Funções básicas do segundo sistema de controle de energia eólica
(1) Função de coleta de dados (DAS): incluindo a coleta de dados da rede elétrica, meteorológicos e parâmetros da unidade para realizar funções de controle, alarme, registro e curva;
(2) Funções de controle da unidade: incluindo unidade de partida automática, controle de conexão de rede, controle de velocidade, controle de potência, controle de compensação de potência reativa, controle automático de ar, controle de remoção de cabos, desligamento automático e controle de desligamento seguro;
(3) Funções do sistema de monitoramento remoto: incluindo parâmetros da unidade, monitoramento do status do equipamento relacionado, funções de curvas históricas e em tempo real e monitoramento cumulativo das condições operacionais da unidade.
1, função de aquisição de dados (DAS)
Os parâmetros relevantes para monitoramento durante a operação da unidade incluem:
(1) Parâmetros da rede, incluindo tensão trifásica da rede, corrente trifásica, frequência da rede, fator de potência, etc. Detecção de falha de tensão: oscilação de tensão da rede, sobretensão, baixa tensão, queda de tensão, falha de sequência de fase, trifásica assimetria, etc.
(2) Parâmetros meteorológicos, incluindo velocidade do vento, direção do vento, temperatura ambiente, etc.
(3) Detecção do parâmetro de status da unidade, incluindo: velocidade do rotor, velocidade do gerador, temperatura da bobina do gerador, temperatura do mancal dianteiro e traseiro do gerador, temperatura do óleo da caixa de mudanças, temperatura da caixa dianteira e traseira da caixa de engrenagens, temperatura do óleo do sistema hidráulico, pressão do óleo vibração, viragem do cabo, temperatura da cabine, etc.
O computador superior do centro de monitoramento remoto do parque eólico e a estação touch screen da torre podem realizar o monitoramento do status da unidade e realizar as funções de exibição, gravação, curva e alarme dos parâmetros relevantes.
2. Início e parada da unidade, controle de geração de energia
(1) O sistema de controle principal detecta os parâmetros da rede, os parâmetros meteorológicos e os parâmetros operacionais da unidade. Quando as condições são atendidas, o sistema de guinada é ativado para realizar o desenrolamento automático do cabo e o controle do vento, liberando os discos de freio da unidade, ajustando o ângulo de inclinação e o moinho de vento começa a girar livremente. , entre no estado de espera.
(2) Quando a velocidade do vento monitorada pelo sistema meteorológico externo é maior que um determinado valor, o sistema de controle principal inicia o sistema do conversor para iniciar a excitação do rotor. Quando a potência de saída do estator do gerador é a mesma freqüência, a mesma fase e a mesma amplitude que a grade, o fechamento da saída de fechamento O dispositivo realiza geração de energia conectada à rede.
(3) Ajuste da potência e velocidade da turbina eólica
De acordo com as características da turbina eólica, quando a unidade está na relação ótima de velocidade de ponta λ, a unidade de ventilador capturará a energia máxima. Embora a velocidade da unidade possa, teoricamente, funcionar a qualquer velocidade, ela é limitada pela velocidade real da unidade e pelo limite de potência do sistema. O estágio deve ser dividido nas seguintes áreas de operação: a área de operação de velocidade variável, a área de operação de velocidade constante e a área de operação de potência constante. As condições operacionais dentro da potência nominal incluem: zona de operação de velocidade variável (λ ideal) e zona de operação de velocidade constante.
Quando o ventilador estiver conectado à rede, se a velocidade for menor que a velocidade limite e a potência for menor que a potência nominal, ajuste a velocidade da roda eólica de acordo com a velocidade real do vento, para que a unidade funcione no estado de captar a máxima energia eólica.
Como existe um certo erro entre a velocidade do vento no ponto de medição do anemômetro e a velocidade do vento atuando na lâmina, o observador de torque prevê o torque de transmissão mecânica da turbina eólica, e a velocidade de rotação é introduzida através da relação correspondente entre a velocidade de rotação do gerador e o torque. ω é o valor esperado da velocidade do gerador. Tm é o valor observado do torque. Kopt é a constante de proporcionalidade na velocidade ideal.
