光纤在1.5MW、2.5MW、3.0MW、5.0MW
风机机组PROFIBUS控制系统中的应用
绿色能源、造福人类
系统介绍
由传统能源，如矿物燃料等动力所产生的二氧化碳排放造成的全球暖化和气候变迁已经为替代发电创造了巨大的市场，风力能源已经成为满足快速增长能源需求的普遍替代品，不同于数量有限并且日益减少的矿物燃料，风力能源可以说是取之无限并且随时可以利用。
将风能转换成为市电级交流电源所需要如整流器和逆变器等功率电子设备，在高功率发电系统中，电气绝缘成为确保发电质量和可靠性非常重要的一环，光纤零组件通过提供高电压短时脉冲和功率电子器件中不必要信号的绝缘带来保护。
索伏科技为发电市场中数据采集、控制和风力涡轮机发电隔离提供高度可靠的工业用光纤产品（塑料光纤ＰＯＦ和ＨＣＳ２００／２３０μｍ光纤），具备高绝缘电压出色性能和高电磁干扰（EMI,Electro-Magnetic Interference）抗扰度，这些产品可以安装在非常接近会发生破坏性电气干扰信号的电力传导导管处，随着全球再生能源需求的增长，风力涡轮机的设计规模越来越大，索伏科技的工业用光纤产品为这个发电市场中的许多应用提供范围广泛的数据率和连接长度选择。
工业用光纤产品在风力涡轮机系统中的主要应用包括：
整流器和逆变器的功率电子栅驱动
控制和通信电路板
涡轮机控制单元
状态监测系统
风力电场网络
风力涡轮机通过发电机将动能转换为电能，由于风力情况多变，因此由发电机产生的电能必须经过转换才能使用，要将风能转换为可以通过远距离传送的市电级交流电源需要包括整流器、逆变器、变压器和滤波器等功能，请参考图1：风力涡轮发电机功能框图
图1：风力涡轮发电机功能框图
风力发电
在风力涡轮机的底座通常安装有一个变压器，以便将风力涡轮产生的低电压转换成为适合传输的中高电压。
整流器和逆变器为风力涡轮机系统的主要构成部件，整流器将高噪声交流电源转换为直流电源，逆变器则将直流电源转换成干净可靠的交流电源，这些器件的开光控制动作通常由使用数字信号处理器（DSP，Digital Signal Processor）的嵌入式控制器通过光纤链路进行，提供带有高电气隔离能力的高效可靠开关控制和反馈信号，请参考图2：IGBT栅驱动功能框图 和图3：ETO二阶电压源转换器相位脚功能框图。
图2：IGBT栅驱动功能框图
图3：ETO二阶电压源转换器相位脚功能框图
风力发电系统监测
每个独立风力涡轮机中使用短程塑料光纤（POF，Plastic Optical Fiber）链路，由状态监测系统所采集的数据通常会通过多路复用方式连接到硬包层石英（PCF，Polymer Cladded Fiber）或多模光缆上，如果风力涡轮电塔高度超过100米，就会需要可以达到的较长连接距离的PCF和多模光缆。索伏科技提供的光缆非常稳固，具有面对恶劣环境的良好承受能力，并且重量非常轻，这些条件正是风力涡轮电塔垂直布线应用的需求。
索伏科技提供的Versatile Link、ST、SMA、FC等产业标准连接器可与POF、PCF和多模光缆无缝连接，可以提供较铜线更大的带宽、更强的抗电气干扰能力和更长的连接距离，这些产品普遍使用于风力涡轮电塔和长距离风力电场网络上。请参考图4：风力发电现场网络监测
图4：风力发电现场网络监测
光纤在太阳能发电Profibus总线系统中的应用
绿色能源、造福人类
系统介绍
近年来由于受到石油、天然气、煤矿价格浮动和全球暖化问题的影响，太阳能这个最天然的能源逐渐成为满足全球能源需求的最佳替代品，石油、煤矿和天然气为有限且日益稀少的能源，因此随着需求的增加价格也会波动，而通过石油、煤矿、天然气等转化成电力时所产生的大量二氧化碳和其它污染物也会对地球的环境造成严重伤害。
太阳能发电已经成为全球热捧的新兴技术，在太阳能发电系统中，太阳热能会产生大量的电流，为了保护设备避免受到巨大电流泄露的影响，电气绝缘就成为确保电力系统质量和可靠性非常重要的关键。光纤提供了高电流和高电压短时脉冲的绝缘保护，可以避免不必要信号进入电力设备控制和通信系统，光纤也可以应用在控制太阳能电池板的跟踪能力。相较与铜电缆，光链路可以涵盖更长的连接距离，随着太阳能发电厂规模的逐渐增大，想要监测并控制所有太阳能电池板就需要长距离的连接，而这些只有通过光链路才可以实现。
