风机控制系统培训5资料讲解.ppt

单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*1风力发电机组电控系统工作报告风场控制风机被控设备本机控制I/O卡件变桨控制变流控制本机控制系统通讯组件服务器本机控制控制层操作员站工程师站打印机网关本机控制器变流控制变桨控制风力机本机监视其它控制设备系统通讯组件风力发电机组控制系统硬件图笔记本电脑实时网络操作系统平台历史及数据存储逻辑实现平台偏航、液压等I/O模块通讯风力发电机组控制算法DLS或类似接口接入系统诊断及报警变桨系统控制Profi BUS 通讯变流器系统 A I/O 通讯模式通讯接口HMI风机本机监视接入变压器监视接入其它信号接入风场监视控制系统支撑软件打印报警监视纪录历史远程通讯风场控制本机控制执行机构风力发电机组控制软件系统图风能: 参考案例及专用知识n应用案例 1: 涡轮调节及自动控制 (II)nDeWind D8: 2 MW / 叶片液压定调 / 双馈反应发电机 / 变速箱 n系统设计 (概观)Gearbox:变速箱电网数据管理系统设计(机舱)系统设计(塔基)QUEST公司控制系统QUEST公司提供的风力发电控制系统控制器n科若斯中心控制器q测量准确性高q经证实的高可靠性q经过标准工业总线系统的输入/输出信号q简单快捷的配置q 高效益的产品qMotorola MPC 555QUEST公司控制系统 采用输入/输出（I/O）单元分布在风力发电机周围，大幅度的减少电缆的数量。

QUEST公司控制系统n科若斯测量变压器 （电压互感器）qChorus Trafo 科若斯变压器（电压互感器）qSingle phase typeqMax Voltage（最高电压） 690VqAccuracy （精确性） 0.3 %qOutput （输出） 0 10VQUEST公司控制系统n闸流晶体管驱动器模块qThyristor outputs （闸流晶体管输出） 6qOutput voltage, max（最大输出电压） 690VqOutput current, max （最大输出电流） 1AqOver-current protection （电流保护装置） YesqDigital inputs （数字输入） 6QUEST公司控制系统n用于添加和操作数据库记录的工具；n支持各类输入/输出（I/O）总线装置的数据库；n用于定义输入/输出（I/O）的工具，无论该n端口是在CPU 单元上或是在设备的总线系n统输入/输出（I/O）模块上；n任务周期间隔可以为1、10、100 或1000毫秒；nTrue RMS 的测量适用于6 个电压和3 个电流, 测量频率可高至10 毫秒一次；n通讯端口的管理；n周期性数值的处理（例如风向）；n用于模拟和数字测量的滤波器；n定时器；n数据资料记录；n图形界面工具箱；软件系统主要用途和功能VESTAS控制系统n底部和顶部的处理器模块MITA的风力发电控制系统MITA的风力发电控制系统nWP3100 Controllern适用于不同型号风机的智能控制器n集成所有控制功能n先进的数据采集和存储n柔性设计的控制系统以满足不同用户需求n集成实时电网测量n易于扩展n远程软件升级MITA的风力发电控制系统MITA的风力发电控制系统硬件设计特点q集成I/O及COM端口q满足风机控制的紧凑型设计q易于扩展 q集成实时电网测量q友好的用户界面q基于MITA控制技术的控制系统网络q适用于不同规模的风场MITA的风力发电控制系统Software and Statisticsq集成所有功能并采用c语言编程可实现通过网络的远程软件更新；q风力机的远程访问；q参数和数据的密码保护；q数据统计并实现日、月、年的统计报告；q故障诊断及报警；q提供多种用户语言。

中科院电工所的风机控制系统中科院电工所的风机控制系统中科院电工所的风机控制系统技术开发历程q承担多个风力发电控及变流器系统国家级项目q22KW变速恒频控制系统试验验证q大连天元电机全功率试验验证q国电玉门风场600KW G42机组现场试验中科院电工所的风机控制系统国电玉门风场600MW G42机组现场试验n将A12号机组的所有测量线、反馈线、控制线和动力线进行标号，并详细记录n将原位于机舱内的主控柜拆除，从机舱内吊下；并在原来位置上安装科诺的信号转接柜n将原有的线路完全拆除后，全部引入科诺的控制室内，与科诺的控制系统和变流器连接n检查和测试所有接线的正确性和信号的准确性n为监控机舱内的情况，在机舱内额外安装了一套监视系统中科院电工所的风机控制系统现场试验结果n一次并网成功；n好的电气控制特性；n优于原机组的功率控制曲线；n30天的运行考核期测试成功，对比试验结果良好：q科诺A12号机组7.3万千瓦q金风600MW机组6.9万千瓦qGamesa7.4万千瓦存在问题：q通讯问题；q阵风超速；q变桨调节特性同主控系统匹配GH的风场控制系统远程对话单元(RIU) (Remote Interface unit (RIU)n统计分析(Statistical analysis)n独立于风场网络(Independent of site network)n高采样频率，有准确时间纪录的数据(High sample rate, accurate time stamped data)n保持最大的数据完整性-断网后两个月的储存(Maximum data integrity 2 months storage during network outage)n实时数据采集和下载(Campaign and download real time data)n客户数据分析(Custom data analysis)GH SCADA 系统的优点n风机维护(Turbine maintenance) n性能优化(Performance optimisation) n编辑功能，例如，停机时间和利用率重新计算(Editing e.g. downtime & availability reassignment) n丰富的报告功能，可按合同要求进行追踪(Complex reports, traceable to contract obligations) n故障的法律分析(Forensic analysis of faults) n独立工程师分析(I.E. analysis) n针对制造商的破产赔偿要求(LD claim against anufacturer) n可用于支持运营和维护合同(Can be used to support O&M contract) n简化日常检查(Simplifies routine checks) n允许重点检查有问题的地方(Permits focus on problem areas) n与基本要求相关的报告(Reports relate to bottom line) n简化非常详细分析的工作量(Simplifies very detailed analysis) n明确所有关键的问题(Clarifies all crucial issues) n准确的有支持的信息资料(Accurate and supportable information) GH 风场群设计的方案n可逐渐增加的网络n服务器或客户自选方案q卫星/其它高速联网q公司网络q远程用户qGH SCADA q服务器q工作站中科院电工所的风场控制系统INTERNETGPRSRS232电源MD600CP340路由器防火墙监控室DC + DCC数据中心DC端口：9100中科院电工所的风场控制系统n采用标准化的通信网络技术PROFIBUS现场总线技术，实现大型风电场风电机组集中和远程监控。

