东汽机组主控系统介绍(DEIF)

东汽机组主控系统介绍（DEIF）
东汽风电事业部 邱国祥 2012-10-18
内容简介
控制柜、控制器介绍
功能介绍 风机运行介绍 系统控制介绍
一 、控制柜、控制器介绍
控制器
PCM 4.3 – CPU模块/通讯模块
2X
供电:
- 24V - 1数字输入、1数字输出（看门狗）
网口 服务接口
RS485
IOM 4.2 – I/O模块
详见风机限值 功率计算方法
N
Y
风机输出功率< 85%风 机限值功率
N
Y
上2min内最大风速 < 11m/s？
N
Y
上20s内ßrefer 变化小于1°？
N
Y 风机停止 风机切出发电机 风机穿越电网故障 风机正常运行
风机停机
状态码： 状态码是对风机每个相关状态的描述，每 个状态码代码一个风机状态，即风机的状态对 应一个唯一的状态码，用户可用通过状态码来 查看风机的相关状态信息。本系统的状态码包 括：“等级+.+识别码”组成。
状态码
状态码包括：
级别 状态码 名称 延时 报警程序 刹车程序 偏航程序 复位方式 复位延时
状态码
级别：是指相应状态码所属的等级，DEIF控制系统 共定义了21个等级，依次从等级0至等级20。 状态码名称：是指风机状态码的文字说明，每个状 态码对于一个中文说明。用户可以根据状态码的名称来 识别状态码的信息。 延时：是指激活相应状态码时所设置的延时时间。 报警程序：是指风机控制系统的处理策略，它包括 停机和报警两种处理策略：停机控制风机执行停机程序 ；报警只执行报警而不执行停机程序，所以风机可以继 续运行。 偏航程序：偏航程序是指风机控制系统所所采用的 偏航策略。
风机正常 变桨发电 运行 并网成功 发电机并 网
风速不够满 足发电要求
转速无法维持 在共振区以上 等待变频器 加热完成
风机运行/判断穿越
Y
风机变桨至70度 完成
存在停机故障码？
N 变桨闭环控制激活 风机高速轴目标转 速600rpm
速轴转速< 150rpm?
Y
N
激活故障码 20.001
齿轮油入口温度 > *-1°[11.014]？
液压站系统 自动运行
偏航系统 解缆对风
传动链润滑系统 自检
1度/秒变桨至 89度准备位置
准备好？
Y
自检成功?
Y
桨叶在 准备位置？
Y
振动模块 通讯状态 准备好？
Y
变流器 准备好？
Y
风机偏航解缆对风
自检时间> [*180s] ?
自检时间> [*180s] ?
自检时间> [*180s] ?
自检时间> [*180s] ?
GPM 4.1 – 电网测量模块
1X
电流检测接口
电压测量接口
电压测量接口
二 、功能介绍
菜单
登陆菜单
风机概览
实时数据
实时数据/传动链
历史数据
历史数据/部套运行时间
参数设置
风机测试
风机测试/传动链测试
三 、风机运行介绍
无停机故障激活
风机停止
风机停止转动
停机故障激活
风机启动
停机故障激活
N
Y
并网开始
风机停止
风机发电机切入
风机在塔筒共振区上 空转
风机运行/并网
Y 存在停机故障码？ N 执行相应刹车程序 风机高速轴目标转速 = 1300 rpm 变流器跟踪 转矩设定值超时 N
并网过程详见 变流器控制
变流器控制 [并网运行]
并网主状态 持续时间 > 45s?
Y
激活故障码 10.009
Y
N
激活故障码 01.005
安全链
激活故障码 00.005 N
24VDC OUT 电源正常？ Y
振动开关 正常 ？
N
激活故障码 01.006
Y 激活故障码 01.001 机舱急停 正常 ？ 主轴超速 模块正常 ？ Y N 激活故障码 01.007
N
Y
激活故障码 01.002
N
塔底急停 正常 ？
高速轴超速 模块正常 ？
风机正常运行结束
Y
存在停机故障码？
N
执行相应刹车程序
风机桨角设定值ßset固定; 发电机转矩设定值Tset = Trefer
风机运行/正常运行
Y 高速轴转速< 1010rpm? 变流器欠速转速 ＝ 990/1000rpm N
Y
电网LVRT 激活？
N 风力过小， 风机正常脱网 风机输出功率< 85%风 机限值功率
对风2
风向 对风前 扭缆位置
对风1
风向
CCW 极限扭缆 -360 degree 0 degree 360 degree CW
风机启动/转速提升
Y
风机自检完成
存在停机故障码？
N
变桨至70度 目标位置
风机桨角< 70.5?
