虹科方案 | 风电储能系统通讯难？虹科为您提供多种解决方案！

 

行业背景

风能是一种可再生的绿色能源，有着清洁、无污染、取之不尽、用之不竭的特点。目前，为了低碳环保可持续发展，世界各国相继将发展再生能源列为重要目标。在此情形下，风力发电也就成为各国首选的能源发展重点。

 

风力发电具有间歇性和随机性的特点，规模并网会对电力系统稳定运行造成冲击。储能则能平抑风电波动、提高电能质量，从而减少弃风。当前我国风电装机增量规模庞大，但是消纳问题依然是整个产业的痛点，因此对于整个风电产业来说，储能之于风电意义重大。目前，已有不少省份出台了新能源配置储能相关政策要求，在前不久国际能源网/风电头条整理发布的建设方案中，就有9省市明确要求风光配套储能。

 

 

风电储能系统是一个可完成存储电能和供电的系统，可以使太阳能、风能发电平滑输出，减少其随机性、间歇性、波动性给电网和用户带来的冲击；通过谷价时段充电，峰价时段放电可以减少用户的电费支出；在大电网断电时，能够孤岛运行，确保对用户不间断供电，微电网运行。采用EMS能源管理系统实现对储能电站BMS和PCS的集中监控，统一操作、维护、检修和管理，实现故障的快速切除、在负荷高峰时缓解电网压力、降低电网运行成本、提高经济效益。

风力发电系统

在全球温室效应愈加严重的国际大背景下，风力发电无疑是“0污染”发电的最佳途径之一。风力发电系统一般由发电机，风轮，变速机以及控制系统组成。

风电机组叶片主要负责从周围环境中吸收风能，当风力达到一定程度时，由三片旋转叶片组成的风轮便会开始旋转。通过自身的旋转，风能带动叶片后的齿轮转动，将风能转化成为机械能，接下来再通过发电机的运动转化为电能，从而实现发电。

 

 

风电机组变桨系统负责在风电机组运行过程中对叶片进行控制，从而使得机组在所有风速阶段的情况下，叶片都能保持在能最大吸收风能的状态。

风电储能系统难题与解决方案

由于风电场多处于野外山地，自然环境恶劣，站点分散，且每两个相邻的风电机之间的间隔距离需要大于500米，否则会出现相互干扰的情况。风电储能系统必须思考如何解决以下难题。

01

如何实现塔基主控系统和机舱可再生能源控制系统的通信协议转换？

变桨时，需要根据风速以及风向来调整扇叶的角度，以达到发电的最佳状态。大型MW级以上风电机组通常采用液压变桨系统或电动变桨系统。变桨系统由前端控制器对3个风机叶片的桨距驱动装置进行控制，其是主控制器的执行单元，采用CANopen与主控制器进行通讯，以调节3个叶片的桨距工作在最佳状态。变桨系统有后备电源系统和安全链保护，保证在危急工况下紧急停机。虹科协议转换网关支持各类现场总线与工业以太网协议之间的相互转换，时间延迟低，能够有效解决多个设备之间通讯不兼容的难题。

02

如何确保多个风力发电塔之间，以及风电塔与测风塔之间的远距离、稳定通信？

多个风电塔之间远距离进行通信时，可能会受到内部发电机组对其产生的电磁干扰，而导致通信不稳定，影响信号传输质量。虹科CAN转光纤中继器，可以在CAN网络的任何一点用光纤线路代替一段CAN网络，通过将传输的 CAN 信号转换为光信号，来实现信号的长距离传输，并减少抗电磁干扰对信号的影响，确保了塔间信号通讯的稳定性。

03

BMS系统中经常存在多个电池柜，如何实现电池状态信息的跨电池柜远距离稳定传输？

BMS将电池状态量及异常信息发送给变流器，储能变流器PCS接到BMS警告信息后应进行相应的保护动作。CAN总线上任意两个节点之间的最大传输距离与其波特率相关，随着储能系统中各储能电池组的增加，CAN总线通讯会随着传输距离和传输时间的增加，出现信号衰减，或者随着波特率的增加缩短传输距离。虹科HK-PCAN-Repeater DR 中继器能够在两个具有高达 5 kV 电流隔离的高速 CAN 总线之间建立连接，有效延长分支通讯距离。

BMS下通常挂载多个电池柜，为保证CAN网络数据传输的可靠性，虹科HK-PCAN-Router DR 路由器可以将整个CAN网络分为独立的不同网段，用于跨电池柜之间的远距离传输，从而拓展CAN总线长度。凭借HK-PCAN-Repeater DR 中继器与HK-PCAN-Router DR 路由器对CAN网络的进行分支、电气隔离、消息转发，可以实现整个CAN网络设备连接数量增加以及CAN网络传输距离扩展，提高储能系统CAN数据传输的质量，保障储能系统高效可靠的运行。

04

如何进行电池组的实时监测和控制，实现对电池的保护？

如上图，PCAN被用来收集每个电池的数据，包括温度、电压和其他参数，BMS处理这些信息以实时监测电池单元的状态。BMS利用CAN通信持续监测电池组的温度、电压和电流，并且在上位机PE6上解析，检测是否有任何异常情况，比如过热、过度充电或过度放电等。除了上位机监控软件，我们还提供便携的手持式诊断仪，工程师和开发人员可以轻易地用它设备中的总线网络，快速完成简单的总线诊断任务，包括测量终端电阻、总线负载以及CAN连接器上的电平等。

 

 

05

风力发电系统与公共电网之间并网时容易发生事故，如何提升系统安全性？

如上图，虹科NA003电网保护器被安装在新能源发电系统与公共电网之间，可用于诸如光伏、电池储能、风力发电、水电、生物质等新能源发电系统中。当公共电网出现电路故障，如电压过高，虹科NA003能够在极短的时间内快速切断发电系统与公共电网之间的并网连接，从而避免发电系统造成损坏；也可以避免发电系统持续向电网供电，造成电网维修人员存在触电风险。

虹科智能自动化

虹科是一家在工业自动化领域，特别是工业总线通讯行业经验超过15年的高科技公司。虹科智能自动化事业部与欧洲和美国的世界知名工业自动化、能源管理与楼宇自动化专家展开深度合作，提供各类通信协议的软硬件解决方案，通信技术类型涉及工业自动化通讯协议【CAN、CANopen、EtherCAT、PROFINET、EtherNet/IP、IO-Link、OPC UA、MQTT、TSN】等，能源管理与楼宇自动化通讯协议【ASCII、BACnet、KNX、Modbus】等，解决方案包含：代码、芯片/模块、板卡、网关、IO、工控机、继电器、测试方案、培训和开发服务等。因此，虹科是国内为数极少的在OT领域深耕多年并技术经验全面的供应商。

 

虹科智能自动化事业部以客户需求为导向，以技术能力为基础，为国内企业提供最适合的产品和最满意的服务。作为链条最全、方案最丰富、且兼备技术服务落地的通信技术资源整合商，虹科服务的客户已经超过1000家，虹科工程师们一直在万物互联的潮流中扮演着如高速公路般的连接作用，这是我们的使命也是我们的自豪。