一、技术简介

1.技术原理风电机组PLC及控制系统是风电机组的核心，其采集风轮、齿轮箱、发电机等执行部件信息，保护和调节风电机组，使其持续、稳定保持在工作要求的范围内。

2.技术特点：（1）强实时、高可靠性。风电机组自主可控PLC满足强实时响应、持续可靠运行、高速数据通信等技术要求。（2）强适应性。风电机组自主可控PLC可应用于宽域温度、高海拔、高盐雾、复杂电磁干扰等恶劣环境。（3）自主可控。采用国产化软硬件，自主开发控制策略，提升了我国电力能源工控领域自主可控技术的核心竞争力。

3.解决的具体问题：（1）项目攻克了基于国产CPU等芯片复杂电磁环境下抗干扰技术，研制出自主可控PLC及功能模块、编程软件等产品；（2）提出了基于数字孪生技术的风电机组全流程安全保护方法，实现了对风电机组的全生命周期的动态安全保护；（3）首次提出了基于自主可控PLC和操作系统的风电场-机协同的多目标复合运行控制策略，分量载荷最大降低8.33%；（4）设计了基于场站数据统计的风电偏航偏差辨识及纠偏方法等发电量提升测量，年发电量提升约5%；（5）彻底解决了风电主控系统的“卡脖子”问题，为推动建设能源强国贡献力量。

二、主要技术指标

1.风电PLC的位、字节、整型、浮点型指令处理速度分别达到2ns、2ns、2ns、7ns，系统最小任周期可达1ms，总线轮询周期最小可达到200μs，数据存储速率达到120Mbps。

2.风电机组分量载荷最大降低8.33%。

3.风电机组年发电量提升约5%。

三、社会经济效益、应用情况及适用范围

(1)社会经济效益：风电机组自主可控PLC及控制系统单价为8万元。根据申报单位签订销售合同执行金额统计，新增利润根据当年产品综合销售利润率计算，2021年至2023年实现新增销售额3060万元、3880万元、2625万元，实现新增利润918万元、1164万元、820万元，实现新增税收397.8万元、504.4万元、341.25万元。

（2）应用情况：该技术在河口风电场、定边风电场、盘锦风电场、如东和启东海上风电场等共500余台机组上实施应用，涵盖陆上、海上、严寒、高原等多种应用场景，适配了6个整机厂家的10种机型，最大单机容量为海上7.0MW机组，应用投入使用的最早时间为2020年12月，最长应用时间超过4年。完成了原进口PLC控制系统国产化替代，解决了一批机组进口PLC停产断供的问题，有效避免了“卡脖子”风险；同时，自主可控PLC系统的可靠性显著优于老旧PLC，风电机组分量载荷最大降低8%，综合发电量提升约5%。成果在多个现场规模化应用，充分验证了自主可控风电PLC及控制技术的可行性和可复制性，经济效益和社会效益显著。

（3）适用范围：面向风电机组的自主可控PLC与控制系统，通过-40℃—70℃宽温运行认证，具备防盐雾、抗振动设计，在山地、海上等极端恶劣环境的风电项目中应用效果极佳，显著提升机组可利用率和发电性能，该项成果适用于双馈、直驱等多机型，并且可在海上、陆上、严寒、高原等多种场景广泛应用。

四、技术图片

  图1 风电机组自主可控PLC展台              图2 风电机组塔基控制柜

五、其他

技术持有单位：北京华能新锐控制技术有限公司、华能新能源股份有限公司、华能新能源股份有限公司山东分公司

技术联系人：韩健，副所长，18601055665，010-89181353，hanjian1@tpri.com.cn