Renewtech主要建造和維護 99 千瓦風力發電機組，它們在美國是非常歡迎的小型風力發電項目
盡jin管guan替ti代dai能neng源yuan行xing業ye的de政zheng府fu補bu貼tie有you所suo波bo動dong，美mei國guo政zheng府fu將jiang繼ji續xu支zhi持chi使shi用yong單dan風feng力li發fa電dian機ji項xiang目mu利li用yong風feng能neng的de措cuo施shi。在zai許xu多duo情qing況kuang下xia，運yun營ying商shang利li用yong投tou資zi稅shui收shou來lai抵di免mian 1 兆瓦以下的風力發電項目。這個細分市場在 2013 年取得了特別強勁的增長，預計 2014 年將持續保持增長，該市場也是風力發電機組專家Renewtech LLC 公司最擅長的領域。
Renewtech總部位於明尼蘇達州 Elbow Lake，主要經營 99 千瓦失速型風力發電機組。公司的服務範圍包括係統規劃、設計、機艙和控製單元組裝到轉子和風力發電塔筒的生產。Renewtech還利用其經驗豐富的專家團隊的實力來改造和監測現有的係統。在美國，許多 50 到 150 千瓦範圍內的風力發電機組都建於上世紀 80 年代和 90 年代，以今天的標準來看，它們的技術已經變得不再可靠且低效。“我們看到了整修和更換等方麵的巨大需求，Renewtech有能力維護其中許多設施。”Renewtech公司業務發展總監 Jackie Chelemedos解釋道。例如，典型的Renewtech項目是由公共機構（如學校和大學）以及農場和牧場運營的風力發電機組。
傳統風力發電機組控製不再能夠滿足需求
Renewtech的風力發電機組有 20 年nian的de質zhi保bao期qi，可ke在zai七qi到dao十shi二er年nian內nei收shou回hui成cheng本ben，這zhe取qu決jue於yu每mei個ge特te定ding地di點dian的de利li用yong率lv。長chang質zhi保bao期qi的de基ji礎chu是shi公gong司si采cai用yong高gao品pin質zhi的de元yuan件jian以yi及ji它ta的de容rong量liang餘yu量liang，遠yuan遠yuan超chao出chu了le常chang規gui風feng力li發fa電dian機ji組zu的de峰feng值zhi需xu求qiu。這zhe在zai可ke能neng有you大da風feng的de地di區qu尤you為wei關guan鍵jian。“對於我們的 99 千瓦係統，我們使用了專為 150 千瓦設計的齒輪，齒輪比約為 2.3，使它們能夠在高峰期時處理超過 300 千瓦。”Renewtech公司的高級調試技術員 Matt Kugler解釋說道。“此外，Renewtech的風力發電機組可以操作兩個發電機，而不是一個。盡管係統具有高可靠性和冗餘性，對於Renewtech及其客戶來說，具有遠程訪問和診斷功能是一個關鍵優勢：“我wo們men記ji錄lu每mei個ge風feng力li發fa電dian機ji和he整zheng個ge風feng電dian場chang的de數shu據ju。我wo們men還hai會hui在zai我wo們men總zong部bu存cun儲chu所suo有you風feng電dian場chang數shu據ju。我wo們men可ke以yi從cong這zhe裏li遠yuan程cheng監jian控kong所suo有you的de風feng力li發fa電dian機ji組zu。“Kugler解釋道。
2012 年，Renewtech進入了係統開發的下一階段，對其 99 千瓦的風力發電機組的控製進行批判性分析。事實證明，當時使用的平台麵臨一些限製，如受限的廠商支持、係統與標準媒介和網絡的連接有問題以及不靈活的軟件。簡而言之，公司需要為其風力發電機組尋求一個新的控製平台。“我們知道，Beckhoff公司在全球風力發電機組市場上一直非常成功，它的技術非常適合我們的 99 千瓦係統。”Renewtech公司運營總監 Steve Martineau 回憶道。在隨後的開發和測試階段，Beckhoff的應用工程師幫助Renewtech為新一代風力發電機組進行了重新編程。此後不久，公司認為基於 PC 的控製技術和EtherCAT作為通信係統能夠最佳滿足其需求。