Quando a velocidade do vento aumenta e a velocidade do gerador atinge o limite superior, o controlador principal precisa manter a velocidade constante. A energia elétrica gerada pela turbina eólica aumenta com o aumento da velocidade do vento. Neste momento, a unidade desvia da curva ótima λ da turbina eólica.
Quando a velocidade do vento continuar a aumentar, de modo que a velocidade e a potência atinjam o limite superior, entre na zona de operação de potência constante. Neste estado, o controle principal passa através do conversor para manter a potência da unidade constante, e o controlador principal reduz a energia eólica através do ajuste do sistema de passo. O ângulo de ataque reduz a captação de energia eólica pela lâmina; por outro lado, a velocidade do gerador é reduzida pelo conversor, de modo que a turbina eólica desvia da curva ótima λ e a potência de saída do gerador é mantida estável.
3, lógica do equipamento auxiliar do sistema de controlo da energia do vento
(1) sistema gerador
Monitore os parâmetros operacionais do gerador, controle a temperatura da serpentina do gerador, a temperatura do mancal e a temperatura da câmara do anel deslizante em uma faixa apropriada através de 3 ventiladores de resfriamento e 4 resistências elétricas. A lógica relevante é a seguinte:
Quando a temperatura do gerador sobe para um determinado valor definido, o ventilador é iniciado. Quando a temperatura cai para um determinado valor definido, a operação do ventilador é interrompida; quando a temperatura do gerador está muito alta ou muito baixa e excede o limite, um sinal de alarme é emitido e executar um procedimento de desligamento seguro.
Quando a temperatura é inferior a um determinado valor definido, o aquecedor elétrico é ligado e, quando a temperatura atinge um determinado valor definido, a operação do aquecedor é interrompida; ao mesmo tempo, o aquecedor elétrico também é usado para controlar a diferença final de temperatura do gerador dentro de uma faixa razoável. Dentro.
(2) sistema hidráulico
O sistema hidráulico da unidade é usado para frenagem do sistema de guinada e acionamento de disco de freio mecânico. Quando a unidade está normal, é necessário manter a faixa de pressão nominal.
A bomba hidráulica controla a pressão do sistema hidráulico. Quando a pressão cai para o valor definido, a bomba de óleo é ligada. Quando a pressão sobe para um determinado valor definido, a bomba é parada. (3) sistema meteorológico
O sistema meteorológico é um instrumento inteligente de medição meteorológica que se comunica com o controlador através da porta RS485 e coleta parâmetros meteorológicos fora da cabine para o sistema de controle. O aquecedor do sistema de medição meteorológica é controlado de acordo com a temperatura ambiente para evitar congelamento.
A luz do obstáculo piscando é controlada e uma luz de obstáculo piscando é instalada no final de cada lâmina para acender à noite.
O ventilador da cabine controla a temperatura ambiente dentro da cabine.
(4) sistema de passo elétrico
O sistema de inclinação inclui o motor, o acionador e o PLC de controle principal em cada lâmina. O PLC comunica com o sistema de controle principal da unidade através do barramento CAN. É a unidade de controle de ajuste de inclinação no sistema de controle de energia eólica. O sistema de pitch tem a interface de controle de backup DO feather. As principais funções do sistema de passo são as seguintes: controle do sistema de empenamento do freio de emergência, no caso de emergência, controle do ventilador. O comando de comunicação principal é aceito através da comunicação com o controlador principal através da interface de comunicação CAN, e o sistema de inclinação ajusta o ângulo de inclinação da lâmina para uma posição predeterminada. A comunicação entre o sistema de pitch e o controlador principal inclui:
Lâmina Um feedback de posição
Feedback de posição da lâmina B
Feedback de posição da lâmina C
Lâmina de passo dado comando
Status de falha integrado do sistema de inclinação
Lâmina no estado emplumado
Comando de pena
(5) sistema de caixa de velocidades de aumento de velocidade
O sistema de caixa de câmbio é usado para aumentar a velocidade da turbina eólica até a faixa normal de operação da velocidade do gerador alimentado duplamente. É necessário monitorar e controlar a bomba de óleo de engrenagem, o radiador de óleo da engrenagem, o aquecedor, a bomba de óleo lubrificante e assim por diante.
