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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

盡管替代能源行業的政府補貼有所波動，美國政府將繼續支持使用單風力發電機項目利用風能的措施。在許多情況下，運營商利用投資稅收來抵免 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總部位于明尼蘇達州 Elbow Lake，主要經營 99 千瓦失速型風力發電機組。公司的服務范圍包括系統規劃、設計、機艙和控制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系統。在美國，許多 50 到 150 千瓦范圍內的風力發電機組都建于上世紀 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面的巨大需求，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制不再能夠滿足需求

Renewtech的風力發電機組有 20 年的質保期，可在七到十二年內收回成本，這取決于每個特定地點的利用率。長質保期的基礎是公司采用高品質的元件以及它的容量余量，遠遠超出了常規風力發電機組的峰值需求。這在可能有大風的地區尤為關鍵。“對于我們的 99 千瓦系統，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。盡管系統具有高可靠性和冗余性，對于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：“我們記錄每個風力發電機和整個風電場的數據。我們還會在我們總部存儲所有風電場數據。我們可以從這里遠程監控所有的風力發電機組。“Kugler解釋道。

2012 年，Renewtech進入了系統開發的下一階段，對其 99 千瓦的風力發電機組的控制進行批判性分析。事實證明，當時使用的平臺面臨一些限制，如受限的廠商支持、系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制平臺。“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 千瓦系統。”Renewtech公司運營總監 Steve Martineau 回憶道。在隨后的開發和測試階段，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。此后不久，公司認為基于 PC 的控制技術和EtherCAT作為通信系統能夠最佳滿足其需求。

基于 PC 的自動化技術推動力風力發電機組的現代化改造進程

用于Renewtech的 99 千瓦的雙發電機系統的標準控制系統由一臺采用 Windows CE 和裝有TwinCAT PLC Runtime 的BeckhoffCX5020 嵌入式控制器、一個BeckhoffTwinCAT SMS/ SMTP 服務器和EtherCAT I/O 端子模塊組成。對于由 50 個風力發電機組構成的風電場，C69xx 系列工業 PC 也被用作為服務器。CX5020 用作風力發電機組的中央控制器。它監測饋電情況、進行必要的風向對準、記錄數據并生成故障消息。除了執行 PLC、測量和通信功能之外，CX5020 運行 HMI 軟件用于在風力發電機組上進行可視化并監測在美國安裝的Renewtech系統的基礎。“憑借其 -25°到 +60°C(-13°到+ 140°F)的寬溫范圍，它也可以安裝在氣候炎熱的地區。”Steve Martineau 說道。

BeckhoffCX5020 嵌入式控制器用作風力發電機組的中央控制器。它監測饋電情況、進行必要的風速和位置調整、記錄數據并發送故障消息

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系統連續記錄數據。“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復雜的 480伏系統。”Matt Kugler說道。“找到靈活、經濟的并且容易整合的電力測量系統并不總是容易的。大多數設備都是獨立系統，它們需要特殊的硬件、軟件和其它層面的復雜性。它們也很昂貴。”