華電天仁變槳控制系統(tǒng)介紹

1、華電天仁變槳控制系統(tǒng)介紹2015-12-31提綱一、公司介紹股權(quán)結(jié)構(gòu)北京華電天仁電力控制技術(shù)有限公司國電科技環(huán)保集團股份有限公司固安天仁公司90%10%全資一、公司介紹公司優(yōu)勢核心技術(shù)電力電子技術(shù)嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)公司專長與定位信息與控制技術(shù)節(jié)能環(huán)保技術(shù)新能源技術(shù)一、公司介紹主營業(yè)務(wù)優(yōu)化與節(jié)能技術(shù)風(fēng)電儲能系統(tǒng)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)及設(shè)備風(fēng)力發(fā)電機組變槳控制系統(tǒng)微網(wǎng)系統(tǒng)信息化技術(shù)與應(yīng)用一、公司介紹變槳系統(tǒng)生產(chǎn)基地固安華電天仁控制設(shè)備（固安華電天仁）是北京華電天仁公司全資的生產(chǎn)制造基地，廠房面積13700平方米，具有年產(chǎn)2000套風(fēng)力發(fā)電機組變槳控制系統(tǒng)（涉及至6MW的內(nèi)陸和海上風(fēng)機）、10000臺數(shù)字

2、化執(zhí)行機構(gòu)等高端工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)能力。一、公司介紹人員結(jié)構(gòu)公司人員知識結(jié)構(gòu)公司人員崗位結(jié)構(gòu)公司擁有強大的軟、硬件開發(fā)和項目實施團隊。一、公司介紹公司榮譽國家火炬計劃中國電力科學(xué)技術(shù)獎國家科學(xué)技術(shù)進步獎一、公司介紹公司榮譽高新技術(shù)企業(yè)雙軟認證ISO9001認證系統(tǒng)集成資質(zhì)一、公司介紹公司優(yōu)勢專利、軟件著作權(quán)公司擁有多項發(fā)明專利和實用新型專利。其中目前變槳已取得1項發(fā)明專利，5項實用新型專利。公司擁有24項軟件著作權(quán)，其中變槳3項。華電天仁風(fēng)電變槳控制系統(tǒng)引進德國ATECH公司技術(shù)，系統(tǒng)為3柜結(jié)構(gòu)，采用了低壓交流異步驅(qū)動控制技術(shù)和超級電容后備電源技術(shù)，動態(tài)響應(yīng)能力強，具有集成度高、可靠性高、壽命長、

3、結(jié)構(gòu)簡單、使用維護方便、環(huán)境適應(yīng)能力強等特點，把后備電源維護周期從2年提高到了10年左右，大大降低了運行維護成本。二、系統(tǒng)概述二、系統(tǒng)概述產(chǎn)品系列華電天仁風(fēng)電機組變槳控制系統(tǒng)產(chǎn)品涉及、6MW風(fēng)電機組，目前已涵蓋低溫型、高海拔型、潮間帶型。風(fēng)機類型母線電壓額定功率額定扭矩最大扭矩制動扭矩1.5MW60V4.5kW28.7Nm在1500rpm時75Nm100Nm2.0MW75V6.0kW38.2Nm在1500rpm時112Nm100Nm3.0MW90V7.5kW42.6Nm在1680rpm時157Nm100Nm3.0MW大葉片105V14kW71.1Nm在1900rpm時250Nm146Nm6.0

4、MW145V21kW142Nm在1500rpm時465Nm250Nm二、系統(tǒng)概述產(chǎn)品系列華電天仁、變槳控制系統(tǒng)單體機箱二、系統(tǒng)概述產(chǎn)品系列華電天仁變槳控制系統(tǒng)機箱以及電容柜二、系統(tǒng)概述總體結(jié)構(gòu)二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及技術(shù)特點結(jié)構(gòu)TR變槳系統(tǒng)由三個功能和結(jié)構(gòu)相同的軸柜組成，每個軸柜結(jié)構(gòu)如圖所示：二、系統(tǒng)概述工作原理 自動模式下，變槳PLC接受風(fēng)機主控位置指令，經(jīng)過前饋與比例環(huán)節(jié)運算輸出速度指令，通過CAN通訊傳給AC2變頻器，變頻器完成速度環(huán)與電流環(huán)運算驅(qū)動電機至指定位置，以下是各核心部件功能。變頻器與電機：直接從DC Link獲取能量，正常情況下，接受PLC速度指令，完成驅(qū)動功能，當PLC或CAN通訊故

