Funcțiile de bază ale celui de-al doilea sistem de control al energiei eoliene
(1) Funcția de colectare a datelor (DAS): include grila de colectare a energiei, parametrii meteorologici și unitatea pentru a realiza funcțiile de comandă, alarmă, înregistrare și curbă;
(2) Funcții de comandă a unității: inclusiv unitatea de pornire automată, controlul conexiunii la rețea, controlul vitezei, controlul puterii, controlul compensării puterii reactive, controlul automat al aerului, controlul îndepărtării cablului, oprirea automată și controlul opririi în condiții de siguranță;
(3) Funcțiile sistemului de monitorizare de la distanță: inclusiv parametrii unității, monitorizarea stării echipamentului respectiv, funcțiile curbe istorice și în timp real și monitorizarea cumulată a condițiilor de funcționare a unității.
1, funcția de achiziție de date (DAS)
Parametrii relevanți pentru monitorizarea în timpul funcționării unității includ:
(1) Parametrii rețelei, inclusiv tensiunea trifazată a rețelei, curentul trifazat, frecvența rețelei, factorul de putere etc. Detectarea defecțiunii de tensiune: flicker de tensiune a rețelei, supratensiune, scădere de tensiune, scădere de tensiune, asimetrie etc.
(2) Parametrii meteorologici, inclusiv viteza vântului, direcția vântului, temperatura ambiantă etc.
(3) Detectarea parametrilor de stare a unității, incluzând: viteza rotorului, viteza generatorului, temperatura bobinei generatorului, temperatura generatorului față și spate, temperatura uleiului cutiei de viteze, temperatura lagărului din față și din spate, temperatura uleiului, vibrații, răsucirea cablului, temperatura cabinei etc.
Calculatorul superior al centrului de monitorizare de la distanță a parcului eolian și stația cu ecran tactil din turn poate realiza monitorizarea stării unității și poate realiza funcțiile de afișare, înregistrare, curbă și alarmare a parametrilor relevanți.
2. Start și stop al unității, controlul generării energiei electrice
(1) Sistemul principal de control detectează parametrii rețelei, parametrii meteorologici și parametrii de funcționare ai unității. Când condițiile sunt îndeplinite, sistemul de răsucire este activat pentru a efectua decuplarea automată a cablului și controlul vântului, eliberând discurile de frână ale unității, ajustând unghiul de înclinare și moara de vânt începe să se rotească liber. , introduceți starea de așteptare.
(2) Când viteza vântului monitorizată de sistemul meteorologic extern este mai mare decât o anumită valoare, sistemul principal de comandă pornește sistemul de convertizor pentru a porni excitarea rotorului. Când puterea de ieșire a statorului generatorului este aceeași frecvență, aceeași fază și aceeași amplitudine cu grila, închiderea orificiului de închidere. Dispozitivul realizează generarea de energie electrică conectată la rețea.
(3) Reglarea puterii și vitezei turbinelor eoliene
Conform caracteristicilor turbinei eoliene, atunci când unitatea este în raportul optim al vitezei vârfului λ, unitatea ventilatorului va capta energia maximă. Deși viteza unității poate funcționa teoretic la orice viteză, este limitată de viteza reală a unității și de limita de putere a sistemului. Stadiul trebuie împărțit în următoarele zone de operare: zona de operare a turației variabile, zona de operare a vitezei constante și zona de operare a puterii constante. Condițiile de funcționare în limitele puterii nominale includ: zona de operare a vitezei variabile (λ optimă) și zona de operare a vitezei constante.
Când ventilatorul este conectat la rețea, dacă viteza este mai mică decât viteza limitată și puterea este mai mică decât puterea nominală, reglați viteza roții de vânt în funcție de viteza actuală a vântului, astfel încât unitatea să funcționeze în stare de captare a energiei eoliene maxime.
Deoarece există o anumită eroare între viteza vântului în punctul de măsurare al anemometrului și viteza vântului care acționează asupra lamei, observatorul de cuplu prezice cuplul mecanic al turbinei eoliene și viteza de rotație este introdusă prin relația corespunzătoare între viteza de rotație a generatorului și cuplul. ω este valoarea așteptată a vitezei generatorului. Tm este valoarea observată a cuplului. Kopt este constanta proporționalității la viteza optimă.
