2023年10月16日-19日，2023北京國際風能大會暨展覽會（CWP2023）在北京如約召開。作為全球風電行業(yè)年度最大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國內(nèi)外參會代表共同參與的風能盛會，再次登陸北京，聚焦中國能源革命的未來。

本屆大會以“構筑全球穩(wěn)定供應鏈 共建能源轉(zhuǎn)型新未來”為主題，將歷時四天，包括開幕式、主旨發(fā)言、高峰對話、創(chuàng)新劇場以及關于“全球風電產(chǎn)業(yè)布局及供應鏈安全”“雙碳時代下的風電技術發(fā)展前景”“國際風電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“風電機組可靠性論壇”等不同主題的21個分論壇。能見App全程直播本次大會。

10月18日下午，東方電氣風電股份有限公司設計工程師系統(tǒng)架構師劉利文在風電產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新論壇II上發(fā)表題為《緊跟風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，堅定推進主控PLC國產(chǎn)化應用》的主題演講。

以下為發(fā)言全文：

各位專家大家好，今天我分享的主題是《緊跟風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，堅定推進主控PLC國產(chǎn)化應用》。

前言，我國在全球氣候變暖，能源減排體現(xiàn)出負責任大國的態(tài)度，提出“3060”的目標，促進新時代新能源高質(zhì)量發(fā)展的實施方案。風電相較于其他的可再生能源具有低碳排放特性，雙碳政策也將使風電行業(yè)迎來跨越式發(fā)展。

風電產(chǎn)業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展，勢必帶來PLC需求量增加，風機主控制器使用的是國外品牌，供應鏈依賴于國外，受到不確定因素的影響，我們交貨也會帶來一些影響。   

國產(chǎn)化需求，PLC主控制器是大腦，為了行業(yè)健康發(fā)展我們必須要把命脈掌握在自己的手中，深入實施創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略，積極突破卡脖子技術。科技自立自強是強國之基，推動主控制器開發(fā)應用是大勢所趨。

我所在的公司是東方電氣集團二級子公司，并為東方電氣高新技術產(chǎn)業(yè)，國家高新技術企業(yè)，打造國際一流綜合解決方案提供商為目標，具有雄厚的技術實力，公司秉承創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展理念，堅定推動PLC國產(chǎn)化開發(fā)與利用。

國產(chǎn)化解決方案，風機主控制器相較于其他的行業(yè)有特殊性，滿足要求有四點：嚴苛自運行關系、功能要求、性能要求、編程軟件要求。

國產(chǎn)控制器適用范圍是-30-65度，海拔4000米以下，可用于海上風電，整個控制器滿足風電行業(yè)的應用。這是風機主控制器模塊及性能（PPT），采用的是高性能CPU，操作系統(tǒng)國產(chǎn)操作系統(tǒng)，內(nèi)存容量4G，控制器支持多任務運算，最快是500微秒。

國產(chǎn)控制器具備豐富的模塊種類，可以供用戶進行按需求選配。主要的模塊可以滿足風電行業(yè)需求，控制器具備豐富的通訊連接，支持標準網(wǎng)絡協(xié)議，也支持RTU等通訊協(xié)議。

右邊是風機主控制器與其他設備的通訊連接圖（PPT），包含風機主控制器需要用到的主流通訊協(xié)議，國產(chǎn)控制器完全可以支持風機主控的需求，一個強大的控制器必須配備一個強大的編程軟件，國產(chǎn)風機主控制器配備的編程軟件，支持C61131-3標準，具備在線調(diào)試等功能，可用于故障分析和診斷，包含面向風電行業(yè)使用的專用庫。

控制器具備維護簡便的特性，CPU模塊有指示燈，用戶也可以查看系統(tǒng)日志的維護效率，便于維護升級。右邊圖展示的是國外電力能源行業(yè)，以及其他工業(yè)領域，曾多次發(fā)生因網(wǎng)絡安全導致重大安全事故的發(fā)生。

網(wǎng)絡安全對于保障電力系統(tǒng)的安全性是很重要的話題，而風機主控制器又是構建風電領域電力系統(tǒng)網(wǎng)絡安全的很重要環(huán)節(jié)，我們的國產(chǎn)控制器CPU模塊采用的是國產(chǎn)操作系統(tǒng)，相比于win系統(tǒng)具有安全性，同時具備安全保護功能。

