Funciones básicas del segundo sistema de control de energía eólica.

- Dec 09, 2018-

Funciones básicas del segundo sistema de control de energía eólica.

(1) Función de recolección de datos (DAS): incluida la recolección de la red eléctrica, los parámetros meteorológicos y de la unidad para realizar las funciones de control, alarma, registro y curva;

(2) Funciones de control de la unidad: incluye la unidad de arranque automático, control de conexión a la red, control de velocidad, control de potencia, control de compensación de potencia reactiva, control de aire automático, control de extracción de cable, fuera de la red y control de apagado seguro;

(3) Funciones del sistema de monitoreo remoto: incluidos los parámetros de la unidad, el monitoreo del estado del equipo relacionado, las funciones de curva histórica y en tiempo real, y el monitoreo acumulativo de las condiciones de operación de la unidad.

1, función de adquisición de datos (DAS)

Los parámetros relevantes para el monitoreo durante la operación de la unidad incluyen:

(1) Parámetros de red, incluida la tensión trifásica de red, corriente trifásica, frecuencia de red, factor de potencia, etc. Detección de fallo de tensión: parpadeo de tensión de red, sobretensión, baja tensión, caída de tensión, fallo de secuencia de fase, trifásico asimetría, etc.

(2) Parámetros meteorológicos, incluidos la velocidad del viento, la dirección del viento, la temperatura ambiente, etc.

(3) Detección del parámetro de estado de la unidad, que incluye: velocidad del rotor, velocidad del generador, temperatura de la bobina del generador, temperatura del cojinete delantero y trasero del generador, temperatura del aceite de la caja de engranajes, temperatura del cojinete delantero y trasero de la caja de engranajes, temperatura del aceite del sistema hidráulico, presión del aceite, nivel de aceite, cabina Vibración, giro de cable, temperatura de cabina, etc.

La computadora superior del centro de monitoreo remoto del parque eólico y la estación de pantalla táctil de la torre pueden realizar el monitoreo del estado de la unidad y realizar las funciones de visualización, registro, curva y alarma de los parámetros relevantes.

2. Arranque y parada de la unidad, control de generación de energía.

(1) El sistema de control principal detecta los parámetros de la red, los parámetros meteorológicos y los parámetros de funcionamiento de la unidad. Cuando se cumplen las condiciones, el sistema de orientación se activa para realizar el desenrollado automático del cable y el control del viento, liberando los discos de freno de la unidad, ajustando el ángulo de inclinación, y el molino de viento comienza a girar libremente. , ingrese el estado de espera.

(2) Cuando la velocidad del viento controlada por el sistema meteorológico externo es mayor que un cierto valor, el sistema de control principal inicia el sistema del convertidor para iniciar la excitación del rotor. Cuando la potencia de salida del estator del generador es la misma frecuencia, la misma fase y la misma amplitud que la red, el cierre de la salida de cierre El dispositivo realiza la generación de energía conectada a la red.

(3) Ajuste de potencia y velocidad del aerogenerador.

De acuerdo con las características del aerogenerador, cuando la unidad se encuentra en la relación de velocidad de punta óptima λ, la unidad de ventilador capturará la energía máxima. Si bien la velocidad de la unidad puede funcionar teóricamente a cualquier velocidad, está limitada por la velocidad real de la unidad y el límite de potencia del sistema. La etapa debe dividirse en las siguientes áreas operativas: el área operativa de velocidad variable, el área operativa de velocidad constante y el área operativa de potencia constante. Las condiciones de operación dentro de la potencia nominal incluyen: zona de operación de velocidad variable (λ óptima) y zona de operación de velocidad constante.

Cuando el ventilador está conectado a la red, si la velocidad es menor que la velocidad límite y la potencia es menor que la potencia nominal, ajuste la velocidad de la rueda de viento de acuerdo con la velocidad actual del viento real, para que la unidad funcione en el Estado de captación de la energía eólica máxima.

Dado que existe un cierto error entre la velocidad del viento en el punto de medición del anemómetro y la velocidad del viento que actúa sobre la pala, el observador del par predice el par de transmisión mecánica de la turbina eólica, y la velocidad de rotación se introduce a través de la relación correspondiente entre La velocidad de rotación del generador y el par. ω es el valor esperado de la velocidad del generador. Tm es el valor observado del par. Kopt es la constante de proporcionalidad a la velocidad óptima.