N
Y
执行相应刹车程序
偏航系统 [跟踪风向]
变桨电池测试 标志位激活？
Y
N
风机停止
N
Y
电网LVRT 激活？ N
详见电网LVRT检测
详见风机限值 功率计算方法
风力过小， 风机正常脱网
风机输出功率< 85%风 机限值功率
N
Y
上2min内最大风速 < 11m/s？
N
Y
上20s内ßrefer 变化小于1°？
N
Y
使变桨电机抱闸 ，变桨系统休眠
风机停止
风机切出发电机
风机穿越电网故障
风机固定桨角运行
N
激活故障码 01.008
Y Y 机舱测试盒 急停正常 ？
Y 结束
N
激活故障码 01.003
变桨控制
变桨控制
变桨运行方式： A.交流供电变桨 A1.正常变桨 交流主电源供电=1、rpm OK=1； A2.快速收桨 交流主电源供电=1、rpm OK=0； B.电池供电收桨 B1.电池收桨 交流主电源供电=0、rpm OK=1/0；
状态码
刹车程序总共包括10个等级，每个刹车程序主要包 括四部分的策略：刹车阀动作策略；变桨收桨策略；变 频器脱网策略；安全链动作策略
刹车序号 软刹车至空转1 软刹车至空转2 软刹车至空转3 软刹车至空转4 软刹车至停机1 软刹车至停机2 软刹车至停机3 电网故障1 电网故障2 紧急停机 变桨控制 交流收桨（3°/s） 交流收桨（3°/s） 交流收桨（以最大速度） 直流收桨 交流收桨（3°/s） 交流收桨（以最大速度） 直流收桨 交流收桨（以最大速度） 直流收桨 直流收桨 变流器控制 机械刹车 安全链 正常脱网 不刹车 闭合 立即脱网 不刹车 闭合 正常脱网 不刹车 闭合 正常脱网 不刹车 闭合 正常脱网 当高速轴转速 < 150 rpm，刹车 闭合 正常脱网 当高速轴转速 < 150 rpm，刹车 闭合 正常脱网 刹车 闭合 立即脱网 不刹车 闭合 立即脱网 不刹车 闭合 立即脱网 刹车 断开 备注 收桨至风暴位置 力矩减小、变频器脱网失败 收桨至风暴位置 变桨交流电源故障 收桨至风暴位置 收桨至风暴位置 程序检测到严重超速 收桨至风暴位置 收桨至风暴位置 收桨至风暴位置
状态码
刹车策略： 主动刹车 释放 全释放 闭合 2号刹车闭合，1号刹车松开 2号刹车闭合，延时5S后1号刹车闭合 全闭合 刹车阀 被动刹车
安全链策略： 安 全 链 闭合 断开
状态码
变桨收桨策略： 变桨 1、3°/s速度收桨至92.5°； 2、当角度＞80°时，1.5°/s速度收桨至92.5° 将DO-IOM12.77端子“RPM not OK”信号置低，强制 变桨电机以最快速度收桨至92.5° 以变桨电池刹车极限速度收桨至92.5°
风机塔筒共振区下 空转
风向错误 执行相应刹车程序
风速过低
风机停止
风机启动/提升至空转转速
风机运行
风机启动
风机固定 桨角发电 运行 转速提升成功 算法桨角设定 值变化不大 转速降低 塔筒共振 频率下空 转 风速，油温满足条件 减速穿越 塔筒共振 区以下 穿越失败 加速穿越 塔筒共振 区 穿越成功 塔筒共振 区以上空 转 并网条件满足 脱网成功 等待油 温正常 算法桨角设定 值变化较大 风机正常 脱网 风速不够满 足发电要求
6X
6 温度输入接口：
- PT100、或者PT1000 - 2、3、4线制
4 模拟输入接口：
- +/- 10V、或者+/- 20mA
4 模拟输出接口：
- +/- 20mA(500Ω电阻 +/- 10V)
12 数字输入接口： 4 脉冲输入接口：
- 可以作为数字输入 - NPN、或者PNP
10 数字输出接口：
N
执行相应刹车程序
高速轴转速 > 725rpm?
