风电场主控系统培训课件
97页1、风电场主控系统培训课件BachmannBachmann主控系统介绍主控系统介绍性能特点:性能特点:采用工业级INTEL奔腾处理器,有较强的处理能力;模块化设计,背板总线连接,可分段组态,配置灵活;提供全面的IO接口及功能模块,满足绝大多数应用;金属结构,能抗25g的撞击和振动;无风扇设计,散热性好;采用多级分区防雷设计,安全性好;具有防电磁干扰、抗振动特性;适应宽温设计:(-40+70)较高的防护等级:(IP54)根据任务优先等级和执行时间,合理优化系统资源;端口带有回路监视设计,确保信号的准确有效;三个独立的超速检测模块分别对不同的转速测量点进行监控,配合控制器内部速度检测,实现多重超速保护;优异的软硬件扩展能力;性能特点:性能特点:基本功能基本功能根据现场风速自动进入启动状态或从电网切出;根据功率、转速、风速自动进行转速和功率控制,实现最优化的功率输;自动偏航跟踪风向,电缆扭曲到设定值后,根据风况智能解缆;能够便捷的维护风机的各个执行机构或设备,修改机组运行参数;根据不同等级的报警事件执行不同的停机策略,降低风机损耗;当风机运行过程中,能对电网、风况和机组的运行状况等进行监测和记录
2、并为风场提供原始数据,生成各种图表,以反映风力发电机组的各项性能;对出现的异常情况能够自行判断并采取相应的保护措施,故障记录支持;支持多种工业通讯标准及互联网技术,可以实现风机系统的远程监控;基本驱动链发电系统结构如图所示。定子通过并网接触器与电网相连,由功率变换器实现同步化后给出并网指令,实现快速软并网。转子侧通过功率变换器与电网相连。在变转速运行范围内,通过调节转子侧三相励磁电流,控制定子侧恒频恒压输出,保证电能输出质量。从结构上来说,系统应该包括三个部分:风机运行主控制器、变桨距机构(包括偏航系统)以及变速恒频控制器(实现电流控制与转速控制)。对于并网型变速恒频风力发电机,还应再通过并网控制器再接入电网。基本驱动链发电系统结构图基本驱动链发电系统结构图 控制系统结构控制系统结构1、风能利用系数Cp风力涡轮从自然风能中吸取能量的大小程度用风能利用系数Cp表示:P-风力涡轮实际获得的轴功率-空气密度A-风轮的扫风面积V-上游风速 根据贝兹(Betz)理论可以推得风力涡轮机的理论最大效率为:Cpmax=0.593。风力发电原理2、叶尖速比 为了表示风轮在不同风速中的状态,用叶片的叶尖圆
3、周速度与风速之比来衡量,称为叶尖速比。=2Rn/V=R/vn-风轮的转速-风轮叫角频率R-风轮半径V-上游风速3、风机性能曲线 风力机性能一般用风能利用系数曲线进行描述,风能利用系数曲线是描述风力机的风能利用系数与叶尖速比之间关系的曲线,即Cp_曲线。Cp_曲线是桨叶节距角的函数。从图中可以看到Cp_曲线对桨叶节距角的变化规律;当桨叶节距角逐渐增大时Cp曲线将显著地缩小。变速恒频风力发电机在并网前实施并网控制,并网后实施最大风能追踪控制,在并网瞬间切换控制策略。控制策略的切换和矢量控制坐标变换关系如图所示。发电机并网条件为:定子电压和电网电压的幅值频率以及相位相同。发电机并网控制就是在并网之前调节定子电压,满足并网条件后进行并网操作。发电机并网前定子空载,并网控制的实质就是依据电网电压(频率相位和幅值)信息,通过变换器调节转子的励磁电流,调节发电机定子电压符合并网条件。变速恒速恒频风力力发电控制策略控制策略 双馈异步风力发电系统,绕线异步电动机的定子直接连接电网,转子经电压型交直交变频器接电网。转差率,随着转速变化而变化,变频器把转差频率的转差功率变为恒压、恒频()的转差功率,送至电网
4、。转速高于同步速时,转差率,转差功率流出转子,经变频器送至电网,电网收到的功率为定、转子功率之和,大于定子功率;转速低于同步转速时,转差功率从电网,经变频器流入转子,电网收到的功率为定、转子输出功率之差,小于定子功率。系统运行分为两个阶段:同步阶段:在此过程中风机已经开始转动,当其转速大于启动转速后,充电回路先闭合,使变频器直流电容电压升高,当电压大于额定值后,转子回路主接触器闭合,并且同时断开充电回路接触器。母线电压不断升高至额定值,这时变频器逆变器开始工作,电机转子中产生电流,所以在定子中有电压产生,变频器检测电网电压和电机定子电压,通过调节住转子的电压电流,使这两个电压同步,并且闭合定子主接触器,系统便完成了同步切入。运行阶段:同步切入结束后便进入正常运行阶段。在这个阶段,变频器接收主控制传输过来的两个主要控制信号:功率因数和电机力矩。控制柜用于1.5MW双馈风力发电机机组机舱控制,安装于机舱腹部,单柜组成。主控柜元件机柜左侧设置有通风栅格、690V负荷开关、400V负荷开关、230V欧标插座和400V欧标插座、主控柜温度传感器。柜内元件作用及维护单机通讯光端机、远程通讯光端机单
5、机通讯光端机、远程通讯光端机。1、使用a、单机通讯光端机:由机舱处光端机和塔基处光端机组成,负责机舱控制器和塔基显示屏数据通讯。b、远程通讯光端机:由机舱处光端机和塔基处光端机组成,负责机舱控制器和远程管理系统数据通讯。2、维护a、检查光器件有无损坏。b、电口有无损坏。c、光纤和网线连接顺序是否与图纸一致。230VAC24VDC开关电源开关电源。1、使用a、四个开关电源分别提供4组电源供电,带自保护功能。UK8.1提供偏航刹车、主轴刹车电源;UK8.2提供模块、人机界面、光端机电源;UK8.3提供安全链回路电源;UK8.4提供发电机碳刷磨损电源;2、维护a、测试输出电源是否正常。b、检测回路是否存在短路情况。交流电源交流电源整流滤波为高压直流整流滤波为高压直流震荡变压震荡变压整流滤波为低压直流整流滤波为低压直流690VAC230VAC控制变压器控制变压器。1、使用提供3:1变电功能。2、维护a、检查变压器四角固定螺钉有无松动,需要涂抹螺纹胶。b、检测线路连接有无松动。变压器和开关器和开关电源均是利源均是利用用电磁交磁交换的原理的原理进行行电压的的变换的元件的元件.电能磁能电能各个设备开
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