5、障時，直接驅(qū)動變槳至限位開關(guān)動作停止。PLC控制器：接受風(fēng)機主控指令，完成位置環(huán)運算，控制變槳跟隨風(fēng)機主控位置指令，返回變槳狀態(tài)至風(fēng)機主控，同時監(jiān)視變槳自身狀態(tài)，完成各種邏輯保護功能及其它輔助回路控制。電源管理模塊：從滑環(huán)獲取主電源，維持DC Link電壓恒定，當主電源故障時，通過綜合報警信號告知PLC電源出現(xiàn)故障。超級電容：正常工作時，支撐DC Link電壓。主電源故障時，作為后備電源為變槳提供足夠的順槳能量。二、系統(tǒng)概述安全策略每個軸柜都有完全獨立的控制及功率驅(qū)動部分，三柜之間無任何聯(lián)系。當系統(tǒng)輸入主電源出現(xiàn)故障時，變槳系統(tǒng)依靠后備電源順槳，其它情況均依靠主電源供電。變槳系統(tǒng)故障均由自身P

6、LC判斷并進入緊急模式，緊急模式下，變槳主動斷開安全鏈且將故障上傳至風(fēng)機主控。安全鏈斷開后，變槳自行順槳至安全位置。手動維護模式下，任意時刻只允許一個槳葉離開安全位置。二、系統(tǒng)技術(shù)特點低溫性能優(yōu)異3柜系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，安裝使用維護方便后備電源壽命長，功率密度高，狀態(tài)監(jiān)測方便可靠二、系統(tǒng)技術(shù)特點（1）二、系統(tǒng)技術(shù)特點（1）項目超級電容鉛酸電池電池機理物理反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)循環(huán)使用壽命額定電壓及一半電壓內(nèi)循環(huán)充放電100萬次，工作壽命10年循環(huán)充放電300500次，安全工作壽命2年環(huán)境適應(yīng)性正常工作溫度：4565工作溫度：040最佳工作溫度：1525溫度每升高10，浮充壽命縮短一半，循環(huán)壽命縮短15電池溫

7、度太低時，會使電池蓄電容量減少，容易過度放電，進而使電池壽命縮短電池儲存儲存溫度：4570可在能量釋放完的狀態(tài)下儲存儲存溫度：1540需要在充滿電的狀態(tài)下儲存存放期超過36個月應(yīng)進行補充電充電性能可大電流充電，充電時間快，在2分鐘內(nèi)可充滿，滿足快速啟機要求充電方式有嚴格要求，要采用溫度作為補償，充電時間510小時二、系統(tǒng)技術(shù)特點（2）項目超級電容鉛酸電池放電性能功率密度高，放電流能力大，可達幾百安培，供電正常時快速補充變槳伺服驅(qū)動系統(tǒng)的尖峰電流，變槳系統(tǒng)電源峰值電流小能量型，放電電流一般只有幾十安，放電電流過大對電池壽命有影響，變槳系統(tǒng)電源峰值電流較大狀態(tài)監(jiān)測電壓信號基本能表征電池能量，電池放

8、電時電壓隨之下將，放電終止后電池電壓不能自動恢復(fù)，只有隨著充電過程電壓快速恢復(fù)電池電壓不能表征其能量狀態(tài)，存在“虛電”的可能性使用維護成本目前世界最知名的超級電容一套成本在3.3萬元左右，綜合考慮鉛酸蓄電池人工維護成本、故障損失后果、超級電容實現(xiàn)快速啟動帶來的發(fā)電效益以及超級電容價格逐年下降，超級電容已顯出優(yōu)勢超級電容壽命按8年計，期間鉛酸蓄電池需更換2次，總成本在2.85萬元左右二、系統(tǒng)技術(shù)特點（2）良好的密封設(shè)計系統(tǒng)安全性、可靠性高防雷和浪涌保護功能完善二、系統(tǒng)技術(shù)特點（2）大散熱板結(jié)構(gòu)人機界面友好，調(diào)試和維護方便滿足低電壓穿越（LVRT）要求軸柜選用大散熱板散熱，能滿足大多數(shù)使用環(huán)境的要

