引言
     中國的風能資源十分豐富，目前已經探明的風能儲量約為3226GW，其中可利用風能約為253GW，主要分布在西北

、華北和東北的草原和戈壁以及東部和東南沿海及島嶼上。根據統計，截至到2006年底，中國大陸地區已建成並網型風電場91座，累計運行風力發電機組3311台，總容量達259.9萬kW（以完成整機吊裝作為統計依據）。已經建成並網發電的風場主要分布在新疆
、內蒙、廣東、浙江
、遼寧等16個省區。根據電監會公布的數據，截至2006年底,中國發電裝機容量達到62200萬kW，風力發電占全國總裝機容量的0.42%。截至到2006年底，全世界總風電裝機容量已經達到7390.4萬kW，其中德國總裝機容量2062.2萬kW，位居世界第一
，中國2006年風電新增裝機容量僅次於美國
、德國
、印度和西班牙
，列第五位
；總裝機容量列世界第六位。因此，風力發電將成為我國最具大規模開發前景的新能源之一。

     fenglifadianxitongzhuyaoyouhengsuhengpinfenglifadianjixitonghebiansuhengpinfenglifadianjixitongliangdalei。hengsuhengpinfenglifadianxitongyibanshiyongtongbudianjihuozheshulongshiyibudianjizuoweifadianji，tongguodingjiangjushisukongzhidefenglunjishifadianjidezhuansubaochizaihengdingdeshuzhijierbaozhengfadianjiduanshuchudianyadepinlvhefuzhidehengding，qiyunxingfanweibijiaozhai，zhinengzaiyidingfengsuxiabuhuofengneng
，fadianxiaolvjiaodi。biansuhengpinfenglifadianxitongyibancaiyongyongcitongbudianjihuozheshuangkuidianjizuoweifadianji，tongguobianjiangjukongzhifenglunshizhenggexitongzaihendadesudufanweineianzhaozuijiadexiaolvyunxing，shimuqianfenglifadianjishudefazhanfangxiang。duiyufengjilaishuo，qitiaosufanweiyibanzaitongbusude50%～150％之zhi間jian，如ru果guo采cai用yong普pu通tong鼠shu籠long異yi步bu電dian機ji係xi統tong或huo者zhe永yong磁ci同tong步bu電dian機ji係xi統tong，變bian頻pin器qi的de容rong量liang要yao求qiu與yu所suo拖tuo動dong的de發fa電dian機ji容rong量liang相xiang當dang，這zhe是shi非fei常chang不bu經jing濟ji的de。雙shuang饋kui異yi步bu風feng力li發fa電dian係xi統tong定ding子zi和he電dian網wang直zhi接jie相xiang連lian接jie，轉zhuan子zi和he功gong率lv變bian換huan器qi相xiang連lian接jie
，通tong過guo變bian換huan器qi的de功gong率lv僅jin僅jin是shi轉zhuan差cha功gong率lv
，這zhe是shi各ge種zhong傳chuan動dong係xi統tong中zhong效xiao率lv比bi較jiao高gao的de，該gai結jie構gou適shi合he於yu調tiao速su範fan圍wei不bu寬kuan的de風feng力li發fa電dian係xi統tong
，尤you其qi是shi大da、中容量的風力發電係統。

     西安某風電變頻裝置運用於1.5MW變速恒頻雙饋風力發電機組，通過調節雙饋發電機勵磁電流，使得發電機按最佳功率輸出690V
、50Hz的恒定電壓。整個控製過程通過兩個階段實現，額定風速以下，調節發電機反力矩使轉速跟隨風速變化
，以便按最佳葉尖速比輸出功率；高於額定風速時
，配合變槳矩係統改變槳葉節距限製機組獲取的能量，使風電機組保持在額定功率點發電。

▲ 最佳葉尖速比控製：根(gen)據(ju)風(feng)速(su)變(bian)化(hua)對(dui)發(fa)電(dian)機(ji)轉(zhuan)速(su)進(jin)行(xing)實(shi)時(shi)調(tiao)節(jie)，使(shi)得(de)風(feng)機(ji)在(zai)額(e)定(ding)功(gong)率(lv)以(yi)下(xia)能(neng)運(yun)行(xing)在(zai)最(zui)大(da)功(gong)率(lv)捕(bu)獲(huo)點(dian)，優(you)化(hua)了(le)風(feng)機(ji)功(gong)率(lv)輸(shu)出(chu)性(xing)能(neng)，提(ti)高(gao)了(le)整(zheng)機(ji)風(feng)能(neng)利(li)用(yong)率(lv)；