以上是我對PLC軟硬件平臺的主要介紹，接下來介紹主控軟件設計。

結合我們多年的軟件開發(fā)經(jīng)驗，主控軟件核心是三個方面：發(fā)電能力提升、控制安全性、電網(wǎng)適應性。

發(fā)電能力提升方面，在算法上采用成熟穩(wěn)定的雙PI核心算法，保證核心控制算法參數(shù)與風機匹配，充分發(fā)揮機組的性能。采用最優(yōu)比控制，環(huán)境溫度動態(tài)調(diào)整策略，根據(jù)轉(zhuǎn)速策略，保證風機獲得能量捕獲。

風機發(fā)電效率相對于方向是呈正相關，根據(jù)這一特點采用計算方法，使它能夠提高發(fā)電量。右邊是計算方法上獲得的發(fā)明專利，在北方地區(qū)機組停機后不能快速起機，針對這一特點采用低溫空轉(zhuǎn)齒輪箱油溫升溫速度，減少因油溫低導致發(fā)電量損失的情況。

針對小風我們會提高發(fā)電量，對機組進行雙模改造，全功率模式使機組運行更低的轉(zhuǎn)速，使機組運行的時間更加長，進而提升發(fā)電量。

在安全性，用軟件對風機進行建模，基于穩(wěn)定的風機模型進行控制參數(shù)優(yōu)化，確保風機載荷不超過設計。同時，我們也有針對性進行安全保護宏觀邏輯設計，例如安全風機故障暗中程度和類型進行分組進行控制。

電網(wǎng)試運行方面，包括故障電壓穿越，分為高低電壓穿越等。我們主控系統(tǒng)協(xié)同變流器，可以滿足電網(wǎng)的要求。故障電壓穿越的軟件設計有以下幾點，快速采集電網(wǎng)數(shù)據(jù)，嚴格安全標準設置參數(shù)，在故障電壓穿越期間，根據(jù)耐壓值保障負荷。在電壓恢復后，控制風機以不低于電網(wǎng)的速率進行恢復。

電網(wǎng)對風電場的調(diào)頻動態(tài)指標，從上面指標可以看到要求還是比較高，風機常規(guī)控制難以滿足調(diào)節(jié)時間、調(diào)節(jié)精度的要求，我們結合風機的理論，自主設計調(diào)頻的控制算法。功率通過動態(tài)調(diào)節(jié)，設定轉(zhuǎn)速和扭矩的方式進行儲能控制，同時保證功率控制的精度，充分利用功能，并優(yōu)化變槳算法，快速提升風能的吸收。

國產(chǎn)化改造應用，改造設計施工過程有針對性的設計解決方案，搭建風機模型，解決原系統(tǒng)存在的痛點，對原系統(tǒng)發(fā)電效率、安全性、電網(wǎng)適用性上做支撐，改善方案等，最后現(xiàn)場改造施工。右邊圖展示的是現(xiàn)場國產(chǎn)化改造實際效果圖。

在風機改造后進行全面的安全保護測試和運行分析，結果和數(shù)據(jù)分析均正常。根據(jù)主控國產(chǎn)化改造后，機組整體運行穩(wěn)定。采用的是自主設計，且經(jīng)過批量的高低電壓穿越，可滿足電網(wǎng)試運營的要求，改為低電壓穿越效果圖。

風電是實現(xiàn)碳中和目標的主力軍，雙碳目標提出對風電行業(yè)是重大機遇，PLC提出的自主可控水平可以解決卡脖子問題，國產(chǎn)PLC是穩(wěn)定性和安全性，可以針對需求做出快速的響應，服務本土化使技術支撐變的更加高效，高性價比的國產(chǎn)PLC優(yōu)勢更加凸顯。我們公司堅持自主創(chuàng)新，堅定推動PLC開發(fā)與應用，助力雙碳目標的實現(xiàn)。

我的分享到此結束，謝謝大家。

（根據(jù)演講速記整理，未經(jīng)演講人審核）