Când viteza vântului crește și viteza generatorului atinge limita superioară, controlerul principal trebuie să mențină viteza constantă. Energia electrică generată de turbina eoliană crește odată cu creșterea vitezei vântului. În acest moment, unitatea se abate de la curba λ optimă a turbinei eoliene.
Când viteza vântului continuă să crească, astfel încât viteza și puterea să atingă limita superioară, introduceți zona de operare a puterii constante. În această stare, comanda principală trece prin convertor pentru a menține puterea unității constante, iar controlerul principal reduce puterea vântului prin reglarea sistemului de pas. Unghiul de atac reduce captarea energiei eoliene de către lamă; pe de altă parte, viteza generatorului este redusă de convertor, astfel încât turbina eoliană deviază de la curba optimă λ și puterea de ieșire a generatorului este menținută stabilă.
3, logica echipamentelor auxiliare ale sistemului de control al energiei eoliene
(1) Sistemul de generatoare
Monitorizați parametrii de funcționare ai generatorului, controlați temperatura bobinei generatorului, temperatura lagărului și temperatura camerei inelului de încălzire într-un interval adecvat prin intermediul a 3 ventilatoare de răcire și 4 încălzitoare electrice. Logica relevantă este următoarea:
Când temperatura generatorului crește până la o anumită valoare setată, ventilatorul de răcire este pornit. Când temperatura scade la o anumită valoare setată, funcționarea ventilatorului este oprită; când temperatura generatorului este prea mare sau prea mică și depășește limita, se emite un semnal de alarmă și se execută o procedură de închidere sigură.
Când temperatura este mai scăzută la o anumită valoare setată, încălzitorul electric este pornit și când temperatura crește la o anumită valoare setată, funcționarea încălzitorului este oprită; în același timp, încălzitorul electric este, de asemenea, utilizat pentru a controla diferența de capăt a temperaturii generatorului într-un interval rezonabil. Interior.
(2) Sistem hidraulic
Sistemul hidraulic al unității este utilizat pentru frânarea sistemului de înclinare și mecanismul de frânare mecanică. Când aparatul este normal, este necesar să se mențină domeniul de presiune nominal.
Pompa hidraulică controlează presiunea sistemului hidraulic. Când presiunea scade până la valoarea setată, pompa de ulei este pornită. Când presiunea crește până la o anumită valoare setată, pompa este oprită. (3) Sistemul meteorologic
Sistemul meteorologic este un instrument inteligent de măsurare meteorologică care comunică cu controlerul prin portul RS485 și colectează parametrii meteorologici în afara cabinei către sistemul de control. Sistemul de încălzire al sistemului de măsurare meteorologică este controlat în funcție de temperatura ambiantă pentru a preveni apariția glazurii.
Lampa de obstacol care clipește este controlată și la sfârșitul fiecărei lame se instalează o lumină intermitentă care se aprinde pe timp de noapte.
Ventilatorul cabinei controlează temperatura ambiantă din interiorul cabinei.
(4) Sistem de pasi electrici
Sistemul de pitch include motorul, șoferul și PLC-ul de control principal de pe fiecare lamă. PLC-ul comunică cu sistemul principal de comandă al unității prin magistrala CAN. Este unitatea de reglare a reglării pitch în sistemul de comandă a energiei eoliene. Sistemul de pitch are o interfață de control a penei Backup DO. Funcțiile principale ale sistemului de pasaj sunt următoarele: controlul sistemului de pene de frână de siguranță, în caz de urgență, controlul suflantei ventilatorului. Comanda principală de comunicație este acceptată prin comunicarea cu controlerul principal prin interfața de comunicare CAN, iar sistemul de pitch ajustează unghiul de înclinare a lamei la o poziție predeterminată. Comunicarea dintre sistemul de pas și controlerul principal include:
Blade A feedback position
Raportul privind poziția Blade B
Raportul de poziție a buzei C
Lungimea lamei comandată
Sistemul integrat de eroare
Lama în stare pătrată
Comandă de pene
(5) Sistem de transmisie cu creștere rapidă
Sistemul cutiei de viteze este utilizat pentru a crește viteza turbinei eoliene la domeniul de funcționare al vitezei normale a generatorului cu alimentare dublă. Este necesar să monitorizați și să controlați pompa de ulei de angrenaj, răcitorul de ulei al angrenajului, încălzitorul, pompa de ulei de lubrifiere și așa mai departe.