主要用于大型并网风电场百台以上风电机组的集群监控可根据不同的风电机组制定相适应得通信协议n功能特点：q采用了现场总线技术，速度快，系统可靠q可选择对多台风电机组同时进行远控操作q模块化功能组合结构，扩展能力强q积木式数据存储结构，提高了数据查询速度，扩大数据存储范围中科院电工所的风场控制系统n通信管理系统自动与事先设定的风电机组建立通信连接，并且有通信中断后的自动重连接功能n监视功能实时监视可控风电机组的运行状态（如待机、大/小电机发电、停机等）、瞬时运行数据、统计运行数据、历史运行数据等绘制曲线现场绘制风速-功率曲线、风速分布曲线、风速趋势曲线n集中控制功能在中央控制室集中实现对多台风电机组的远程开机、停机、左/右偏航、复位等功能n数据管理系统自动进行历史数据存储，自动进行数据维护，自动生成日报表、月报表和年度报表，支持数据查询，并且有数据导出功能n修改参数远程修改风电机组运行参数故障报警与处理故障报警（视觉报警和红色警示条报警）、故障数据保存、故障现场数据读取显示n异地远程监控通过Internet或拨号等远程通信手段，可以实现在异地对大型风电场的远程管理风力发电控制系统小结风场控制现场设备I/O卡件变桨控制变流控制系统通讯组件服务器本机控制操作员站工程师站打印机网关本机控制器变流控制变桨控制风力机本机监视其它控制设备系统通讯组件风力发电机组控制系统硬件图笔记本电脑实时网络操作系统平台历史及数据存储逻辑实现平台偏航、液压等I/O模块通讯风力发电机组控制算法DLS或类似接口接入系统诊断及报警变桨等系统控制Profi BUS 通讯变流器控制系统 A I/O 通讯模式通讯接口HMI风机本机监视接入变电站监视接入其它信号接入风场监视控制系统支撑软件打印报警监视纪录历史远程通讯风场控制本机控制执行机构风力发电机组控制软件系统图风机控制系统n风机本机控制系统结构q设计机舱及塔基控制箱；q分布的I/O；q可扩展的网络设计；n控制系统厂商特点q设计生产控制器及关键检测元件；q同自有风场控制系统的集成；n控制系统的现场工作n风场控制系统q风场管理（风电厂运行、业主监视、制造商监控）；q丰富的通讯方式。

风机控制系统主要工作n同样机相关q控制功能逻辑设计和实现；q控制系统调试工作；q半实物仿真试验平台；q风机控制柜控制箱组装；q被控对象控制特性；q信号及动力电缆设计；q控制系统HMI、历史功能及报警功能；q风场控制系统风机控制系统主要工作n其它重要工作q完整的风场控制系统；q风机电气控制系统功能试验台；q控制系统硬件设计；q关键零部件生产单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*37材料出库风力发电机组控制系统全生产工艺流程系统生产执行单位：生产组 地 点：电控生产车间时 间：2.5周机柜柜体安装电缆制造电子安装带电调试主机联调现场调试机柜检验底板安装卡件底座安装走线槽安装同轴电缆信号电缆通讯电缆电源继电器及端子控制器及I/O电缆连接通道检测逻辑检查系统性能参数测定临时电缆连接系统联调机柜现场安装现场接线系统调试系统调试执行单位：调试组 地 点：总装车间、现场时 间：同整机进度单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*38材料出库风力发电机组控制系统全生产工艺流程系统生产执行单位：生产组 地 点：电控生产车间时 间：2.5周机柜柜体安装电缆制造电子安装带电调试主机联调现场调试机柜检验底板安装卡件底座安装走线槽安装同轴电缆信号电缆通讯电缆电源继电器及端子控制器及I/O电缆连接通道检测逻辑检查系统性能参数测定临时电缆连接系统联调机柜现场安装现场接线系统调试系统调试执行单位：调试组 地 点：总装车间、现场时 间：同整机进度控制系统程序框图设计n了解风机系统运行及控制过程；n理解和验证Aerodyn开发控制程序；n现场调试技术基础；n技术开发即国产化基础。

居于Aerodyn SCS说明的控制程序框图设计n采用UML的系统需求分析过程n用例分析清楚表现不同部件操作关系n用于系统逻辑软件开发的第一版SCS功能说明已完成控制系统程序框图设计n序列图表示动作执行过程运行控制区域划分控制系统程序框图设计n形成的程序开发文档控制系统功能试验平台n意义：变频恒速风力发电融合了现代机械传动、电力电子技术和现代控制理论，而由于我国1.。