风机控制系统
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(2) 暂停状态:机械闸松开,液压系统保持工作压力,机组自动偏航调向, 叶片桨距角调到接近全翼展状态,叶轮空转或停止,冷却系统自动状态, 操作面板显示“暂停”状态,这个状态在调试时很有用,主要用来调试时 测试整个系统的功能是否正常
(3)停机状态:机械闸松开,叶片处于全翼展状态,液压系统保持工作压力, 机组自动偏航调向停止,冷却系统非自动状态,操作面板显示“停机”状 态
远程控制:启停、复位等 运行数据监测:机组状态、风数据、转速、功率、温度、
各部件状态
故障追忆:故障触发日志 参数设置备份 数据统计:
最大值、最小值、平均值的统计 动作次数统计 各状态时间统计
风机控制系统
风电场管理功能需求(二)
风电场的管理 风场机组管理 风场的集群操作:启动、停机 发电功率因数调节 发电功率调配 电网和气候监测 数据统计:年报表、月报表、日报表等,故
风机控制系统
主控制器要求
处理能力:主频400M 实时多任务操作系统 开放性、可扩展能力:支持分布式远程I/O 嵌入式Web Server, , Email Client等 多通讯接口支持:RS485、Profibus,Canopen,
Ethernet 存储能力:日志(访问、故障、事件)、临
风速、风向、加速度、偏航、电能质量
风机控制系统
安全保护系统
安全链保护:独立于控制系统之外的由硬件实现 的安全保护系统
一级安全链:紧急停机、切断辅助电源 二级安全链:紧急停机
软件故障处理:
故障动作:降功率运行、自由转动、刹车 故障级别:自复位、手动复位、本地复位
关键点:
保护点的设定:过载、过速、振动、扭缆等 保护措施 关键部件性能 安全系统对刹车系统的控制及影响 锁定装置:风轮、偏航 紧急停机按钮 备用电源
“风机控制基础培训”
风机控制系统
风机控制系统
第一部分 大型风电机组控制系统介绍
设计原则 控制系统组成 主控系统网络结构 安全系统 控制软件 风电场管理及远程监控
风机控制系统
控制系统设计原则
高安全性 高可靠性 最大电能输出(叶片和最大风能捕获) 降低动载荷 (优化设计) 易于扩展 (不同需要之间的灵活选择) 便于维护 (远程诊断,故障追忆)
障信息统计分析,风场风数据的统计
风机控制系统
国际标准
国际标准IEC-61400-25系列标准定义了风电场 监测与控制的通讯方式,即定义了风电场内 智能电子设备信息交换模型的服务。
信息交换模型包括:所有能够访问信息的类的层次模型; 对于这些类的信息交换服务;与每项信息交换服务相关 的参数。
但是,该系列标准只涉及风电场构成之间的 通讯,比如风机与操作人员之间的SCADA系 统,而各部分内部的通讯不在标准涉及范围 之内。
安全链输出:变流器急停 安全链节点:变流器断开安全链
通讯接口:主控制器和变距系统 采用现场总线
风机控制系统
变流器接口
辅助电源: 控制电源,UPS,风扇加热器电源
安全链及其它硬件连接
急停输入: 干节点 并网柜与变流器: 电网测量:电网侧电压,定子侧电压,定子侧电流 并网接触器控制: 合,断,就绪等
控制wenku.baidu.com略(二)
阻尼变距控制:避开谐振点(区)
风机控制系统
共振点跳跃:
通过变距控制,跳 过低转速点(非工 作区)易振点
振动预测与干预:
通过传感器采集加速 度信号,对振动进行 预测和防振动处理。
塔筒前后载荷的变化
风机控制系统
风电场管理功能需求
SCADA系统:监测控制及数据采集系统 风电机组监控
状态码及其条件
部件动作
状态改变条件及操作权限 灵活的IO点定义
方便的通讯接口:配置文件,无需编程
机组状态、故障处理方式用户自定义
风机控制系统
风机控制系统
发电控制及控制策略
额定风速以下:最大功率跟踪,避免变距频 繁动作,通过转矩进行最佳叶尖速比控制, 达到最大功率输出
