風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)及遠(yuǎn)程監(jiān)控

風(fēng)電場機(jī)組控制系統(tǒng)及遠(yuǎn)程監(jiān)控11節(jié)能工程技術(shù)葉雪萍23風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)介紹風(fēng)電機(jī)組類型-并網(wǎng)型失速型（恒速恒頻）單速型雙速型變速恒頻雙饋式直驅(qū)式混合式失速型（恒速恒頻）機(jī)組結(jié)構(gòu)

失速型（恒速恒頻）機(jī)組特點(diǎn)

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速不隨風(fēng)速的波動(dòng)而變化，始終維持恒轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而輸出恒定額定頻率的交流電。

系統(tǒng)目前普遍采用，簡單可靠，但是對風(fēng)能的利用不充分，因?yàn)轱L(fēng)力機(jī)只有在一定的葉尖速比的數(shù)值下才能達(dá)到最高的風(fēng)能利用率。

變速恒頻機(jī)組結(jié)構(gòu)變速恒頻機(jī)組特點(diǎn)

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速的波動(dòng)作變速運(yùn)行，但仍輸出恒定頻率的交流電。

此方式提高了風(fēng)能的利用率，增加了系統(tǒng)的柔動(dòng)性，但將導(dǎo)致必須增加實(shí)現(xiàn)恒頻輸出的電力電子設(shè)備，增加系統(tǒng)復(fù)雜性。風(fēng)電控制系統(tǒng)的三大組成部分：現(xiàn)場風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制單元高速環(huán)型冗余光纖以太網(wǎng)遠(yuǎn)程上位機(jī)操作員站風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制單元是每臺(tái)風(fēng)機(jī)控制的核心，實(shí)現(xiàn)機(jī)組的參數(shù)監(jiān)視、自動(dòng)發(fā)電控制和設(shè)備保護(hù)等功能；每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組配有就地HMI人機(jī)接口以實(shí)現(xiàn)就地操作、調(diào)試和維護(hù)機(jī)組；高速環(huán)型冗余光纖以太網(wǎng)是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)高速公路，將機(jī)組的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)送至上位機(jī)界面；上位機(jī)操作員站是風(fēng)電廠的運(yùn)行監(jiān)視核心，并具備完善的機(jī)組狀態(tài)監(jiān)視、參數(shù)報(bào)警，實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)的記錄顯示等功能，操作員在控制室內(nèi)實(shí)現(xiàn)對風(fēng)場所有機(jī)組的運(yùn)行監(jiān)視及操作。上位機(jī)監(jiān)控軟件的功能：①系統(tǒng)具有友好的控制界面。在編制監(jiān)控軟件時(shí)，充分考慮到風(fēng)電場運(yùn)行管理的要求，使用漢語菜單，使操作簡單，盡可能為風(fēng)電場的管理提供方便。②系統(tǒng)顯示各臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)，如每臺(tái)機(jī)組的瞬時(shí)發(fā)電功率、累計(jì)發(fā)電量、發(fā)電小時(shí)數(shù)、風(fēng)輪及電機(jī)的轉(zhuǎn)速和風(fēng)速、風(fēng)向等，將下位機(jī)的這些數(shù)據(jù)調(diào)入上位機(jī)，在顯示器上顯示出來，必要時(shí)還可以用曲線或圖表的形式直觀地顯示出來。③系統(tǒng)顯示各風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，如開機(jī)、停車、調(diào)向、手/自動(dòng)控制以及大/小發(fā)電機(jī)工作等情況，通過各風(fēng)電機(jī)組的狀態(tài)了解整個(gè)風(fēng)電場的運(yùn)行情況。④系統(tǒng)能夠及時(shí)顯示各機(jī)組運(yùn)行過程中發(fā)生的故障。在顯示故障時(shí)，能顯示出故障的類型及發(fā)生時(shí)間，以便運(yùn)行人員及時(shí)處理及消除故障，保證風(fēng)電機(jī)組的安全和持續(xù)運(yùn)行。⑤系統(tǒng)能夠?qū)︼L(fēng)電機(jī)組實(shí)現(xiàn)集中控制。值班員在集中控制室內(nèi)，只需對標(biāo)明某種功能的相應(yīng)鍵進(jìn)行操作，就能對下位機(jī)進(jìn)行改變設(shè)置狀態(tài)和對其實(shí)施控制。如開機(jī)、停機(jī)和左右調(diào)向等。但這類操作有一定的權(quán)限，以保證整個(gè)風(fēng)電場的運(yùn)行安全。⑥系統(tǒng)管理。監(jiān)控軟件具有運(yùn)行數(shù)據(jù)的定時(shí)打印和人工即時(shí)打印以及故障自動(dòng)記錄的功能，以便隨時(shí)查看風(fēng)電場運(yùn)行狀況的歷史記錄情況?？刂葡到y(tǒng)的基本組成