基於 PC 的自動化技術推動力風力發電機組的現代化改造進程
用於Renewtech的 99 千瓦的雙發電機係統的標準控製係統由一台采用 Windows CE 和裝有TwinCAT PLC Runtime 的BeckhoffCX5020 嵌入式控製器、一個BeckhoffTwinCAT SMS/ SMTP 服務器和EtherCAT I/O 端子模塊組成。對於由 50 個風力發電機組構成的風電場，C69xx 係列工業 PC 也被用作為服務器。CX5020 用作風力發電機組的中央控製器。它監測饋電情況、進行必要的風向對準、記錄數據並生成故障消息。除了執行 PLC、測量和通信功能之外，CX5020 運行 HMI 軟件用於在風力發電機組上進行可視化並監測在美國安裝的Renewtech係統的基礎。“憑借其 -25°到 +60°C（-13°到+ 140°F）的寬溫範圍，它也可以安裝在氣候炎熱的地區。”Steve Martineau 說道。
BeckhoffCX5020 嵌入式控製器用作風力發電機組的中央控製器。它監測饋電情況、進行必要的風速和位置調整、記錄數據並發送故障消息
通過EtherCAT端子模塊靈活和經濟地進行監測
一根標準的以太網電纜連接機艙與塔基。通訊以EtherCAT技術為基礎
Renewtech係統連續記錄數據。“倍福三相電力測量端子模塊 EL3413 為我們提供了最重要的數據。例如，它讓我們能夠進行電力和頻率測量以及管理我們複雜的 480伏係統。”Matt Kugler說道。“找到靈活、經濟的並且容易整合的電力測量係統並不總是容易的。大多數設備都是獨立係統，它們需要特殊的硬件、軟件和其它層麵的複雜性。它們也很昂貴。”帶 EL3413 端子模塊的係統通過EtherCAT和BeckhoffTwinCAT收集所有Renewtech應用的電力數據，並將獲取的狀態信息發送到Elbow Lake 的公司總部。電力監控報警簡單地通過電子郵件發送給Renewtech專家，它可以遠程解決故障或請求本地幫助。
由於Renewtech在其位於明尼蘇達州 Elbow Lake 的總部存儲其所有的客戶數據，它可以從這一中心位置遠程監控所有風力發電機組
“對我們來說，特別重要的是Beckhoff的EtherCAT加/減計數器端子模塊 EL1502，它可以監測兩台發電機的主軸速度以及借助風速計測定風速。”Matt Kugler解釋說。加/減計數器用於計算二進製脈衝，並以電氣隔離的形式將計數器數值傳輸到上遊的自動化設備中。“總之，可以肯定地說，Beckhoff擁有種類繁多的EtherCAT I/O 特殊功能端子模塊，讓我們能夠跟上最新發展。”Kugler補充說道。“例如，如果我們要在我們所有的風力發電機組上增加振動監測功能，我們可以通過EtherCAT CMS 端子模塊 EL3632 輕鬆集成這一功能。”
對於Renewtech來說，讓客戶滿意是一件輕而易舉的事
“自從我們在我們的Renewtech風力發電機組中增加了Beckhoff的控製係統，其可靠性和可用性至少提升了 50％。”Steve Martineau 如是說。“而且，由於可用性是發電的前提條件，而發電為我們的客戶帶來利潤，其重要性怎麼強調也不過分。”然而，在風力發電機組和風場網絡中使用EtherCAT可以帶來額外的好處，Steve Martineau說道：“轉向使用EtherCAT之後，我們隻需要兩個易於處理的標準型連接器，而不是用於 80 個連接點的 40 根銅電纜。這為我們每台風機節省了兩到三個工時的布線工作。”“根據我們的積極體驗，將來，我們將給我們所有的風力發電機組配備Beckhoff控製器。”Jackie Chelemedos總結道。