额定风速以上:
恒功率控制 保持功率恒定, 通过变距控制转速 稳定运行
风机控制系统
控制系统组成
控制系统涉及的范围: 主控系统软硬件设计; 变距系统软硬件设计;变流系统设计;通讯 链路设计(本机和风场);防雷及布线设计; 安全系统设计(安全链及故障处理);外围 传感设计
控制系统的组成:
塔底控制柜 机舱控制柜 变距控制柜 变流器 多路滑环 传感器
风机控制系统
塔底柜
机舱柜
690V主电源接入、分配 电网测量 变压器 人机界面 主控制器 UPS电源 风场通讯 塔底数据采集
传感器接入 执行部件控制 数字电源 数字、模拟IO 安全链系统 变距系统通讯 变压器
人机界面
当机舱柜与塔底柜执行相同功能时,机舱柜优先 级高于塔底柜
风机控制系统
变距系统
辅助电源:控制电源,动力电源 安全链及其它硬件连接:
时数据 高可靠性及恶劣环境的适应能力
状态控制:启动、停机、偏航、液压、温控、故障处理等 发电控制:变距、功率闭环控制
风机控制系统
风机控制系统
状态控制
工作状态:运行、暂停、停机、紧急停机 每种状态是一个活动层次,运行状态层级 最高,急停状态最低,四种工作状态的主要 特征如下:
(1)运行状态: 机械闸松开,允许机组并网发电,机组自动偏航调向,桨 距控制系统选择优化工作模式,根据风速状况选择优化的桨距角,液压系 统保持工作压力,冷却系统自动状态,操作面板显示“运行”状态
(4)紧急停机状态:机械闸抱闸,紧急电路(安全链)开启,控制器所有输 出信号无效,控制器所有输出信号无效,控制器仍在运行和测量所有输入 信号,操作面板显示“紧急停机”状态
状态控制
可将状态划分的更为详细,并分配代码,对每一个状 态、工况建立状态表,把所有基本状态的程序编好, 再通过切换控制,在不同状态下控制。
通讯接口: 主控制器和变流器采用现场总线进行通 讯
风机控制系统
滑环和传感器
滑环
信号列表:变距系统电源、通讯、控制信号、轮毂内照 明、轴承润滑等
耐压、电流冲击电气性能等 防护等级:IP54 环境要求:是否需要加热 设计寿命:7000万转 维护安装:接线、查线、观察、更换刷丝
传感器:
(3)停机状态:机械闸松开,叶片处于全翼展状态,液压系统保持工作压力, 机组自动偏航调向停止,冷却系统非自动状态,操作面板显示“停机”状 态
远程控制:启停、复位等 运行数据监测:机组状态、风数据、转速、功率、温度、
各部件状态
故障追忆:故障触发日志 参数设置备份 数据统计:
最大值、最小值、平均值的统计 动作次数统计 各状态时间统计
风机控制系统
风电场管理功能需求(二)
风电场的管理 风场机组管理 风场的集群操作:启动、停机 发电功率因数调节 发电功率调配 电网和气候监测 数据统计:年报表、月报表、日报表等,故
风机控制系统
主控制器要求
处理能力:主频400M 实时多任务操作系统 开放性、可扩展能力:支持分布式远程I/O 嵌入式Web Server, , Email Client等 多通讯接口支持:RS485、Profibus,Canopen,
Ethernet 存储能力:日志(访问、故障、事件)、临
风速、风向、加速度、偏航、电能质量
风机控制系统
安全保护系统
安全链保护:独立于控制系统之外的由硬件实现 的安全保护系统
一级安全链:紧急停机、切断辅助电源 二级安全链:紧急停机
软件故障处理:
故障动作:降功率运行、自由转动、刹车 故障级别:自复位、手动复位、本地复位
关键点:
保护点的设定:过载、过速、振动、扭缆等 保护措施 关键部件性能 安全系统对刹车系统的控制及影响 锁定装置:风轮、偏航 紧急停机按钮 备用电源
“风机控制基础培训”
风机控制系统
风机控制系统
第一部分 大型风电机组控制系统介绍
设计原则 控制系统组成 主控系统网络结构 安全系统 控制软件 风电场管理及远程监控
风机控制系统
控制系统设计原则
