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F3ZN-S0324N09-01
歐姆龍
風(fēng)電運營商的目標(biāo)是優(yōu)化停機時間并增加收益。然而，天空中有飛行類動物出沒的地方便存在造成昂貴停機時間的風(fēng)險——為此，Senvion正在考慮做出改變。
在萬可的幫助下，風(fēng)力渦輪機制造商為運營商應(yīng)對“蝙蝠保護”等變化情況提供了更具靈活性的選擇。
日期、風(fēng)速和溫度：構(gòu)成天氣預(yù)報的基礎(chǔ)信息即預(yù)示著蝙蝠的飛行計劃。“這些信息對于獲取可靠的蝙蝠活動情況必不可少，”萬可工程師NinoFlottmann解釋道。而這樣做的目的又是什么呢?簡而言之，即是保護動物。
森林變?yōu)轱L(fēng)電區(qū)
背景：森林已成為風(fēng)能的重要區(qū)域。然而，由于自然保護和技術(shù)水平的限制，這在風(fēng)力發(fā)電之初是無法想象的?？墒牵茉春蜌夂蛘吣繕?biāo)依然需要滿足。這就是為什么德國約26,000臺風(fēng)力渦輪機中有近5%都位于森林且這一趨勢正在日益增長。
但是，這些風(fēng)力渦輪機必須與森林“居民”共享空間。在目前高達200米的渦輪機中，機艙延伸至樹蔭頂部，巨大的旋轉(zhuǎn)葉片在樹梢上方轉(zhuǎn)動。它們已深入蝙蝠的飛行領(lǐng)域。
蝙蝠撞擊問題
“我們希望而且必須避免蝙蝠因撞擊到風(fēng)力渦輪機而受到傷害，”Senvion的高級SCADA工程師Jochen Poitzsch表示。他所在的公司是一家風(fēng)力渦輪機制造商，已在全球安裝了7,800多臺近海和海上渦輪機。更何況，不僅撞擊到旋轉(zhuǎn)葉片會使蝙蝠致命，空氣湍流也會為其帶來危險。
?自適應(yīng)算法能讓我們快速、靈活且輕松應(yīng)對不斷變化的條件。?
最重要的環(huán)境保護法規(guī)《聯(lián)邦排放控制法案(BImSchG)》規(guī)定——保護蝙蝠的唯一方法即是暫時關(guān)停風(fēng)力渦輪機。
聯(lián)邦政府也在其風(fēng)電條例中對這一點做出了要求。這項要求不僅適用于森林中的渦輪機，也同樣適用于所有近海站點。尤其在未被森林覆蓋的地區(qū)還常有普通伏翼蝠和褐色大蝙蝠出沒，并且二者均為瀕危物種紅色名錄所列及物種。
“當(dāng)風(fēng)力渦輪機所在位置滿足蝙蝠活動的特定時間和氣象條件時，我們必須將其關(guān)停。但運營商的本意是減少系統(tǒng)停機時間。因為每千瓦 · 時對他們來說都很重要，”監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集(SCADA)專家Poitzsch解釋道。
靈活算法取代傳感器
借助萬可控制器，這一區(qū)域的問題可迎刃而解：不同于常規(guī)情況下總是在蝙蝠出沒的特定時間段將風(fēng)力渦輪機置于停機狀態(tài)，萬可可編程邏輯控制器(PLC)可根據(jù)不同站點調(diào)整關(guān)停時間，從而使整個系統(tǒng)得以優(yōu)化。
迫于實際情況，我們需要外部控制器對這一問題進行處理。“法律法規(guī)持續(xù)完善，要求也不斷變化且因各州而異，”Jochen Poitzsch解釋說。替代方案即是對風(fēng)力發(fā)電機的SCADA控制器進行更新，以應(yīng)對各種要求的變化— —而Senvion認(rèn)為這極其耗時。
因此，改善后的全新解決方案為：“關(guān)停決定將不再基于檢測蝙蝠出現(xiàn)情況的昂貴傳感器，”萬可工程師Nino Flottmann解釋道。而是基于將眾多科學(xué)性決定因素納入考慮之中的靈活算法，這些因素包括日出及日落、溫度、風(fēng)速和降水等，并可追溯至WINDBAT研究機構(gòu)。
該機構(gòu)對近海風(fēng)力渦輪機發(fā)生蝙蝠碰撞的風(fēng)險進行了研究。作為其科學(xué)研究的一部分，研究小組還開發(fā)了“ProBat”軟件工具。該工具一方面可用來計算適于風(fēng)力渦輪機的蝙蝠友好型操作算法，另一方面也為Senvion的解決方案奠定了基礎(chǔ)。“然后，我們即可直接運用來自風(fēng)力渦輪機SCADA系統(tǒng)的本地氣象數(shù)據(jù)，”Flottmann補充說道。
而這要歸功于萬可PLC的開放式接口。NinoFlottmann通過Web界面對所有其他數(shù)據(jù)進行了參數(shù)化。如果所有關(guān)停條件都滿足，則風(fēng)力渦輪機的SCADA系統(tǒng)將會收到萬可控制器的停止命令，緊接著轉(zhuǎn)子也會停止轉(zhuǎn)動。
所有關(guān)停及系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)信息均存儲于文件中，并按月發(fā)送至發(fā)電廠運營商。系統(tǒng)狀態(tài)也可通過簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)隨時查詢。
如果法律要求發(fā)生變化，運營商還可在不花費大量時間和精力的情況下將控制器保持在最新狀態(tài)：運營商在算法中相應(yīng)更改默認(rèn)值，并將文件存儲在SD卡上或在線存儲。之后，一旦數(shù)據(jù)加載至萬可控制器，新的數(shù)值就會自動應(yīng)用。
優(yōu)化停機時間
Senvion現(xiàn)在已為德國境內(nèi)約100臺風(fēng)力發(fā)電機配備了更靈活的控制器。不過，該項目并未止步于此。首先，這一應(yīng)用目前正在邁向國際化并在為歐洲范圍內(nèi)的推廣做準(zhǔn)備。其次，該技術(shù)解決方案還可將應(yīng)用范圍從蝙蝠擴展至鳥類保護。
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