随着中国风电产能的不断提升，业界对如何有效利用风能的呼声日渐高涨。风电行业已将如何提高风能利用效率和如何解决并网问题提上日程。美国国家仪器公司（NI）作为全球测控与自动化技术的领先厂商，其图形化系统设计平台广泛应用于控制、监测和测试等方面CONTROL ENGINEERING China版权所有，在风电领域展开了很多成功应用。在近日召开的亚洲风能大会上，NI的工程师为我们解读了风能行业技术发展的一些新趋势。
　　国标出台 测控升温
　　据悉，中国风电并网技术的国家标准即将出台。新标准将在有功功率及其控制要求、无功功率容量范围及电压控制要求、低电压穿越能力的要求和风电场接入电网监测四个方面进行修订。此举一出，无疑将增加风电企业对并网测试产品的需求。
　　"在欧洲和美国风力发电厂入网的第一步，就是进行并网测试。"徐征告诉记者，"不过，对于国内厂商，尤其是中小厂商来说，这将带来新的挑战。一方面各个厂商需要提高产品的性能指标以满足标准的要求，另一方面需要针对这些指标进行测试。NI在电网兼容性测试和电能质量监测方面有着丰富的经验，可以帮助厂商提高测试系统的效率，构建灵活可扩展的测试系统。事实上，测试系统的核心是软件。根据不同的需求，可以通过软件自定义的方式实现信号分析、处理、判断、表达、以及报表生成等功能。NI图形化系统开发软件LabVIEW可以使这些任务的编程更为轻松。"
　　同时，由于风能的不稳定性控制工程网版权所有，风力发电机组并网运行会引起一系列电能质量问题控制工程网版权所有，必须对电能质量水平进行监测，以精确分析和评估风电并网运行对整个电网的影响，进而采取一定的控制措施。基于NI平台的监测方案依靠灵活的软件则能够执行各类电能计量、电能质量或电能监测分析。例如，ELCOM公司基于NI CompactRIO平台构建的电能质量监测系统已有许多应用。上海聚星仪器也基于NI CompactRIO平台开发实现了无功功率补偿控制系统。
　　模块化与开放性--满足扩展需求
　　越来越多的中国风电企业，走过了最初的消化、吸收过程，对自主开发控制、监测系统的需求逐渐增多。"基于NI平台可以为风能应用的整个生命周期中的各个阶段开发关键技术，从控制设计、验证、生产测试到监测等。"徐征谈到，"NI平台的开放性和模块化特点，为客户提供了一个可根据需要定制的应用开发平台，从而使客户可以集中精力于核心算法的开发，并能缩短开发时间，降低成本。开放性特点可以保证与原有系统或其他设备的兼容。"对于模块化特点，一位NI的用户认为控制工程网版权所有，"模块化体系结构让我们可以扩展系统，满足快速变化的风能技术不断增长的需求。"
　　企业规模不断扩大需要考虑的另外一个问题就是提高生产和测试效率，比如如何高效地构建测试系统。徐征认为，传统的测试手段效率低下，NI可以帮助厂商建立一个标准化的测试架构以提高效率。当同一厂商的不同测试系统需求有所差异时，可以对基于模块化架构的标准化系统稍加改动，满足新的应用需求，从而帮助企业缩短系统开发时间，有效降低成本。
　　硬件在环仿真降低风险，提高效率
　　硬件在环（HIL）仿真是目前自动化测试领域的热点技术之一。在将控制器投入到实际系统前，先通过一个能够模拟受控对象行为的硬件仿真系统来验证控制器，可以降低测试风险，并提高开发效率。硬件在环仿真在风机控制设计和验证领域已有许多应用。"对于风能领域的硬件在环仿真应用，NI所提供的PXI硬件平台和灵活的软件工具非常合适。"徐征说，"利用LabVIEW Real-time模块，用户可以将建立的受控对象模型发布到PXI实时控制其上执行，基于PXI平台的多种I/O模块为模型接口提供了丰富的硬件I/O选择；对于需要高速执行的仿真--比如一些电力电子器件的仿真，还可以基于带有FPGA的PXI模块来实现，从而实现硬件级的计算速度。而且FPGA的编程可同样基于图形化编程软件LabVIEW完成，从而缩短了硬件在环仿真测试系统的开发时间，并能降低成本和开发风险。"
　　在西门子丹麦的风电项目中，通过NI LabVIEW软件和NI PXI硬件平台建立的HIL仿真测试系统，成功帮助西门子改进风机控制系统软件的自动化测试，并验证了开发阶段中的风机控制系统组件。
　　随着风能逐渐成为可再生能源的重要组成部分，风电厂商将越来越重视风机控制及并网控制技术的有效性、在线状态监测的可靠性、并不断提高组件的自动化生产和测试效率。作为测试测量与自动化领域的领导者，NI一直为用户提供定制化平台，用于嵌入式系统开发以及自动化生产和测试。近日www.cechina.cn，NI与上海交通大学成立联合实验室，将在风力发电控制系统开发、电能质量监测、风机在线监测和故障诊断、实验室测试与认证系统开发等方面开展合作研发，相信未来将会为本土用户带来更贴近中国风能发展特点的解决方案。