行業背景

風能是一種可再生的綠色能源，有著清潔、無污染、取之不盡、用之不竭的特點。目前，為了低碳環保可持續發展，世界各國相繼將發展再生能源列為重要目標。在此情形下，風力發電也就成為各國首選的能源發展重點。

風力發電具有間歇性和隨機性的特點，規模并網會對電力系統穩定運行造成沖擊。儲能則能平抑風電波動、提高電能質量，從而減少棄風。當前我國風電裝機增量規模龐大，但是消納問題依然是整個產業的痛點，因此對于整個風電產業來說，儲能之于風電意義重大。目前，已有不少省份出臺了新能源配置儲能相關政策要求，在前不久國際能源網/風電頭條整理發布的建設方案中，就有9省市明確要求風光配套儲能。

風電儲能系統是一個可完成存儲電能和供電的系統，可以使太陽能、風能發電平滑輸出，減少其隨機性、間歇性、波動性給電網和用戶帶來的沖擊；通過谷價時段充電，峰價時段放電可以減少用戶的電費支出；在大電網斷電時，能夠孤島運行，確保對用戶不間斷供電，微電網運行。采用EMS能源管理系統實現對儲能電站BMS和PCS的集中監控，統一操作、維護、檢修和管理，實現故障的快速切除、在負荷高峰時緩解電網壓力、降低電網運行成本、提高經濟效益。

風力發電系統

在全球溫室效應愈加嚴重的國際大背景下，風力發電無疑是“0污染”發電的最佳途徑之一。風力發電系統一般由發電機，風輪，變速機以及控制系統組成。

風電機組葉片主要負責從周圍環境中吸收風能，當風力達到一定程度時，由三片旋轉葉片組成的風輪便會開始旋轉。通過自身的旋轉，風能帶動葉片后的齒輪轉動，將風能轉化成為機械能，接下來再通過發電機的運動轉化為電能，從而實現發電。

風電機組變槳系統負責在風電機組運行過程中對葉片進行控制，從而使得機組在所有風速階段的情況下，葉片都能保持在能最大吸收風能的狀態。

風電儲能系統難題與解決方案

由于風電場多處于野外山地，自然環境惡劣，站點分散，且每兩個相鄰的風電機之間的間隔距離需要大于500米，否則會出現相互干擾的情況。風電儲能系統必須思考如何解決以下難題。

01

如何實現塔基主控系統和機艙可再生能源控制系統的通信協議轉換？

變槳時，需要根據風速以及風向來調整扇葉的角度，以達到發電的最佳狀態。大型MW級以上風電機組通常采用液壓變槳系統或電動變槳系統。變槳系統由前端控制器對3個風機葉片的槳距驅動裝置進行控制，其是主控制器的執行單元，采用CANopen與主控制器進行通訊，以調節3個葉片的槳距工作在最佳狀態。變槳系統有后備電源系統和安全鏈保護，保證在危急工況下緊急停機。虹科協議轉換網關支持各類現場總線與工業以太網協議之間的相互轉換，時間延遲低，能夠有效解決多個設備之間通訊不兼容的難題。

02

如何確保多個風力發電塔之間，以及風電塔與測風塔之間的遠距離、穩定通信？

多個風電塔之間遠距離進行通信時，可能會受到內部發電機組對其產生的電磁干擾，而導致通信不穩定，影響信號傳輸質量。虹科CAN轉光纖中繼器，可以在CAN網絡的任何一點用光纖線路代替一段CAN網絡，通過將傳輸的 CAN 信號轉換為光信號，來實現信號的長距離傳輸，并減少抗電磁干擾對信號的影響，確保了塔間信號通訊的穩定性。

03

BMS系統中經常存在多個電池柜，如何實現電池狀態信息的跨電池柜遠距離穩定傳輸？

BMS將電池狀態量及異常信息發送給變流器，儲能變流器PCS接到BMS警告信息后應進行相應的保護動作。CAN總線上任意兩個節點之間的最大傳輸距離與其波特率相關，隨著儲能系統中各儲能電池組的增加，CAN總線通訊會隨著傳輸距離和傳輸時間的增加，出現信號衰減，或者隨著波特率的增加縮短傳輸距離。虹科HK-PCAN-Repeater DR 中繼器能夠在兩個具有高達 5 kV 電流隔離的高速 CAN 總線之間建立連接，有效延長分支通訊距離。

BMS下通常掛載多個電池柜，為保證CAN網絡數據傳輸的可靠性，虹科HK-PCAN-Router DR 路由器可以將整個CAN網絡分為獨立的不同網段，用于跨電池柜之間的遠距離傳輸，從而拓展CAN總線長度。憑借HK-PCAN-Repeater DR 中繼器與HK-PCAN-Router DR 路由器對CAN網絡的進行分支、電氣隔離、消息轉發，可以實現整個CAN網絡設備連接數量增加以及CAN網絡傳輸距離擴展，提高儲能系統CAN數據傳輸的質量，保障儲能系統高效可靠的運行。

04

如何進行電池組的實時監測和控制，實現對電池的保護？

如上圖，PCAN被用來收集每個電池的數據，包括溫度、電壓和其他參數，BMS處理這些信息以實時監測電池單元的狀態。BMS利用CAN通信持續監測電池組的溫度、電壓和電流，并且在上位機PE6上解析，檢測是否有任何異常情況，比如過熱、過度充電或過度放電等。除了上位機監控軟件，我們還提供便攜的手持式診斷儀，工程師和開發人員可以輕易地用它設備中的總線網絡，快速完成簡單的總線診斷任務，包括測量終端電阻、總線負載以及CAN連接器上的電平等。

05

風力發電系統與公共電網之間并網時容易發生事故，如何提升系統安全性？

如上圖，虹科NA003電網保護器被安裝在新能源發電系統與公共電網之間，可用于諸如光伏、電池儲能、風力發電、水電、生物質等新能源發電系統中。當公共電網出現電路故障，如電壓過高，虹科NA003能夠在極短的時間內快速切斷發電系統與公共電網之間的并網連接，從而避免發電系統造成損壞；也可以避免發電系統持續向電網供電，造成電網維修人員存在觸電風險。

虹科智能自動化

虹科是一家在工業自動化領域，特別是工業總線通訊行業經驗超過15年的高科技公司。虹科智能自動化事業部與歐洲和美國的世界知名工業自動化、能源管理與樓宇自動化專家展開深度合作，提供各類通信協議的軟硬件解決方案，通信技術類型涉及工業自動化通訊協議【CAN、CANopen、EtherCAT、PROFINET、EtherNet/IP、IO-Link、OPC UA、MQTT、TSN】等，能源管理與樓宇自動化通訊協議【ASCII、BACnet、KNX、Modbus】等，解決方案包含：代碼、芯片/模塊、板卡、網關、IO、工控機、繼電器、測試方案、培訓和開發服務等。因此，虹科是國內為數極少的在OT領域深耕多年并技術經驗全面的供應商。

虹科智能自動化事業部以客戶需求為導向，以技術能力為基礎，為國內企業提供最適合的產品和最滿意的服務。作為鏈條最全、方案最豐富、且兼備技術服務落地的通信技術資源整合商，虹科服務的客戶已經超過1000家，虹科工程師們一直在萬物互聯的潮流中扮演著如高速公路般的連接作用，這是我們的使命也是我們的自豪。