一、技術簡介

1.技術原理風電機組PLC及控製係統是風電機組的核心，其采集風輪、齒輪箱、發電機等執行部件信息，保護和調節風電機組，使其持續、穩定保持在工作要求的範圍內。

2.技術特點：（1）強實時、高可靠性。風電機組自主可控PLC滿足強實時響應、持續可靠運行、高速數據通信等技術要求。（2）強適應性。風電機組自主可控PLC可應用於寬域溫度、高海拔、高鹽霧、複雜電磁幹擾等惡劣環境。（3）自主可控。采用國產化軟硬件，自主開發控製策略，提升了我國電力能源工控領域自主可控技術的核心競爭力。

3.解決的具體問題：（1）項目攻克了基於國產CPU等芯片複雜電磁環境下抗幹擾技術，研製出自主可控PLC及功能模塊、編程軟件等產品；（2）提出了基於數字孿生技術的風電機組全流程安全保護方法，實現了對風電機組的全生命周期的動態安全保護；（3）首次提出了基於自主可控PLC和操作係統的風電場-機協同的多目標複合運行控製策略，分量載荷最大降低8.33%；（4）設計了基於場站數據統計的風電偏航偏差辨識及糾偏方法等發電量提升測量，年發電量提升約5%；（5）徹底解決了風電主控係統的“卡脖子”問題，為推動建設能源強國貢獻力量。

二、主要技術指標

1.風電PLC的位、字節、整型、浮點型指令處理速度分別達到2ns、2ns、2ns、7ns，係統最小任周期可達1ms，總線輪詢周期最小可達到200μs，數據存儲速率達到120Mbps。

2.風電機組分量載荷最大降低8.33%。

3.風電機組年發電量提升約5%。

三、社會經濟效益、應用情況及適用範圍

(1)社會經濟效益：風電機組自主可控PLC及控製係統單價為8萬元。根據申報單位簽訂銷售合同執行金額統計，新增利潤根據當年產品綜合銷售利潤率計算，2021年至2023年實現新增銷售額3060萬元、3880萬元、2625萬元，實現新增利潤918萬元、1164萬元、820萬元，實現新增稅收397.8萬元、504.4萬元、341.25萬元。

（2）應用情況：該技術在河口風電場、定邊風電場、盤錦風電場、如東和啟東海上風電場等共500餘台機組上實施應用，涵蓋陸上、海上、嚴寒、高原等多種應用場景，適配了6個整機廠家的10種機型，最大單機容量為海上7.0MW機組，應用投入使用的最早時間為2020年12月，最長應用時間超過4年。完成了原進口PLC控製係統國產化替代，解決了一批機組進口PLC停產斷供的問題，有效避免了“卡脖子”風險；同時，自主可控PLC係統的可靠性顯著優於老舊PLC，風電機組分量載荷最大降低8%，綜合發電量提升約5%。成果在多個現場規模化應用，充分驗證了自主可控風電PLC及控製技術的可行性和可複製性，經濟效益和社會效益顯著。

（3）適用範圍：麵向風電機組的自主可控PLC與控製係統，通過-40℃—70℃寬溫運行認證，具備防鹽霧、抗振動設計，在山地、海上等極端惡劣環境的風電項目中應用效果極佳，顯著提升機組可利用率和發電性能，該項成果適用於雙饋、直驅等多機型，並且可在海上、陸上、嚴寒、高原等多種場景廣泛應用。

四、技術圖片

  圖1 風電機組自主可控PLC展台              圖2 風電機組塔基控製櫃

五、其他

技術持有單位：北京華能新銳控製技術有限公司、華能新能源股份有限公司、華能新能源股份有限公司山東分公司

技術聯係人：韓健，副所長，18601055665，010-89181353，hanjian1@tpri.com.cn