功率柜:

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主配電系統(tǒng)，包括發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)連接主回路、低壓配電控制回路、電源變換、防雷保護(hù)回路等；變頻器柜:

主要是IGBT等電力電子器件組成的整流、逆變電路；電容及預(yù)充電電路；變槳距系統(tǒng):主要控制葉片改變槳距角。計(jì)算機(jī)柜:包括中心控制器及其接口電路、電量采集及其安全保護(hù)電路等。風(fēng)機(jī)內(nèi)部控制通信部分控制系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)

風(fēng)機(jī)與風(fēng)機(jī)間或風(fēng)機(jī)與控制中心的網(wǎng)絡(luò)通信部分

風(fēng)電控制系統(tǒng)的現(xiàn)場控制站包括：塔座主控制器機(jī)柜機(jī)艙控制站機(jī)柜變槳距系統(tǒng)變流器系統(tǒng)現(xiàn)場觸摸屏站以太網(wǎng)交換機(jī)現(xiàn)場總線通訊網(wǎng)絡(luò)UPS電源緊急停機(jī)后備系統(tǒng)風(fēng)電控制系統(tǒng)基本功能：

（1）數(shù)據(jù)采集（DAS）功能：包括采集電網(wǎng)、氣象、機(jī)組參數(shù)，實(shí)現(xiàn)控制、報(bào)警、記錄、曲線功能等（2）機(jī)組控制功能：包括自動(dòng)啟動(dòng)機(jī)組、并網(wǎng)控制、轉(zhuǎn)速控制、功率控制、無功補(bǔ)償控制、自動(dòng)對風(fēng)控制、解纜控制、自動(dòng)脫網(wǎng)、安全停機(jī)控制等（3）遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)功能：包括機(jī)組參數(shù)、相關(guān)設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)控，歷史和實(shí)時(shí)曲線功能，機(jī)組運(yùn)行狀況的累計(jì)監(jiān)測等。利用CoCo做遠(yuǎn)程監(jiān)控：設(shè)備：描述CoCo-80/90CoCo

硬件,

2/4/8/16

通道CoCo

應(yīng)用程序

PC

端EDM

軟件電源從發(fā)電機(jī)中接出，或者利用太陽能夾具帶三腳架的不銹鋼夾具無線網(wǎng)絡(luò)無線路由GPRS天線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)傳感器電力夾,

電壓探針加速度,

IEPE,

數(shù)據(jù)線,

安裝附件加速度傳感器無線路由野外無線網(wǎng)絡(luò)天線CoCo-80：風(fēng)力發(fā)電整體的監(jiān)控

一個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)控的例子

遠(yuǎn)程監(jiān)控的優(yōu)點(diǎn):

具有嚴(yán)密安全傳輸手段，保障生產(chǎn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳送，具有多級權(quán)限控制系統(tǒng)，分層管理，保障管理數(shù)據(jù)的安全