[로크웰] 제어 시스템이 풍력 터빈을 강화시킨다

[월간 무인화기술 4월호]

 

제어 시스템이 풍력 터빈을 강화시킨다

로크웰 오토메이션 통합 아키텍처 시스템을 통한 중국 제조업체의 다수

 

터빈 동시 제어

중국 풍력산업은 전례 없는 발전기회를 포착하고 있다. 강력한 정부지원과 풍부한 풍력자원으로 전문가들은 중국의 풍력자동화 시장이 향후 5년 안에 30% ~ 50% 증가할 것으로 예측한다.
중국 동부 해안의 산동성 북부에 위치한 Shandong Changxing Wind Power Technology Co. Ltd.는 중국 풍력터빈 생산 분야에서 업계 선두주자이다. 이 독립 생산자는 터빈의 부품지원뿐 아니라 사내 연구개발, 생산 및 조립을 수행하고 있다.

 
이 회사가 850 kW 풍력터빈 제작을 위한 생산계획을 시작했을 때 시스템 통합사업자인 Jinan Wenchuang과 팀을 이루었다. 이 팀은 자신들이 가변 피치 날개(variable pitch blade), 편요, 가변흐름, 동기화, 보호 및 모니터링을 포함한 다수의 분야를 통합할 수 있는 제어시스템이 필요하다는 것을 알았다.

 

개방형 플랫폼
중국 풍력산업의 급속한 발전은 생산을 위한 해외 기술 의존성을 포함한 일련의 문제점들을 발생시켜왔다. 풍력 주 제어 시스템과 가변 피치 날개 제어 시스템(variable pitch blade control systems)이라는 2 가지 핵심 부분과 더불어 전문 풍력제어 제조업체들에 의해 제공되는 폐쇄형 시스템의 사용은 고비용, 핵심기술의 차단 및 기술서비스 부족을 야기 시켰다. 이는 중국 풍력기업들의 발전에 걸림돌이 되었다.

이러한 문제점들을 해결하기 위하여 Changxing은 가변 피치 날개 제어와 터빈 제어를 위해 복합 제어 시스템을 통합할 필요가 있었다. 또한 이러한 터빈을 구축한 후에 점검할 수 있어야 했다. Changxing은 터빈의 현지 설계와 개발을 허용하면서 최고의 국제 표준으로 운용될 수 있는 개방형 플랫폼 제어 시스템으로의 전환이 필요했다. 로크웰 오토메이션의 SI(System Integrator)와의 협력과 통합 아키텍처 시스템을 기반으로 솔루션을 구축하게 되었다.

 

풍력
Changxing 850kW 터빈은 Allen-Bradley 서보 장치, IO 및 human machine interface(HMI)와 결합된 Allen-Bradley CompactLogix PAC를 사용한다. 이 시스템은 DeviceNet 네트워크를 통하여 통신하며 실시간 정보 및 데이터 수집을 위한 FactoryTalk View Supervisory Edition HMI 소프트웨어를 포함한다. 이러한 분산 및 확장형 아키텍처를 적용함으로써 Changxing은 동기화된 제어를 위하여 850kW 터빈 58기를 모두 연결할 수 있다. 모든 터빈을 동시에 제어함으로써 작업을 간소화시키고 프로젝트 효율성을 향상시킨다. 또한 회사는 개방형 플랫폼으로 혁신적인 터빈 부품을 사내에서 개발함으로써, 중국 현지 풍력 시장의 개발을 소싱(sourcing)하고 확산하기 위한 정부 규정을 충족시킬 수 있었다.

이 프로젝트는 중국 풍력단지에서 로크웰 오토메이션 솔루션의 성공적인 적용사례가 되었으며, 풍력단지 분야에서 이 회사의 추가적인 발전을 위한 견고한 기초를 확립하였다. 로크웰 오토메이션은 Changxing과 함께 작업하여 가변 피치 날개와 풍력발전기의 주요한 제어 시스템에서 자기혁신을 실현하였으며, 범용 제어 플랫폼으로 생산 및 유지보수 비용을 절감하고 개방형 시스템으로 추가적인 시스템 업그레이드를 보장하였고, 전체적인 경쟁력을 향상시켰다. 끝으로, 로크웰 오토메이션은 Changxing과 협력하여 국제인증을 획득했으며, 로크웰  오토메이션 통합 아키텍처 제품에 대한 CE 인증으로 해외사업을 확장하고 있다.