網路傳輸技術接力,拉近風力發電場與管理者的距離
2021/02/08
風力發電:利用空氣升力與阻力的零污染發電技術
風能是人類公認最潔淨無污染的能源之一,過去常用於抽水與磨麵,現代人則利用風能來發電。在幅員廣闊地勢平坦的區域,通常建有風力發電廠,遍佈著一座座高大的風車。每當風吹向扇葉時,特殊形狀的扇葉會讓風產生空氣升力與阻力,這兩種空氣動力會推動巨型扇葉,讓扇葉像輪子一般旋動,將風能轉為機械能;風力機再利用發電機,將扇葉的機械能轉化為電能,成為我們生活與工業用電的來源之一。依據統計,風力發電在中國已經成為了西北電網的第二大電源,由此可知,風力發電效率低落,早已是刻板印象。不只中國近年大力發展風力發電,許多先進國家亦然,風力發電從過去陸上風場,發展至現今離岸風場(海上風場),儼然已經成為全球注目的零污染能源產業。
管理難處:風力機百米高拔地起,大量座落偏陸或近海
運用資料採集與網路傳輸技術,打造智慧監控解決方案
中國安徽某客戶推出「風電發電機組-- 智慧監測整體解決方案」,幫助所有風力業主輕鬆解決運營維護的問題。安裝在風電機組上的感測器,可以隨時蒐集傳動鏈、齒輪箱潤滑油、葉片、塔筒、螺栓等關鍵零件的運作狀態。同樣在機組內的數據採集設備,透過多種採集技術,取得感測器上的各式數據,並透過網路通訊設備,將數據從百米高空傳回地面,甚至遠端的中央控制中心。
環境挑戰:空間極狹、強電磁干擾、極高/低溫
佈件訣竅:無線傳輸於機首先攻,有線傳輸在機尾與地面支援
研華科技工程團隊與客戶溝通後了解到,發電機內分為「前端轉動區」與「中後端發電區」。客戶的採集設備多數安裝於風電機組的前端轉動區,採集傳動鏈,齒輪等動態設備的數據,因此必需透過無線傳輸方式,將採集到的設備資料傳遞出來。至於中後端發電區,沒有轉動的動態部位,卻有著更為嚴峻的發電機電磁干擾,因此較適合使用有線網路傳輸。綜合客戶需求與現場考察結果,研華推薦客戶將工業級無線AP裝在中後端,利用無線傳輸,接收來自轉動區的監控數據。接著再利用AP身上的網路口,透過網路線將資料傳輸給同樣安裝在中後端的乙太網路交換機。位於中後端的乙太網路交換機,可以進一步將資料從高空的風電機組傳回地面,把資料交手給陸上的乙太網路交換機,進一步作為地面長距離傳輸之用。
工業級無線AP推薦:研華EKI-6333AC
研華推出的EKI-6333AC工業級無線AP,具備2.4 /5GHz兩種頻段,可將不同屬性的數據資料分成兩個傳輸組,有效將數據分流,加快傳輸效率,而且支持802.11.ac,能確保傳輸頻寬。另外配置有一個乙太網口,可使用同軸電纜與乙太網路交換機串接。電源輸入設計採用terminal block鳳凰端子台,支援兩組12~48VDC輸入,作為電源備援機制。導軌安裝方式,可將設備輕鬆固定在風電機組內。工業級外殼可提升抗電磁干擾能力,其散熱設計能讓操作溫度範圍上達75度高溫,下至-45度低溫。以上種種規格特性,可確保風電機組前端的採集設備,可以用無線傳輸方式,由EKI-6333AC實時接收。
工業級乙太網路交換機推薦: EKI-5629CI-MB
研華提供穩定可靠的網路佈建,助力智慧監測解決方案
研華EKI-6333AC工業無線AP與EKI-5629CI-MB基礎管理型交換機,擔任數據傳輸的重要角色,為客戶的風電發電機組智慧監測整體解決方案添一筆助力。截至目前為止,數百套搭載研華工業通訊產品的風電發電機組智慧監測方案,已安裝於中國各地的風場,為管理者開啟一扇實時監測管理之窗,隨時掌握一手風廠運營狀態,拉近管理者與設備之間的距離。一方面大幅節省定期巡檢的人力物力,同時提升設備監控品質,在關鍵時刻指認出關鍵故障點,即刻甚至事前派出人馬排除障礙,替換失靈組件,常保高效的風廠運作,落實真正的「物聯網、雲管理」願景。