國務(wù)院關(guān)于印發(fā)《2024—2025年節(jié)能降碳行動方案》的通知
風(fēng)力發(fā)電機組控制系統(tǒng)簡述
風(fēng)力發(fā)電機組控制系統(tǒng)簡述 一 風(fēng)電控制系統(tǒng)簡述 風(fēng)電控制系統(tǒng)包括現(xiàn)場風(fēng)力發(fā)電機組控制單元、高速環(huán)型冗余光纖以太網(wǎng)、遠程上位機操作員站等部分。現(xiàn)場風(fēng)力發(fā)電機組控制單元是每臺風(fēng)機控
一 風(fēng)電控制系統(tǒng)簡述
風(fēng)電控制系統(tǒng)包括現(xiàn)場風(fēng)力發(fā)電機組控制單元、高速環(huán)型冗余光纖以太網(wǎng)、遠程上位機操作員站等部分?,F(xiàn)場風(fēng)力發(fā)電機組控制單元是每臺風(fēng)機控制的核心,實現(xiàn)機組的參數(shù)監(jiān)視、自動發(fā)電控制和設(shè)備保護等功能;每臺風(fēng)力發(fā)電機組配有就地HMI人機接口以實現(xiàn)就地操作、調(diào)試和維護機組;高速環(huán)型冗余光纖以太網(wǎng)是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)高速公路,將機組的實時數(shù)據(jù)送至上位機界面;上位機操作員站是風(fēng)電廠的運行監(jiān)視核心,并具備完善的機組狀態(tài)監(jiān)視、參數(shù)報警,實時/歷史數(shù)據(jù)的記錄顯示等功能,操作員在控制室內(nèi)實現(xiàn)對風(fēng)場所有機組的運行監(jiān)視及操作。
風(fēng)力發(fā)電機組控制單元(WPCU)是每臺風(fēng)機的控制核心,分散布置在機組的塔筒和機艙內(nèi)。由于風(fēng)電機組現(xiàn)場運行環(huán)境惡劣,對控制系統(tǒng)的可靠性要求非常高,而風(fēng)電控制系統(tǒng)是專門針對大型風(fēng)電場的運行需求而設(shè)計,應(yīng)具有極高的環(huán)境適應(yīng)性和抗電磁干擾等能力,其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下
風(fēng)電控制系統(tǒng)的現(xiàn)場控制站包括塔座主控制器機柜、機艙控制站機柜、變槳距系統(tǒng)、變流器系統(tǒng)、現(xiàn)場觸摸屏站、以太網(wǎng)交換機、現(xiàn)場總線通訊網(wǎng)絡(luò)、UPS電源、緊急停機后備系統(tǒng)等。 風(fēng)電控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示
1、塔座控制站
塔座控制站即主控制器機柜是風(fēng)電機組設(shè)備控制的核心,主要包括控制器、I/O模件等。 控制器硬件采用32位處理器,系統(tǒng)軟件采用強實時性的操作系統(tǒng),運行機組的各類復(fù)雜主控邏輯通過現(xiàn)場總線與機艙控制器機柜、變槳距系統(tǒng)、變流器系統(tǒng)進行實時通訊,以使機組運行在最佳狀態(tài)。
控制器的組態(tài)采用功能豐富、界面友好的組態(tài)軟件,采用符合IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的組態(tài)方式,包括功能圖(FBD)、指令表(LD)、順序功能塊(SFC)、梯形圖、結(jié)構(gòu)化文本等組態(tài)方式。
2、機艙控制站
機艙控制站采集機組傳感器測量的溫度、壓力、轉(zhuǎn)速以及環(huán)境參數(shù)等信號,通過現(xiàn)場總線和機組主控制站通訊,主控制器通過機艙控制機架以實現(xiàn)機組的偏航、解纜等功能,此外還對機艙內(nèi)各類輔助電機、油泵、風(fēng)扇進行控制以使機組工作在最佳狀態(tài)。
3、變槳距系統(tǒng)
大型MW級以上風(fēng)電機組通常采用液壓變槳系統(tǒng)或電動變槳系統(tǒng)。變槳系統(tǒng)由前端控制器對3個風(fēng)機葉片的槳距驅(qū)動裝置進行控制,其是主控制器的執(zhí)行單元,采用CANOPEN與主控制器進行通訊,以調(diào)節(jié)3個葉片的槳距工作在最佳狀態(tài)。變槳系統(tǒng)有后備電源系統(tǒng)和安全鏈保護,保證在危急工況下緊急停機。
4、變流器系統(tǒng)
大型風(fēng)力發(fā)電機組目前普遍采用大功率的變流器以實現(xiàn)發(fā)電能源的變換,變流器系統(tǒng)通過現(xiàn)場總線與主控制器進行通訊,實現(xiàn)機組的轉(zhuǎn)速、有功功率和無功功率的調(diào)節(jié)。
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