高安全性 高可靠性 最大电能输出(叶片和最大风能捕获) 降低动载荷 (优化设计) 易于扩展 (不同需要之间的灵活选择) 便于维护 (远程诊断,故障追忆)
障信息统计分析,风场风数据的统计
风机控制系统
国际标准
国际标准IEC-61400-25系列标准定义了风电场 监测与控制的通讯方式,即定义了风电场内 智能电子设备信息交换模型的服务。
信息交换模型包括:所有能够访问信息的类的层次模型; 对于这些类的信息交换服务;与每项信息交换服务相关 的参数。
但是,该系列标准只涉及风电场构成之间的 通讯,比如风机与操作人员之间的SCADA系 统,而各部分内部的通讯不在标准涉及范围 之内。
安全链输出:变流器急停 安全链节点:变流器断开安全链
通讯接口:主控制器和变距系统 采用现场总线
风机控制系统
变流器接口
辅助电源: 控制电源,UPS,风扇加热器电源
安全链及其它硬件连接
急停输入: 干节点 并网柜与变流器: 电网测量:电网侧电压,定子侧电压,定子侧电流 并网接触器控制: 合,断,就绪等
控制wenku.baidu.com略(二)
阻尼变距控制:避开谐振点(区)
风机控制系统
共振点跳跃:
通过变距控制,跳 过低转速点(非工 作区)易振点
振动预测与干预:
通过传感器采集加速 度信号,对振动进行 预测和防振动处理。
塔筒前后载荷的变化
风机控制系统
风电场管理功能需求
SCADA系统:监测控制及数据采集系统 风电机组监控
状态码及其条件
部件动作
状态改变条件及操作权限 灵活的IO点定义
方便的通讯接口:配置文件,无需编程
机组状态、故障处理方式用户自定义
风机控制系统
风机控制系统
发电控制及控制策略
额定风速以下:最大功率跟踪,避免变距频 繁动作,通过转矩进行最佳叶尖速比控制, 达到最大功率输出
额定风速以上:
恒功率控制 保持功率恒定, 通过变距控制转速 稳定运行
风机控制系统
控制系统组成
控制系统涉及的范围: 主控系统软硬件设计; 变距系统软硬件设计;变流系统设计;通讯 链路设计(本机和风场);防雷及布线设计; 安全系统设计(安全链及故障处理);外围 传感设计
控制系统的组成:
塔底控制柜 机舱控制柜 变距控制柜 变流器 多路滑环 传感器
风机控制系统
塔底柜
机舱柜
690V主电源接入、分配 电网测量 变压器 人机界面 主控制器 UPS电源 风场通讯 塔底数据采集
传感器接入 执行部件控制 数字电源 数字、模拟IO 安全链系统 变距系统通讯 变压器
人机界面
当机舱柜与塔底柜执行相同功能时,机舱柜优先 级高于塔底柜
风机控制系统
变距系统
辅助电源:控制电源,动力电源 安全链及其它硬件连接:
时数据 高可靠性及恶劣环境的适应能力
状态控制:启动、停机、偏航、液压、温控、故障处理等 发电控制:变距、功率闭环控制
风机控制系统
风机控制系统
状态控制
工作状态:运行、暂停、停机、紧急停机 每种状态是一个活动层次,运行状态层级 最高,急停状态最低,四种工作状态的主要 特征如下:
(1)运行状态: 机械闸松开,允许机组并网发电,机组自动偏航调向,桨 距控制系统选择优化工作模式,根据风速状况选择优化的桨距角,液压系 统保持工作压力,冷却系统自动状态,操作面板显示“运行”状态
(4)紧急停机状态:机械闸抱闸,紧急电路(安全链)开启,控制器所有输 出信号无效,控制器所有输出信号无效,控制器仍在运行和测量所有输入 信号,操作面板显示“紧急停机”状态
状态控制
可将状态划分的更为详细,并分配代码,对每一个状 态、工况建立状态表,把所有基本状态的程序编好, 再通过切换控制,在不同状态下控制。
通讯接口: 主控制器和变流器采用现场总线进行通 讯
风机控制系统
滑环和传感器
滑环
信号列表:变距系统电源、通讯、控制信号、轮毂内照 明、轴承润滑等
耐压、电流冲击电气性能等 防护等级:IP54 环境要求:是否需要加热 设计寿命:7000万转 维护安装:接线、查线、观察、更换刷丝
传感器: