SL1500风电机组电控系统(修订版)

控制系统
控制面板
控制系统
登陆等级
控制系统
菜单内容
控制系统
控制面板操作手册-中文.pdf
控制系统
WPM
• 远程的WPM操作有Server、Local组成 – Server版本用于整个风场的管理 – Local版本用于单个风机的管理
• 其操作方法和使用控制面板基本一致
控制系统 主程序界面
控制系统
控制系统
变桨
HubPos001 叶片1角度 Ihub１ＨubTor HubPos002 叶片2角度 Ihub２ＨubTor HubPos003 叶片3角度 Ihub３ＨubTor
变桨１电机力矩 变桨２电机力矩 变桨３电机力矩
控制系统 温 度
控制系统 服 务
控制系统 故 障
控制系统
警
告
控制系统 历史数据主界面
变频器
网侧变频器功能介绍 • 网侧变频器与电网连接。
变频器
网侧变频器功能介绍
• 电网侧变频器
– – – – 控制DC母线 预充电 线路滤波同步处理 电网监视
变频器
SL1500风电机组变频器特点 • 变频器具有以下特点：
– 系统元件按20年使用寿命设计。系统可在恒定的转矩或功率下工 作，突变转矩和作用在机械部件上的合力被有效地减到最小，因 此使用寿命更长。 – 变频器可以通过控制柜上的按钮、PC机或者自动控制系统来操作。 当发出启动信号时，变频器可在设定的速度范围内自动运行或者 由PLC控制系统根据输入参数控制变频器自动运行。 – 紧凑、体积小。 – 防护等级为IP55，有效的防尘防水。 – 冷却系统采用空水冷冷却方式。功率变频器内部通过位于柜侧的 空气－水换热器进行冷却。此外在功率变频器内有一套专门冷却 功率半导体的空气－水换热器。有效散热、防止变频器温度过高， 保护器件和系统。
电控系统主要由以下十个部分组成： • • • • • • • • • • 控制系统 偏航系统 制动系统 油冷系统 水冷系统 变频器 变桨系统 电池系统 安全链 其它系统
变频器
变频器
变频器
变频器
变桨变频器功能介绍 • 变桨用变频器为伺服系统。 • 硬件上，变桨用变频器采用了 一公共整流，三个变桨变频器 通过逆变控制电机。 • 软件上，变桨用变频器采用矢 量控制，并进行位置控制，从 而对桨叶角度进行快速、准确 的调节。
SL1500系列风力发电机组 电控系统
电控系统的作用：
• 保证风电机组安全可靠运行 • 获取最大能量 • 提供良好的电力质量
电控系统主要由以下部分组成： • • • • • • • • • • 控制系统 偏航系统 制动系统 油冷系统 水冷系统 变频器 变桨系统 电池系统 安全链 其它系统
控制柜内电气元件分布
偏航系统
风速风向仪
• 工作概况 • 工作原理 • 信号采集和通讯协议
偏航系统 工作概况
• SL1500风力发电机组使用的是超 声波风速风向测试仪。 • 风速仪可以各种环境下测量风速、 风向、和外界温度，并通过防雷模 块（输入接风速仪、输出接接口）、 串行通讯数据线传给从属PLC。 • 通过对风向的测试，确定风力发电 机组与正风向之间的夹角。 • 通过对风速的检测，从而限制风力 发电机组的工作状态
偏航系统
偏航系统
偏航系统的功能是什么?
- 在安装时配合叶轮吊装 - 调整机舱方向，最大限度的吸收风能
组成
风速风向仪 偏航变频器 偏航电机 旋转编码器
工作情况
偏航变频器与PLC连接，控制偏航电机的动作 四个偏航电机统一协调工作，达到偏航目的 偏航计数器对偏航角度进行计算，反馈报警信号 左右方向偏航极限700度限制报警
偏航系统 工作原理
偏航系统 工作原理
风速和风向的测量
波特率9600,采样周期5ms 测量结果处理为1s、5min的平均值
偏航系统 工作原理
安装位置、温度测量
偏航系统 风速风向仪
• 工作概况 • 工作原理 • 信号采集和通讯协议
偏航系统 信号采集和通讯协议
• 风速风向仪与RS232/RS485转换 设备的RS485接口连接 • 根据转换接口拨码设置不同，连 接方式也不同。
制动系统
制动系统
制动系统
制动系统
电控系统主要由以下十个部分组成： • • • • • • • • • • 控制系统 偏航系统 制动系统 油冷系统 水冷系统 变频器 变桨系统 电池系统 安全链 其它系统
油冷系统
油冷系统
油冷的目的是什么?