Cuando la velocidad del viento aumenta y la velocidad del generador alcanza el límite superior, el controlador principal debe mantener la velocidad constante. La energía eléctrica generada por el aerogenerador aumenta con el aumento de la velocidad del viento. En este momento, la unidad se desvía de la curva λ óptima de la turbina eólica.

Cuando la velocidad del viento continúa aumentando, de modo que la velocidad y la potencia alcancen el límite superior, ingrese a la zona de operación de potencia constante. En este estado, el control principal pasa a través del convertidor para mantener constante la potencia de la unidad, y el controlador principal reduce la potencia del viento mediante el ajuste del sistema de inclinación. El ángulo de ataque reduce la captura de energía eólica por la pala; por otro lado, la velocidad del generador es reducida por el convertidor, de modo que la turbina eólica se desvía de la curva λ óptima y la potencia de salida del generador se mantiene estable.

3, lógica de equipos auxiliares del sistema de control de energía eólica

(1) sistema generador

Monitoree los parámetros de funcionamiento del generador, controle la temperatura de la bobina del generador, la temperatura del cojinete y la temperatura de la cámara del anillo deslizante en un rango apropiado a través de 3 ventiladores de refrigeración y 4 calentadores eléctricos. La lógica relevante es la siguiente:

Cuando la temperatura del generador se eleva a un determinado valor establecido, se enciende el ventilador de enfriamiento. Cuando la temperatura desciende a un determinado valor establecido, la operación del ventilador se detiene; cuando la temperatura del generador es demasiado alta o demasiado baja y supera el límite, se emite una señal de alarma y se realiza un procedimiento de apagado seguro.

Cuando la temperatura es inferior a un determinado valor establecido, el calentador eléctrico se enciende, y cuando la temperatura aumenta a un determinado valor establecido, la operación del calentador se detiene; al mismo tiempo, el calentador eléctrico también se usa para controlar la diferencia de temperatura final del generador dentro de un rango razonable. Dentro.

(2) sistema hidráulico

El sistema hidráulico de la unidad se utiliza para el frenado del sistema de guiñada y la unidad de disco de freno mecánico. Cuando la unidad es normal, es necesario mantener el rango de presión nominal.

La bomba hidráulica controla la presión del sistema hidráulico. Cuando la presión cae al valor establecido, se inicia la bomba de aceite. Cuando la presión aumenta a un determinado valor establecido, la bomba se detiene. (3) Sistema meteorológico.

El sistema meteorológico es un instrumento inteligente de medición meteorológica que se comunica con el controlador a través del puerto RS485 y recoge los parámetros meteorológicos fuera de la cabina al sistema de control. El calentador del sistema de medición meteorológica se controla de acuerdo con la temperatura ambiente para evitar la formación de hielo.

La luz de obstáculo intermitente está controlada, y se instala una luz de obstáculo intermitente en el extremo de cada cuchilla para encenderse durante la noche.

El ventilador de la cabina controla la temperatura ambiente dentro de la cabina.

(4) sistema de paso eléctrico

El sistema de inclinación incluye el motor, el controlador y el PLC de control principal en cada pala. El PLC se comunica con el sistema de control principal de la unidad a través del bus CAN. Es la unidad de control de ajuste de tono en el sistema de control de energía eólica. El sistema de tono tiene una interfaz de control de plumas de DO de copia de seguridad. Las funciones principales del sistema de inclinación son las siguientes: control del sistema de desbaste del freno de emergencia, en caso de emergencia, control del ventilador. El comando de comunicación principal se acepta a través de la comunicación con el controlador principal a través de la interfaz de comunicación CAN, y el sistema de inclinación ajusta el ángulo de inclinación de la pala a una posición predeterminada. La comunicación entre el sistema de tono y el controlador principal incluye:

Hoja A retroalimentación de posición

Hoja de retroalimentación de posición B

Hoja de retroalimentación de posición C

Lanzamiento de la hoja dada el comando.

