Podstawowe funkcje drugiego systemu sterowania siłą wiatru
(1) Funkcja gromadzenia danych (DAS): w tym zbieranie parametrów sieci, parametrów meteorologicznych i jednostkowych w celu realizacji funkcji sterowania, alarmowania, nagrywania i krzywych;
(2) Funkcje sterowania jednostką: w tym automatyczna jednostka startowa, sterowanie podłączeniem do sieci, kontrola prędkości, kontrola mocy, sterowanie kompensacją mocy biernej, automatyczne sterowanie powietrzem, sterowanie usuwaniem kabla, automatyczne wyłączanie sieci i bezpieczne wyłączanie;
(3) Funkcje systemu zdalnego monitorowania: w tym parametry urządzenia, monitorowanie stanu powiązanego sprzętu, funkcje krzywej historycznej i czasu rzeczywistego oraz zbiorcze monitorowanie warunków pracy jednostki.
1, funkcja gromadzenia danych (DAS)
Odpowiednie parametry monitorowania podczas pracy jednostki obejmują:
(1) Parametry sieci, w tym napięcie trójfazowe sieci, prąd trójfazowy, częstotliwość sieci, współczynnik mocy itp. Wykrywanie błędu napięcia: migotanie napięcia sieciowego, nadmierne napięcie, niskie napięcie, spadek napięcia, błąd sekwencji faz, trójfazowy asymetria itp.
(2) Parametry meteorologiczne, w tym prędkość wiatru, kierunek wiatru, temperatura otoczenia itp.
(3) Wykrywanie parametrów funkcji urządzenia, w tym: prędkość wirnika, prędkość generatora, temperatura cewki generatora, temperatura przedniego i tylnego łożyska generatora, temperatura oleju w skrzyni biegów, temperatura przedniej i tylnej części skrzyni biegów, temperatura oleju w układzie hydraulicznym, ciśnienie oleju, poziom oleju, kabina wibracje, skręt kabla, temperatura w kabinie itp.
Górny komputer zdalnego monitoringu farmy wiatrowej i stacja monitorowa z ekranem dotykowym wieży może realizować monitorowanie stanu urządzenia i realizować funkcje wyświetlania, rejestrowania, krzywej i alarmowania odpowiednich parametrów.
2. Uruchomienie i zatrzymanie urządzenia, sterowanie generowaniem mocy
(1) Główny system sterowania wykrywa parametry sieci, parametry meteorologiczne i parametry pracy urządzenia. Gdy warunki są spełnione, system odchylania jest aktywowany, aby wykonać automatyczne odwijanie kabla i sterowanie wiatrem, zwalniając tarcze hamulcowe urządzenia, dostosowując kąt nachylenia, a wiatrak zacznie swobodnie się obracać. , przejdź do stanu gotowości.
(2) Gdy prędkość wiatru monitorowana przez zewnętrzny system meteorologiczny jest większa niż pewna wartość, główny układ sterowania uruchamia układ przetwornika, aby rozpocząć wzbudzenie wirnika. Gdy moc wyjściowa stojana generatora jest taka sama, ta sama faza i ta sama amplituda co kratka, zamknięcie wylotu zamykającego Urządzenie realizuje generowanie mocy z podłączeniem do sieci.
(3) Regulacja mocy i prędkości turbiny wiatrowej
Zgodnie z charakterystyką turbiny wiatrowej, gdy jednostka jest w optymalnym stosunku prędkości λ końcówki, zespół wentylatora będzie przechwytywał maksymalną energię. Chociaż prędkość jednostkowa może teoretycznie pracować z dowolną prędkością, jest ona ograniczona rzeczywistą prędkością jednostkową i ograniczeniem mocy systemu. Etap musi być podzielony na następujące obszary operacyjne: obszar roboczy o zmiennej prędkości, obszar roboczy o stałej prędkości i obszar roboczy o stałej mocy. Warunki pracy w zakresie mocy znamionowej obejmują: strefę roboczą o zmiennej prędkości (optymalna λ) i strefę działania stałej prędkości.
Gdy wentylator jest podłączony do sieci, jeśli prędkość jest mniejsza niż prędkość graniczna, a moc jest niższa niż moc znamionowa, dostosuj prędkość koła wiatrowego zgodnie z bieżącą rzeczywistą prędkością wiatru, aby urządzenie działało w trybie stan przechwytywania maksymalnej energii wiatru.
Ponieważ występuje pewien błąd między prędkością wiatru w punkcie pomiaru anemometru i prędkością wiatru działającą na ostrze, obserwator momentu obrotowego przewiduje moment mechanicznego przeniesienia napędu turbiny wiatrowej, a prędkość obrotowa jest wprowadzana poprzez odpowiedni związek między prędkość obrotowa generatora i moment obrotowy. ω jest oczekiwaną wartością prędkości generatora. Tm jest obserwowaną wartością momentu obrotowego. Kopt jest stałą proporcjonalności przy optymalnej prędkości.
