解决方案。(一些供应商也可能称之为预测性维护系统。)
状态监测系统提供遥感、监测和记录在风力涡轮机设备中检测到的任何不规则情况——无论是发生在涡轮叶片、齿轮、齿轮箱还是其他部件中。这种不规律可能是一种不寻常的振动，控制系统偏离正常，或其他潜在故障或故障的早期迹象。
风力发电场的所有者和运营商指出，齿轮箱、齿轮和轴承是问题最大的部件。在关键的运动部件上增加传感器，尤其是变速箱和主轴，可能是一个聪明的方法。由于风力涡轮机是地球上最大、最昂贵的旋转机构之一，一个可靠的、基于传感器的状态监测系统是一项具有成本效益和值得投资的投资，可以通过帮助防止重大设备故障和停机时间来节省大量成本。
随着市场对风力发电的需求不断增加，对SCADA和状态监测系统的需求也将增加。风力涡轮机的维护是昂贵的，即使在最好的条件下，但意外的涡轮机停机或故障是昂贵得令人望而却步。这是因为需要大型起重机和熟练的技术工人在数百英尺高的空中进行涡轮机维修。撇开工人安全不提，起重机的租金昂贵，操作困难，而且供不应求，这使得服务延误的可能性更大。
想想看:根据一位能源行业分析师的说法，在一个100兆瓦的大型风电场中，生产力仅损失1%，就相当于损失约25万美元的收入。这就是为什么投资高质量、网络化的SCADA和状态监测基础设施是如此重要，可以为风电场所有者和运营商提供更大程度的信心，以确保其运营的可靠性。
坚固耐用的网络交换机对可靠性至关重要
在我们对SCADA和状态监测系统的讨论中，有三个反复出现的主题是网络连接、实时信息流和集成监控。只有当有可靠的交换机将这些系统连接到整体通信基础设施时，这些功能才有可能实现。
鉴于监控和传输必要数据以确保最大正常运行时间的重要性，SCADA和状态监测系统中使用的以太网交换机必须能够承受它们所面临的严酷环境。此外，切换系统必须提供灵活性和可扩展性，以适应未来额外的传感器馈电设备或系统升级。
选择网络交换机时应考虑的主要产品质量和功能包括:
坚固耐用，坚固耐用，可承受机械冲击和振动
•MTBF(平均无故障时间)额定大于500,000小时
•工作温度范围为-40至+85摄氏度
•在高电磁干扰环境中防止丢包
•超强的防水防尘保护(如ip67外壳)
•允许高度冗余的网络设计和“热插拔”故障交换机的能力，而不会导致网络瘫痪
•支持变电站内网络的短距离光纤物理介质(即布线)和高速以太网的长距离光纤介质(100Mbps)
SCADA切换到现实世界
IndustrialENET是工业网络设备和工程服务的领先供应商，为风力发电行业的公司开创了网络架构的设计。自2000年以来，该公司一直与原始设备制造商、系统集成商和开发商合作，为风力发电场提供以太网网络和SCADA解决方案。
为了最大限度地提高一个项目的生产力，IndustrialENET的风电场架构需要在涡轮机、变电站和操作维护中心之间提供不间断的、近乎确定的大量数据流。此外，由于涡轮机的使用寿命为20年，因此所选择的网络组件也必须非常健壮。
对于基础设施的网络交换机，IndustrialENET指定了Hirschmann (Belden品牌)管理的交换机，该交换机提供了可靠、不间断性能所需的坚固结构和内置冗余。在冗余方面，单对赫斯曼MS4128-5千兆交换机可以在它们之间容纳一个千兆HIPER环，并提供到20个或更多100MB兄弟涡轮环的冗余连接。每个环，无论是父母或兄弟，可以有多达50个开关每个。
在指定SCADA和状态监测系统和组件时，花时间评估市场产品并投资于您能找到的最健壮的产品显然是值得的。投资回报率将增加信心和安心，您的信息和通信系统将在未来许多年可靠而良好地运行。