▲軟並網技術：調節發電機輸出電壓的頻率

、幅值、相位，使其與電網嚴格同步，實現變速恒頻無衝擊電流並網
；

▲有功與無功的解耦控製：通tong過guo調tiao節jie勵li磁ci電dian流liu的de有you功gong與yu無wu功gong分fen量liang


，分fen別bie調tiao節jie發fa電dian機ji的de有you功gong功gong率lv和he無wu功gong功gong率lv。在zai可ke以yi調tiao節jie電dian網wang的de功gong率lv因yin數shu，補bu償chang電dian網wang的de無wu功gong需xu求qiu的de同tong時shi

，提ti高gao電dian力li係xi統tong的de靜jing態tai和he動dong態tai性xing能neng
；

▲定子磁鏈定向矢量控製技術：通(tong)過(guo)調(tiao)節(jie)發(fa)電(dian)機(ji)勵(li)磁(ci)電(dian)流(liu)實(shi)現(xian)在(zai)不(bu)同(tong)的(de)轉(zhuan)速(su)下(xia)的(de)恒(heng)頻(pin)發(fa)電(dian)
，滿(man)足(zu)用(yong)電(dian)負(fu)載(zai)和(he)電(dian)網(wang)的(de)要(yao)求(qiu)，同(tong)時(shi)按(an)最(zui)佳(jia)葉(ye)尖(jian)速(su)比(bi)實(shi)時(shi)調(tiao)節(jie)發(fa)電(dian)機(ji)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)

，提(ti)高(gao)了(le)機(ji)組(zu)的(de)經(jing)濟(ji)效(xiao)益(yi)。

圖1 帶有PROFIBUS接口的風電變頻器

▲ 高效的防護措施和成熟可靠的器件選型，使得變頻器適應風電行業風沙多、溫差變化大和振動大等特殊的工作環境；

▲ 通過PROFIBUS現場總線接口

，實時與上位機進行數據處理；

▲ 模塊化的設計理念
，使得變頻器結構緊湊、易於維護；

▲ 完善的故障保護和信息顯示
，在有效保護風電機組的同時，提供可視化的用戶界麵；

▲ 高性能的矢量控製和PWM脈衝整流技術，為變頻器的可靠運行提供了有效保障。

該風電變頻器的PROFIBUS接口是在鼎實科技的嵌入式PROFIBUS接口卡PB-OEM1-DPRAM的基礎上開發而成。鼎實科技的PB-OEM1-DPRAM專為自主開發具有PROFIBUS-DP通信功能的產品
，且對實時響應時間有較高要求的用戶，以OEM方式提供PROFIBUS-DP從站通信接口。風電變頻器的CPU將PB-OEM1-DPRAM作為一個外存儲器，將PROFIBUS輸入數據存入OEM1對應的存儲區中
，同時從OEM1的對應區域中讀取PROFIBUS輸入數據，OEM1自動完成所有PROFIBUS的數據交換
，用戶不需要關心PROFIBUS的通訊細節。

▲ PROFIBUS-DP協議，符合EN57170 V2和IEC61158；

▲ 標準PROFIBUS-DP驅動接口，波特率自適應，最大波特率12M；

▲ PROFIBUS 輸入/輸出數量可自由設定，最大112字節輸入+112字節輸出；

▲ 可實現PROFIBUS用戶參數化功能：用戶模板可將一次性設置的參數在主站配置中設定
，如溫度上限報警值等；主站在與從站連接時一次將這些用戶參數傳送到從站，用戶模板可使用這些參數實現參數化。用戶參數化功能的好處是：避免將一次性設置的參數作為PROFIBUS-I/O，占用周期性數據通信時間和空間資源；