Când presiunea uleiului de angrenaj este mai mică decât valoarea setată, pompa de ulei de angrenaj este pornită; când presiunea este mai mare decât valoarea setată, pompa de ulei de angrenaj este oprită. Când presiunea este depășită, se emite o alarmă și se execută procedura de oprire.
Uleiul de transmisie al răcitorului de ulei al ulei de transmisie / a temperaturii uleiului de comandă al încălzitorului: când temperatura este mai mică decât valoarea setată, porniți încălzitorul, opriți încălzitorul când temperatura este mai mare decât valoarea setată; când temperatura este mai mare decât valoarea setată, porniți uleiul de transmisie Răcitorul oprește răcitorul de ulei al cutiei de viteze atunci când temperatura scade până la valoarea setată.
În cazul în care presiunea uleiului de lubrifiere este mai mică decât valoarea setată, porniți pompa de ulei de lubrifiere, atunci când presiunea uleiului este mai mare decât o anumită valoare stabilită, opriți pompa de ulei de lubrifiere.
(6) controlul sistemului de înclinare
În funcție de unghiul actual al cabinei și de valoarea medie a semnalului de direcție a vântului de joasă frecvență, precum și de starea curentă de funcționare și semnalul de încărcare al unității, motoarele CW (în sensul acelor de ceasornic) și CCW (în sens contrar acelor de ceasornic) controlul deconectării cablurilor.
Control automat al vântului: Când unitatea este în stare de funcționare sau stare de așteptare, motoarele CW și CCW sunt reglate în funcție de abaterea unghiului cabinei și de direcția vântului măsurată pentru a realiza reglarea automată a vântului. (Înclinarea se face la viteza de înclinare stabilită, iar starea de funcționare a motorului de înclinare trebuie să fie detectată)
Control automat al decupării cablului: Atunci când aparatul se află în starea de pauză, dacă cabina este răsucite la mai mult de 720 de grade într-o anumită direcție, procedura de decuplare a cablului automat este pornită sau atunci când unitatea este în stare de funcționare, dacă răsucirea este mai mare de 1024 grade, se realizează procedura de decuplare a cablului.
(7) Comunicarea convertorului de mare putere
Controlerul principal comunică cu convertorul prin magistrala de comunicații CANOPEN, iar convertorul realizează controlul conectat la rețea / deconectare din rețea, reglarea turației generatorului, controlul puterii active și controlul puterii reactive:
Rețea conectată la rețea și oprire: sistemul de conversie controlează puterea de ieșire a statorului generatorului la aceeași frecvență, în fază și aceeași amplitudine, în funcție de comanda controlului principal, și apoi acționează contactorul de ieșire al statorului pentru a se închide. Atunci când puterea de generare a unității este mai mică decât o anumită valoare timp de câteva secunde sau atunci când ventilatorul sau rețeaua de alimentare nu funcționează, convertorul acționează contactorul de ieșire al statorului generatorului pentru a se deschide și unitatea este deconectată.
Reglarea vitezei generatorului: Atunci când unitatea funcționează în etapa următoare a sarcinii nominale, unitatea este acționată la curba λ optimă prin controlul vitezei generatorului. Prin măsurarea valorii cuplului în timp real ca anemometru, unitatea este ajustată la starea optimă. alerga.
Controlul puterii: Când aparatul intră în zona de alimentare constantă, acesta menține puterea ieșirii unității prin comanda de comunicație cu invertorul.
Controlul puterii reactive: Reglarea puterii reactive sau ajustarea factorului de putere prin intermediul comenzilor de comunicare cu invertorul.
8) Circuitul lanțului de siguranță
Buclele lanțului de siguranță sunt independente de sistemul principal de comandă și execută logica de oprire de urgență în paralel. Toate circuitele de acționare relevante sunt susținute de bateria de rezervă pentru a asigura executarea fiabilă a sistemului în caz de urgență.