Y
N
风机停止
10min平均风速> *3.0m/s[02.005] & 20s平均风速> *3.5m/s[02.006]
Y
N
风机穿越塔筒 共振区
风机塔筒共振区下 空转
风机运行/穿越共振区
Y 存在停机故障码？ N
执行相应刹车程序
开桨的最大速率 从-1° 变为-4.5°
Y
存在停机故障码？ ßrefer由桨角闭环控制输 出 的桨角 目标参考值 Trefer由转矩闭环控制输 的转矩目标参考值
N
风机运行/固定桨角
执行相应刹车程序
风机桨角设定值ßset =ßrefer 发电机转矩设定值Tset = Trefer
பைடு நூலகம்
Y
高速轴转速< 1010rpm?
变流器欠速转 速 ＝ 990/ 1000rpm
四、系统控制介绍
系统控制
以： 安全链控制 变桨控制 变频器并网、脱网控制 功率、桨角、转矩控制 等风机主要系统、主要功能的控制为例，对主控对系统 的控制进行简单介绍。
安全链触 点检测
叶片维护开关 正常 ？
N
激活故障码 01.004
Y
激活故障码 00.004
N
24VDC IN 电源正常？ Y
扭缆开关 正常 ？ Y
风机高速轴目标转速 = 1300 rpm
高速轴转速 > 1050rpm?
N
穿越时间 > 60s ?
N
穿越成功 Y Y
穿越失败
风机停止
风机塔筒共振区上 空转
风机减速到塔筒 共振区下
风机运行/共振区以上空转
风机运行/判断并网
Y
风机穿越塔筒共振区 完成
存在停机故障码？
N
执行相应刹车程序
风机高速轴目标转速 = 1300 rpm
风机启动至 空转转速
风机电池测试
风机启动/共振区下空转
风机至70度完成 Y 存在停机故障码？
N
-1° /s变桨
机械刹车闭 合？
风机桨角< 5 & 高速轴转速< 100rpm? N Y
N
高速轴转速 > 550rpm? 机械刹车 [打开] Y 风速>启动 风速?
N
N
Y
激活故障码 19.005
激活故障码 20.001
状态码
变频器脱网策略： 变频器 1、转速＞1200rpm且功率＞5KW时，转矩按斜坡1降低； 当转速＜1200rpm或者功率＜5KW时，转矩按斜坡2降低； 2、转矩＜200NM时，将励磁DO-IOM16.76和加载DOIOM16.77都置低 1、给定转矩：0NM； 2、励磁DO—IOM16.76和加载DO—IOM16.77都置低
状态码
复位方式：是指风机控制系统所激活各种状态码的 清除方式，它包括：自动复位和手动复位两种方式。 复位延时：是指风机控制系统复位相应状态码所需 的确认时间，即需要延时多长时间才能清除相应的停机 条件。
状态码
刹车程序：刹车程序是指风机执行停机过程中所采 用的刹车策略。 刹车程序总共包括10个等级，每个刹车程序主要包 刹车程序 括四部分的策略： 10 刹车阀动作策略； 40 变桨收桨策略； 50 变频器脱网策略； 60 安全链动作策略 70 80 89 90 99 100
风力不足
高速轴转速 > 1200rpm?
N
转速 < 950rpm 且 持续时间 > 15s
手动设置是否允许并网
Y
风机减速到塔筒 共振区下
发电机运行设置 ＝ 发电机运行 [02.024]
N
Y
齿轮油入口温度 > *-1°[11.014]？
N
Y
变流器加热未激活？
N
Y
10min平均风速> *3.0m/s[02.005] & 20s平均风速> *3.5m/s[02.006]
风机刹车
风机启动成功
停机故障激活
风机运行
风机启动
风机停机
风机无停机故障激活
风机自检
自检成功完成
风机对风
解缆对风完成 电池测试标志位激活 变桨至70 度 测试成功 桨角达到目标值 变桨电池 测试
转速提升
转速在一定时间内达到目标转速
风机启动 完成
风机启动/自检
风机停止 Y 存在停机故障码？ N
发电机冷却加热 自动运行
变流器状态 [并网成功]?
N
Y
转矩闭环控制激活，Trefer 为发电机转矩参考值
转矩设定值Tset 以 10%Trefer Nm/s的速率上升 至风机转矩参考值Trefer
Tset = Trefer & 变流器转矩反馈值Tfb > 90% Tset
N
并网成功 Y
风机停止
风机正常运行
风机发电机切入 或风机固定桨角运行
自检时间> [*180s] ?
Y
N
Y
N
Y
N
Y
N
Y
N
激活故障码 05.007
激活故障码 07.012
激活故障码 09.002
激活故障码 12.016
激活故障码 10.014
风机启动/解缆
状态码包括：
如下图所示，当风机扭缆角度超过360°时，风机 启机过程中，系统会控制风机完成对风2（而不是对风1 ）。从而保证风机在并网后有更高的可利用率。