Estado de fallo integrado del sistema de pitch

Hoja en estado emplumado.

Comando de la pluma

(5) Sistema de caja de engranajes que aumenta la velocidad

El sistema de caja de engranajes se utiliza para aumentar la velocidad del aerogenerador hasta el rango de operación de velocidad normal del generador de doble alimentación. Es necesario monitorear y controlar la bomba de aceite de engranajes, el enfriador de aceite de engranajes, el calentador, la bomba de aceite lubricante, etc.

Cuando la presión del aceite del engranaje es más baja que el valor establecido, se inicia la bomba de aceite del engranaje; cuando la presión es mayor que el valor establecido, la bomba de aceite del engranaje se detiene. Cuando se excede la presión, se emite una alarma y se ejecuta el procedimiento de apagado.

Temperatura del aceite del engranaje del enfriador / calentador de aceite de engranajes: cuando la temperatura es inferior al valor establecido, encienda el calentador, deténgalo cuando la temperatura sea superior al valor establecido; cuando la temperatura es más alta que un valor establecido, inicie el aceite para engranajes. El enfriador detiene el enfriador de aceite para engranajes cuando la temperatura desciende al valor establecido.

El control de la bomba de aceite lubricante, cuando la presión del aceite lubricante es inferior al valor establecido, arranca la bomba de aceite lubricante, cuando la presión del aceite es superior a un determinado valor establecido, detenga la bomba de aceite lubricante.

(6) control del sistema de guiñada

De acuerdo con el ángulo actual de la cabina y el valor medido de la señal de dirección del viento de baja frecuencia, así como el estado de operación actual y la señal de carga de la unidad, los motores CW (en el sentido de las agujas del reloj) y CCW (en el sentido contrario a las agujas del reloj) se ajustan para realizar el viento automático y Control de desenrollado de cables.

Control automático del viento: cuando la unidad está en estado de funcionamiento o en espera, los motores CW y CCW se ajustan de acuerdo con la desviación del ángulo de la cabina y la dirección del viento medida para realizar el ajuste automático del viento. (La guiñada se realiza a la velocidad de guiñada establecida y se debe detectar el estado de funcionamiento del motor de guiñada)

Control automático de desenrollado del cable: cuando la unidad está en estado de pausa, si la cabina está torcida más de 720 grados en cierta dirección, se inicia el procedimiento de desenrollado automático del cable, o cuando la unidad está en estado de funcionamiento, si el giro es Más de 1024 grados, se realiza el procedimiento de desenrollado del cable.

(7) comunicación convertidor de alta potencia

El controlador principal se comunica con el convertidor a través del bus de comunicación CANOPEN, y el convertidor realiza el control conectado a la red / fuera de la red, la regulación de la velocidad del generador, el control de la potencia activa y el control de la potencia reactiva:

Conectado a la red y fuera de la red: el sistema convertidor controla la potencia de salida del estator del generador a la misma frecuencia, en fase y la misma amplitud de acuerdo con el comando del control principal, y luego hace que el contactor de salida del estator se cierre. Cuando la potencia generadora de la unidad es menor que un cierto valor durante varios segundos o cuando el ventilador o la red eléctrica no funcionan, el convertidor impulsa la apertura del contactor de salida del estator del generador y la unidad se desconecta.

Regulación de la velocidad del generador: cuando la unidad está funcionando en la siguiente etapa de carga nominal, la unidad funciona en la curva λ óptima controlando la velocidad del generador. Al medir el valor del par en tiempo real como un anemómetro, la unidad se ajusta al estado óptimo. correr.

Control de potencia: cuando la unidad ingresa a la zona de potencia constante, mantiene la potencia de la salida de la unidad a través del comando de comunicación con el inversor.

Control de potencia reactiva: control de potencia reactiva o ajuste del factor de potencia mediante comandos de comunicación con el inversor.

8) circuito de la cadena de seguridad

El bucle de la cadena de seguridad es independiente del sistema de control principal y ejecuta la lógica de apagado de emergencia en paralelo. Todos los circuitos de accionamiento relevantes están respaldados por la batería de respaldo para garantizar una ejecución confiable del sistema en una emergencia.


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