光纤零组件在太阳能系统中的主要应用包括：
逆变器的功率电子栅驱动
太阳跟踪控制和通信电路板
太阳能电厂变电站自动化和保护继电器
太阳能电池板采集太阳热能并通过光伏模块或太阳能集热器转换为电能，为了把各个太阳能电池板所产生的电力集成到电力传输线上，这些能量必须转换为市电级的交流电源，请参考图1：太阳能发电功能框图
图1：太阳能发电功能框图
太阳能发电
太阳能系统中使用逆变器提供交流电源，变压器则用来提高电压到中高等级以连接电力传输线，另外还安装有电路遮断器，以便在传输线上出现故障时保护系统。
为了产生所需要的交流电，功率半导体器件必须以正确的频率开关以确保干净可靠的交流电源，而开关控制信号通常由使用数字信号处理器（DSP，Digital Signal Processor）的嵌入式控制器通过光链路提供，带来高电气隔离能力。请参考图2：IGBT栅驱动电路功能框图。
图2：IGBT栅驱动电路功能框图
太阳能发电监测
要极大化太阳能的电力转换有两个主要方法：一个是使用最高效率的太阳能电池板，另一个则是全天跟踪太阳的移动，经验显示，相较于固定式系统，带有跟踪系统的太阳能电池板可以提供更高的电力输出。随着太阳能电厂的规模越来越大以便产生更多的电力，我们开始配备智能功能来监测每个太阳能电池板的性能，如监测太阳能电池板的电力输出和温度以极大化电力输出，控制太阳能电池板的角度和方向也非常重要，在可以产生数百万瓦电力的商业运转太阳能电厂中，太阳能电池板的安装区域非常广大，只有通过光纤网络才能达到可靠的控制和监测，请参考图3：使用光纤的太阳能电厂控制和监测框图。
图3：使用光纤的太阳能电厂控制和监测框图
变电站自动化
变电站的目的就是连接太阳能电厂产生的电力到公共电网以便将电力传输到终端消费者，基于IEC 61850标准的现代化变电站自动化在设计上可以改善总体系统的可靠性，并大幅度减少使用的铜导线数。
索伏科技提供的Versatile Link、ST、SMA、FC等产业标准连接器可与POF、PCF和多模光缆无缝连接，可以提供较铜线更大的带宽、更强的抗电气干扰能力和更长的连接距离，这些产品普遍使用于太阳能发电自能化网络上。参考图4：基于IEC 61850的变电站自动化。
图4：基于IEC 61850的变电站自动化
光纤在高低压变频、智能电网控制中的应用
智能管控、高效节能
智能电网
随着电网朝智能电网的方向发展，自动化领域已包括先进的高压直流电传输（HVDC）和交流电网监控和控制，以及处理分散式新能源的能力，这些新能源在一天中发出的电量不断变化。自动化工程欲进行智能电网控制和配电，需要更强的控制通信和新的能源控制设备。
智能电网系统中的示例应用包括不同控制元件直接使用光纤或电气隔离链路的通信，在远程整流器、变频器中对IGBT或功率MOSFET驱动器的控制，以及交流转换设备、基于光纤的功能电流变换器（OPCT）、对远程螺线管的控制、以及为获得精准时间和地点等信息的GPS集成。
索伏科技提供的工业光纤产品提供了高电流和高电压短时脉冲的绝缘保护，可以避免不必要信号进入电力设备控制和通信系统，实现最高程度的电气隔离。由于这些器件对电磁辐射不敏感，适合在发电、传输、配电等存在电磁干扰的环境大量应用。
高低压变频器
在冶金、化工、电力、市政供水、采矿等行业，企业对电能的需求是非常庞大的，因为其广泛应用的泵类负载往往占整个企业用电设备能耗的40%左右，电费在自来水厂甚至占制水成本的50%。其主要原因：一方面，设备在设计时，通常都留有一定的余量；另一方面，由于传统变压器主控系统与功率单元、功率单元与功率单元之间存在电磁干扰，从而影响功率控制，导致泵机输出不同的流量，造成不必要的浪费。
近年，随着电力智能化程度的提高，重工企业大部分采用高压变频器对泵类负载进行速度控制，不但对改进工艺、提高产品质量有好处，又是节能和设备经济运行的要求，是可持续发展的必然趋势。此外，现在的高压变频器中主控系统与功率单元之间、功率单元与功率单元之间都采用了光纤链路实现功率驱动PWM信号的远距离传送，完全杜绝了强弱电磁场的电磁干扰以及尖峰脉冲等威胁，真正让工业电气系统具备了高可靠度、安全以及长时间的工作寿命等特点。
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