Quando a pressão do óleo da transmissão é inferior ao valor definido, a bomba do óleo da engrenagem é ligada; quando a pressão é maior que o valor ajustado, a bomba de óleo de engrenagem é parada. Quando a pressão é excedida, um alarme é emitido e o procedimento de desligamento é executado.
Temperatura do óleo da engrenagem de controlo do radiador / aquecedor do óleo de engrenagens: Quando a temperatura é inferior ao valor definido, ligue o aquecedor, pare o aquecedor quando a temperatura for superior ao valor definido; quando a temperatura for superior a um valor definido, inicie o óleo de engrenagens. O resfriador para o resfriador do óleo de engrenagens quando a temperatura cai para o valor ajustado.
Controle da bomba de óleo lubrificante, quando a pressão do óleo lubrificante estiver abaixo do valor ajustado, inicie a bomba de óleo lubrificante, quando a pressão do óleo for maior que um determinado valor definido, pare a bomba de óleo lubrificante.
(6) controle do sistema de guinada
De acordo com o ângulo atual da cabine e o valor médio do sinal de direção do vento medido, assim como o estado atual de operação e sinal de carga da unidade, os motores CW (sentido horário) e anti-horário (sentido anti-horário) são ajustados para realizar controle de desenrolamento de cabos.
Controle automático do vento: Quando a unidade está no estado de funcionamento ou de espera, os motores CW e CCW são ajustados de acordo com o desvio do ângulo da cabine e a direção do vento medida para realizar o ajuste automático do vento. (A guinada é executada na velocidade de guinada definida e o estado de funcionamento do motor de guinada precisa ser detectado)
Controle automático de desenrolamento de cabo: Quando a unidade está no estado de pausa, se a cabine for girada mais de 720 graus em uma certa direção, o procedimento de desenrolamento automático de cabo é iniciado ou quando a unidade está no estado de funcionamento, se a torção maior que 1024 graus, o procedimento de desenrolamento de cabos é realizado.
(7) Comunicação do conversor de alta potência
O controlador principal se comunica com o conversor através do barramento de comunicação CANOPEN, e o conversor realiza o controle conectado à rede / fora da rede, a regulagem da velocidade do gerador, o controle de potência ativo e o controle de potência reativa:
Rede conectada e não conectada à rede: O sistema do conversor controla a potência de saída do estator do gerador na mesma freqüência, em fase e na mesma amplitude, de acordo com o comando do controle principal, e aciona o contator de saída do estator para fechar. Quando a potência de geração da unidade é menor que um determinado valor por vários segundos ou quando o ventilador ou a rede elétrica não operam, o conversor aciona o contator de saída do estator do gerador para abrir e a unidade é desconectada.
Regulação da velocidade do gerador: Quando a unidade está funcionando no estágio seguinte de carga nominal, a unidade é operada na curva λ ótima controlando a velocidade do gerador. Ao medir o valor do torque em tempo real como um anemômetro, a unidade é ajustada para o estado ideal. corre.
Controle de potência: Quando a unidade entra na zona de potência constante, mantém a potência da saída da unidade através do comando de comunicação com o inversor.
Controle de potência reativa: Controle de potência reativa ou ajuste do fator de potência através de comandos de comunicação com o inversor.
8) Circuito da corrente de segurança
O circuito de corrente de segurança é independente do sistema de controle principal e executa a lógica de desligamento de emergência em paralelo. Todos os circuitos de acionamento relevantes são copiados pela bateria de reserva para garantir a execução confiável do sistema em uma emergência.