Kiedy prędkość wiatru wzrasta, a prędkość generatora osiąga górny limit, główny kontroler musi utrzymywać stałą prędkość. Energia elektryczna wytwarzana przez turbinę wiatrową zwiększa się wraz ze wzrostem prędkości wiatru. W tym momencie jednostka odchyla się od optymalnej krzywej λ turbiny wiatrowej.
Gdy prędkość wiatru nadal rośnie, aby prędkość i moc osiągnęły górny limit, wprowadź strefę działania stałej mocy. W tym stanie główna kontrola przechodzi przez konwerter, aby utrzymać stałą moc jednostki, a główny kontroler zmniejsza siłę wiatru poprzez regulację systemu pitch. Kąt natarcia zmniejsza przechwytywanie energii wiatru przez ostrze; z drugiej strony, prędkość generatora jest zmniejszana przez konwerter, tak że turbina wiatrowa odchyla się od optymalnej krzywej X, a moc wyjściowa generatora jest utrzymywana na stałym poziomie.
3, logiki urządzeń pomocniczych układu kontroli siły wiatru
(1) Układ generatora
Monitoruj parametry pracy generatora, kontroluj temperaturę cewki generatora, temperaturę łożyska i temperaturę komory pierścienia ślizgowego w odpowiednim zakresie za pomocą 3 wentylatorów chłodzących i 4 grzejników elektrycznych. Odpowiednia logika wygląda następująco:
Gdy temperatura generatora wzrośnie do pewnej ustawionej wartości, uruchamiany jest wentylator chłodzący. Kiedy temperatura spadnie do pewnej ustawionej wartości, praca wentylatora zostanie zatrzymana; gdy temperatura generatora jest za wysoka lub za niska i przekracza wartość graniczną, zostaje wygenerowany sygnał alarmowy i wykonać procedurę bezpiecznego wyłączenia.
Gdy temperatura spadnie do pewnej ustawionej wartości, uruchomi się nagrzewnica elektryczna, a gdy temperatura wzrośnie do pewnej ustawionej wartości, praca nagrzewnicy zostanie zatrzymana; w tym samym czasie nagrzewnica elektryczna służy również do kontroli końcowej różnicy temperatury generatora w rozsądnym zakresie. Wewnątrz.
(2) Układ hydrauliczny
Układ hydrauliczny urządzenia służy do hamowania układu hamulcowego i mechanicznego napędu tarcz hamulcowych. Gdy urządzenie jest normalne, konieczne jest utrzymanie zakresu ciśnienia nominalnego.
Pompa hydrauliczna steruje ciśnieniem w układzie hydraulicznym. Kiedy ciśnienie spada do ustawionej wartości, pompa olejowa zostaje uruchomiona. Kiedy ciśnienie wzrasta do pewnej ustawionej wartości, pompa zostaje zatrzymana. (3) System meteorologiczny
System meteorologiczny to inteligentny meteorologiczny przyrząd pomiarowy, który komunikuje się ze sterownikiem za pośrednictwem portu RS485 i zbiera parametry meteorologiczne poza kabiną do systemu sterowania. Ogrzewacz systemu pomiaru meteorologicznego jest kontrolowany zgodnie z temperaturą otoczenia, aby zapobiec oblodzeniu.
Migające światło przeszkody jest kontrolowane, a na końcu każdego ostrza zainstalowane jest migające światło przeszkodowe, które świeci w nocy.
Wentylator kabiny steruje temperaturą otoczenia wewnątrz kabiny.
(4) Elektryczny system pitch
System pitch obejmuje silnik, sterownik i główny sterownik PLC na każdym ostrzu. PLC komunikuje się z głównym układem sterowania urządzenia poprzez magistralę CAN. Jest to jednostka sterująca regulacją nachylenia w systemie sterowania mocą wiatru. System pitch ma interfejs kontrolny do tworzenia kopii zapasowych DUZ. Główne funkcje systemu pitch są następujące: sterowanie systemem wtrysku hamulca awaryjnego, w przypadku awarii, sterowanie dmuchawą wentylatora. Główne polecenie komunikacyjne jest akceptowane przez komunikację z głównym sterownikiem za pośrednictwem interfejsu komunikacyjnego CAN, a system regulacji wysokości dostosowuje kąt nachylenia łopaty do z góry określonego położenia. Komunikacja pomiędzy systemem pitch i głównym kontrolerem obejmuje:
Ostrze Sprzężenie zwrotne pozycji
Sprzężenie zwrotne położenia B ostrza
Sprzężenie zwrotne położenia C ostrza
Wydane polecenie ostrza
Zintegrowany stan awarii systemu skoku
Ostrze w stanie pierzastym
Polecenie Feather
(5) System zwiększający prędkość skrzyni biegów
Układ skrzyni biegów służy do zwiększenia prędkości turbiny wiatrowej do normalnego zakresu prędkości pracy podwójnie zasilanego generatora. Konieczne jest monitorowanie i kontrolowanie pompy oleju przekładniowego, chłodnicy oleju przekładniowego, grzałki, pompy oleju smarowego i tak dalej.