9、求，散熱板加裝了散熱風(fēng)扇，能滿足炎熱環(huán)境的運行需求。二、系統(tǒng)技術(shù)特點（3）電源輸入范圍寬二、系統(tǒng)技術(shù)特點（4）電網(wǎng)要求項目電網(wǎng)要求華電天仁變槳系統(tǒng)電壓當電網(wǎng)電壓在0.85Un1.3Un 區(qū)間內(nèi)波動時，變槳系統(tǒng)的運行能力要符合下述技術(shù)規(guī)定：1）變槳系統(tǒng)的過電壓保護定值為1.3Un，動作時限為0.1s。2）變槳系統(tǒng)的低電壓保護定值符合GB/T 19963-2005風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定對低電壓穿越的要求。3）當電網(wǎng)在1.15Un 運行時，變槳系統(tǒng)至少可運行0.5s。4）當電網(wǎng)電壓在0.9Un1.1Un 區(qū)間（含0.9Un、1.1Un）時，變槳系統(tǒng)可長期正常運行。當電網(wǎng)電壓在0.8Un1.2Un

10、區(qū)間時，變槳系統(tǒng)可長期正常運行。當電網(wǎng)電壓在1.3Un時，可持續(xù)工作0.3s。頻率47Hz52Hz45Hz65Hz固安華電天仁控制設(shè)備（固安華電天仁）是北京華電天仁電力控制技術(shù)的生產(chǎn)基地，2010年1月正式運營，目前主要從事風(fēng)電機組變槳控制系統(tǒng)的生產(chǎn)工作。固安華電天仁廠房面積13700平方米，現(xiàn)有員工154人，變槳系統(tǒng)年產(chǎn)能達到2000套。三、系統(tǒng)生產(chǎn)組織情況三、系統(tǒng)生產(chǎn)組織情況固安華電天仁組織結(jié)構(gòu)四、系統(tǒng)質(zhì)量控制通過勞氏ISO9001質(zhì)量體系論證（一）（二）系統(tǒng)已通過CE認證四、系統(tǒng)質(zhì)量控制在整個系統(tǒng)生產(chǎn)測試過程中牢固樹立“質(zhì)量就是生命”、“細節(jié)決定成敗”的理念，執(zhí)行嚴格的質(zhì)量考核體系（三）

11、四、系統(tǒng)質(zhì)量控制伺服驅(qū)動器、變槳電機、超級電容、PLC控制器等系統(tǒng)核心部件全部采用國外進口且成熟應(yīng)用的產(chǎn)品（四）四、系統(tǒng)質(zhì)量控制部件選型設(shè)計，均進行嚴酷的環(huán)境試驗測試，確?，F(xiàn)場工作正常（五）從物料入廠檢驗配料組裝測試包裝出廠整個生產(chǎn)過程各環(huán)節(jié)全程實施嚴格質(zhì)量監(jiān)控，所有產(chǎn)品出廠前進行全功能的帶電運行測試（六）四、系統(tǒng)質(zhì)量控制振動測試振動測試機械振動數(shù)值 正弦穩(wěn)態(tài)振動頻率:5-18Hz，位移振幅：加速度:2g測試時間長度: X、Y、Z軸各做4小時備注：完成上述振動測試后，Z軸采用5g加速度測試1小時機械沖擊:最大沖擊加速度30g,沖擊持續(xù)時間為30ms,X、Y、Z軸正反方向各三次。 四、系統(tǒng)質(zhì)量控

12、制低氣壓測試針對龍源那曲超高海拔風(fēng)機進行變槳系統(tǒng)低氣壓環(huán)境測試使用地點的海拔高度/m010002000300040005000相應(yīng)大氣氣壓/kPa101.390.079.570.161.754.0電氣間隙修正系數(shù)以零海拔為基準1.001.131.271.451.641.88以1000mm海拔為基準0.891.001.131.281.461.67以2000mm海拔為基準0.780.881.001.131.291.47四、系統(tǒng)質(zhì)量控制低氣壓測試針對龍源那曲超高海拔風(fēng)機進行變槳系統(tǒng)低氣壓環(huán)境測試四、系統(tǒng)質(zhì)量控制建立完整的產(chǎn)品檔案，包括物料入庫檢查記錄、生產(chǎn)過程記錄、檢查測試記錄、關(guān)鍵部件序列號記錄、軟硬件版本記錄、整機廠輪轂