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并網型風電場91 座，累計運行風力發電機
組3311 臺，總容量達259.9 萬kW（以完成整機吊裝作為統計依據）。已經建成并網發電的
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于美國、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。

系統概述
風電主控系統可根據風速、風向對系統加以控制，在穩定的電壓和頻率下運行，自動地
并網和脫網，并監視齒輪箱、發電機的運行溫度，液壓系統的油壓，對出現的任何異常進行
報警，必要時自動停機。保證風電機組安全可靠運行，實現自然風的最大利用率和最高的能
量轉化率，向電網提供良好的電能。
目前國內監控系統的下位機是指風電機組的控制器。對于每臺風力發電機組來說，即
使沒有上位機的參與，也能安全正確地工作。所以相對于整個監控系統來說，下位機控制系
統是一個子系統，具有在各種異常工況下單獨處理風電機組故障，保證風電機組安全穩定運
行的能力。 Ci‐pf110‐M 作為此控制系統的主控制器PROFIBUS 總線光纖通訊至關重要，通過
PROFIBUS 總線通訊檢測電網參數、風況、現場溫度參數，對風電機組進行并、脫網控制，
同時根據風況進行偏航、變槳等動作，以進行優化控制，從而提高風電機組的運行效率與發
電質量。

圖1 支持PROFIBUS‐DP 協議的控制柜之間采用光纖連接

主控站安裝于風電機組塔筒底部，與機艙站通過PROFIBUS 總線光纖進行通訊，與遠程
監控系統和人機界面通過工業以太網進行通訊；對風電機組整體運行進行控制和監測；通過現場總線實現與變槳系統和變流系統通訊。
機艙站以遠程IO 方式，通過現場總線與主控制器、變槳控制系統進行通訊。機艙站用
于采集電網電量信息，記錄風向、風速、發電機轉速及溫度等數據，控制偏航、扭攬。機艙
站通過光纖介質與塔底主控站進行通訊。
人機界面安裝于風電機組塔底和機艙，通過工業以太網與主控制器通訊；用于完成系
統運行狀態控制和顯示、風電機組參數設置、歷史數據的查詢和統計、故障記錄的查詢等工
作。通過設置用戶訪問權限，保證風電機組操作的安全可靠。
Ck‐if620‐S 以太網交換機將每臺風電機組數據，通過光纖介質，發送到中央監控系統中。
風電機組與風電機組之間采用環網拓撲結構。
優勢及特點
可靠性高。塔底與機艙采用光纖通訊，保障通訊不受外部干擾；
出色的環境適應性。溫度適應性寬，‐40℃能順利工作；出色的工藝，適合于戈壁、灘
涂以及海上風力發電自控系統。
擁有強大的自診斷功能，光纖鏈路及掉電報警，支持電源冗余；
適合風電應用的專用產品。如PROFIBUS 光纖通訊模塊Ci‐pf110‐M；以太網光纖交換機
Ck‐if620 等，用于完成風電特殊信號的遠距離通訊。
 

風電自控通訊專用產品
光纖通訊模塊Ci‐pf110‐M 特點：
▲ 拓展PROFIBUS‐DP 總線的傳輸距離
▲ 支持Profibus‐DP 工業控制現場總線協議,通信速率0~6M(12M 可選).
▲ 電接口具備1500V 電壓隔離以及600W 浪涌保護功能。
▲ 單光口/雙光口鏈網支持.
▲ 采用DC9‐30V 寬電源輸入，雙電源冗余，DC1000V 電源隔離，反接保護.
▲ 提供繼電器輸出光纖鏈路以及電源故障告警。
▲ IP30 防護等級,波浪紋鋁制加強機殼,采用標準工業35mm 導軌安裝方式。
▲ 外形尺寸(高*深*寬)：132mm×105mm×52mm
▲ 凈重:800g
▲ 工作溫度：‐10‐70℃（‐40℃+85℃寬溫可選）.
▲ 相對濕度：≤90%(無冷凝)
▲ 存放溫度：﹣40～80℃
 

以太網光纖交換機Ck‐if620‐S 特點：                                           
▲ 2FX+6TX,10/100M,單模SC 接口(ST、FC 選制)
▲ 支持網絡管理，光纖自愈環功能。
 

結束語
采用深圳訊記公司的Ci‐pf110‐M 總線數據光端機用于風電主控系統PROFIBUS 總線光纖
通訊，在內蒙古某風電場投運以來，通訊一直正常，有效地保證了自動控制系統的正常運行。
“十五”期間，中國的并網風電得到迅速發展。成為繼歐洲、美國和印度之后發展風力發電的
主要市場之一。在保證質量的前提下大大降低了光纖通訊硬件成本，縮短傳統進口產品昂貴、
交貨期長，Ci‐pf110 性能穩定、方便易用等優點，在風電自動化控制系統領域值得推廣。
備注：采用深圳訊記公司生產的Ci‐pf120 系列產品可一主與多總站之間實現光纖總線式通
訊。