▲ 接口板與用戶板接口為雙口RAM（25ns讀/寫周期），用戶板按普通RAM的讀寫時序即可對接口板進行操作

；

▲ 接口板與用戶板之間以互相中斷和硬件握手方式對雙口RAM進行數據交換
，保證了數據交換的實時性和完整性（一致性）
；

▲ 接口板與用戶模板的數據交換有字校驗和，保證了數據的安全性：

▲ 需用戶板供電2組5VDC：VCC/GND-150mA和5V/0V-100mA
；

▲ 工作環境溫度：-25～ 55℃
；

▲ 工作相對濕度：5～95%
；

▲     外形尺寸（mm）：50×70。

地 址	內    容	注 釋	地 址	內    容	注 釋
0000	版本代碼	（保留）	0100	版本月份	（保留）
0001	版本年份	（保留）	0101	版本日期	（保留）
0002	空閑		0102	空閑
0003	‥‥		0103	‥‥
0004	用戶模板狀態字節1		0104	接口板狀態字
0005	用戶模板狀態字節2	‥‥	0105	接口板狀態字	‥‥
0006	命令字節1	來自用戶模板	0106	備用
0007	命令字節2	‥‥	‥‥	‥‥
‥‥	備用		‥‥	‥‥
000F	‥‥		010F	‥‥
0010	初始化數據0	（站號）	0110	用戶參數數據1	來自Profibus主站
0011	初始化數據1	（ID號H）	0111	參數數據2	‥‥
0012	初始化數據2	（ID號L）	0112	參數數據3	‥‥
0013	初始化數據3	（CFG長度≤8）	0113	參數數據4	‥‥
0014	初始化數據4	（CFG數據1）	0114	參數數據5	‥‥
‥‥	‥‥	（CFG數據n）	0115	參數數據6	‥‥
001D	初始化數據13	備用	0116	參數數據7	‥‥
001E	初始化數據14	PB輸入長度	‥‥	‥‥	‥‥
001F	初始化數據15	PB輸出長度	‥‥	‥‥	‥‥
0020	初始化數據16	用戶參數長度	0110+L-1	參數數據L	L = （L_ini[16]）
0021	初始化校驗和字H17	∑0010-0020	0110+L	用戶參數校驗和字H	∑0110-（0110 + L-1）
0022	初始化校驗和字L18	‥‥	0110+L+1	用戶參數校驗和字L	‥‥
‥‥	備用		‥‥	備用
002F	‥‥		014F	‥‥
0050	Profibus輸入字節長度m	m <= 112	0150	Profibus輸出字節長度	n<= 112
0051	Profibus輸入字節1	來自用戶模板	0151	Profibus輸出字節1	來自Profibus主站
0052	Profibus輸入字節2	‥‥	0152	Profibus輸出字節2	‥‥
‥‥	‥‥	‥‥	‥‥	‥‥	‥‥
0051+m	Profibus輸入字節m	‥‥	0150+n	Profibus輸出字節n	‥‥
‥‥	Profibus輸入校驗和字H	∑0050-0050+m	‥‥	Profibus輸出校驗和字H	∑0150-0150+n
‥‥	Profibus輸入校驗和字L	‥‥	‥‥	Profibus輸出校驗和字L	‥‥
00C4	備用		01C4	備用

▲ 開發周期短：用戶不需要了解PROFIBUS開發技術，不需要購買PROFIBUS開發係統；不需要自己編寫GSD文件，可在短時間內完成開發具有自主知識產權的PROFIBUS產品

；

▲ 應用簡單：用戶產品的CPU通過雙口RAM向接口板讀/寫輸入/輸出數據，接口板自動轉換成PROFIBUS-DP協議與PROFIBUS主站通信。

▲ 完整的技術資料：《PB-OEM1-DPRAM產品手冊》包括：開發實驗板PB-OEM1- DPRAM Evaluation Board原理圖

、雙口RAM通訊協議、通訊程序C源碼、外形尺寸及接插件尺寸圖、40針接插件管腳定義及說明等

，全部資料可從網上下載。

▲ 高速：PB-OEM1-DPRAM型產品支持12M波特率，最快數據更新周期小於1ms 。

▲ 應用廣泛：可廣泛用於各種產品，如變頻器、電機啟動保護裝置、智能高低壓電器、電量測量裝置、各種變送器、智能現場測量設備及儀表等等。

▲ 提供方式：以OEM方式提供
，因此用戶對產品有自主知識產權
、品牌
、商標注冊權。

▲ 最大PROFIBUS-I/O：112字節輸入+112字節輸出。

▲ 可實現PROFIBUS用戶參數化功能：用戶模板可將一次性設置的參數通過GSD文件在主站配置中設定，如溫度上限報警值等；主站在與從站連接時一次將這些用戶參數傳送到從站，用戶模板可使用這些參數實現參數化。用戶參數化功能的好處是：避免將一次性設置參數作為PROFIBUS-I/O，占用周期性數據通信時間和空間資源。

     該公司采用鼎實公司的PB-OEM1-DPAM嵌入式接口所開發的風電變頻器，在內蒙古某風電廠投運以來，通訊一直正常，有效地保證了自動控製係統的正常運行。“十五”期間，中國的並網風電得到迅速發展。成為繼歐洲
、美國和印度之後發展風力發電的主要市場之一。具有PROFIBUS通訊接口的風電變頻器具有廣泛的應用前景。采用PB-OEM1-DPRAM開發PROFIBUS從站產品具有開發周期短
，性能穩定
，方便易用等優點，在風電產品的開發領域值得推廣。

 

備注：采用鼎實公司嵌入式板卡PB-OEM2-SE
、PB-OEM3-IO和PB-OEM4-PCI同樣可以開發其他類型的PROFIBUS從站。