Gdy ciśnienie oleju przekładniowego jest niższe niż nastawiona wartość, pompa oleju przekładniowego jest uruchamiana; gdy ciśnienie jest wyższe od ustawionej wartości, pompa oleju przekładniowego zostaje zatrzymana. Po przekroczeniu ciśnienia uruchamiany jest alarm i wykonywana jest procedura wyłączenia.
Temperatura oleju przekładniowego chłodziarki / podgrzewacza przekładni: gdy temperatura jest niższa od ustawionej wartości, uruchom nagrzewnicę, zatrzymaj nagrzewnicę, gdy temperatura jest wyższa niż ustawiona wartość; gdy temperatura jest wyższa niż ustawiona wartość, uruchom olej przekładniowy. Chłodnica zatrzymuje chłodzenie oleju przekładniowego, gdy temperatura spadnie do ustawionej wartości.
Sterowanie pompą oleju smarowego, gdy ciśnienie oleju smarującego jest niższe od ustawionej wartości, uruchom pompę oleju smarowego, gdy ciśnienie oleju jest wyższe niż pewna ustawiona wartość, zatrzymaj pompę oleju smarowego.
(6) sterowanie systemem odchylającym
Zgodnie z aktualnym kątem kabiny i zmierzoną wartością sygnału średniej wartości kierunku wiatru o niskiej częstotliwości, jak również bieżącym stanem pracy i sygnałem obciążenia jednostki, silniki CW (zgodnie z ruchem wskazówek zegara) i CCW (przeciwnie do ruchu wskazówek zegara) są regulowane, aby realizować automatyczny wiatr i sterowanie odwijaniem kabla.
Automatyczna kontrola wiatru: Gdy jednostka jest w stanie gotowości do pracy lub gotowości, silniki CW i CCW są regulowane zgodnie z odchyleniem kąta kabiny i zmierzonym kierunkiem wiatru w celu przeprowadzenia automatycznej regulacji wiatru. (Zamiana odbywa się przy ustawionej prędkości odchylania i należy wykryć stan pracy silnika odchylającego)
Automatyczne sterowanie odwijaniem kabla: Gdy urządzenie znajduje się w stanie pauzy, jeżeli kabina jest przekręcona o więcej niż 720 stopni w określonym kierunku, rozpoczyna się automatyczna procedura odwijania kabla lub gdy urządzenie jest w stanie działania, jeśli skręt jest większa niż 1024 stopnie, wykonywana jest procedura odwijania kabla.
(7) Komunikacja konwertera dużej mocy
Główny kontroler komunikuje się z konwerterem poprzez magistralę komunikacyjną CANOPEN, a konwerter realizuje sterowanie z sieci / poza siecią, regulację prędkości generatora, kontrolę mocy czynnej i kontrolę mocy biernej:
Podłączone do sieci i odłączone od sieci: system konwertera kontroluje moc wyjściową stojana generatora na tę samą częstotliwość, w fazie i taką samą amplitudę zgodnie z poleceniem głównego sterowania, a następnie steruje stycznikiem wylotu stojana, aby się zamknąć. Gdy moc wytwarzana przez jednostkę jest mniejsza niż pewna wartość przez kilka sekund lub gdy wentylator lub sieć energetyczna nie działają, konwerter napędza stycznik wyjściowy stojana generatora, aby go otworzyć, a urządzenie jest odłączone.
Regulacja prędkości generatora: Gdy jednostka pracuje w następnym etapie obciążenia znamionowego, jednostka pracuje na optymalnej krzywej λ, kontrolując prędkość generatora. Mierząc wartość momentu obrotowego w czasie rzeczywistym jako anemometr, jednostka jest dostosowywana do optymalnego stanu. biegać.
Kontrola mocy: Kiedy urządzenie wchodzi w strefę stałej mocy, utrzymuje moc wyjścia urządzenia poprzez komendę komunikacyjną z falownikiem.
Kontrola mocy biernej: Regulacja mocy biernej lub regulacja współczynnika mocy za pomocą poleceń komunikacyjnych z falownikiem.
8) Obwód łańcucha bezpieczeństwa
Pętla łańcucha bezpieczeństwa jest niezależna od głównego systemu sterowania i równolegle wykonuje logikę awaryjnego wyłączenia. Wszystkie odpowiednie obwody napędowe są podtrzymywane przez baterię podtrzymującą, aby zapewnić niezawodne wykonanie systemu w sytuacji awaryjnej.