- 为齿轮箱润滑 - 冷却齿轮油 - 加热齿轮油
组成
• 偏航电机有温度控制开关保护 电机在正常温度范围内工作。 (90度报警)
偏航系统 偏航电机
刹车反馈 温度控制开关
偏航系统 偏航系统故障列表
错误排除后需复位！
偏航系统 偏航系统
偏航系统的功能是什么? - 在安装时配合叶轮吊装 - 调整机舱方向，最大限度的吸收风能 组成
风速风向仪 偏航变频器 偏航电机 旋转编码器
控制系统
控制面板
• 可以操作的对象： – 风机的启动、停止 – 变桨的启动、停止 – 刹车的启动、停止 – 变频器的相关操作 – 偏航的操作 – 油冷系统的操作 – 水冷系统的操作 – 加热系统的操作
控制系统
控制面板
• 可以查看的参数信息 – 风机所处的状态 • 运行、停机、故障 – 查看即时的故障信息 • 故障代码、简单描述 – 各个设备的即时参数 • 温度、电压、角度 – 各个设备所处的状态 • 启动、停止 – 信息的记录 • 发电量、发电时间、耗电量
控制系统 历史数据-故障
控制系统 历史数据-故障
控制系统 历史数据-总计数器
控制系统
历史数据-功率曲线
风频 发电量
控制系统 历史数据-月功率曲线
风频 发电量
电控系统主要由以下十个部分组成： • • • • • • • • • • 控制系统 偏航系统 制动系统 油冷系统 水冷系统 变频器 变桨系统 电池系统 安全链 其它系统
偏航系统 工作参数
• 风速
– 范围 – 精度 0～65m/s ±0.1m/s ± 2％ 0～360° ±1.0° -40～+70°C ±5.0°C <=5m/s >5m/s
• 风向
– 范围 – 精度
• 温度
– 范围 – 精度
• 加热功能
偏航系统 风速风向仪
• 工作概况 • 工作原理 • 信号采集和通讯协议
主要功能
为什么我们需要制动器?
应用于以下情况： - 过速 - 紧急停机 - 风机进行维护时 - 为了锁上叶轮锁
制动系统
如何操作制动器?
自动模式 自动控制 服务模式 由控制面板进行操作 叶轮锁 齿轮箱旁边的叶轮锁
制动系统 传感器
• 刹车压力传感器 • 刹车调整传感器 – 刹车打开反馈 – 刹车调整反馈 • 刹车警告传感器 – 刹车片磨损报警
•
偏航系统 手动偏航
• 利用三相380V交流电源和手动控制盒即可实现。
偏航系统 偏航系统
偏航系统的功能是什么? - 在安装时配合叶轮吊装 - 调整机舱方向，最大限度的吸收风能 组成
风速风向仪 偏航变频器 偏航电机 旋转编码器
偏航系统 偏航电机
• 偏航电机的额定工作电压是 380VAC，额定转速为1350rpm， 额定功率2.2kW • 偏航电机通过偏航齿轮箱与偏 航大齿圈咬合。
4
5
3（TXB）
6（RXB）
偏航系统 偏航系统
偏航系统的功能是什么? - 在安装时配合叶轮吊装 - 调整机舱方向，最大限度的吸收风能 组成
风速风向仪 偏航变频器 偏航电机 旋转编码器
偏航系统 偏航变频器
• 偏航变频器与从站PLC连接， 使PLC通过CAN总线与偏航变 频器通讯。
• 偏航变频器内部有独立的程序， PLC内对偏航变频器有一定的 设置程序。
- 齿轮箱 - 油冷泵、过滤器、温度传感器 - 油冷风扇
工作情况
- 到齿轮箱和冷却系统分两套回路 - 由参数的设定而决定油路
油冷系统
油冷系统
油冷系统
电控系统主要由以下十个部分组成： • • • • • • • • • • 控制系统 偏航系统 制动系统 油冷系统 水冷系统 变频器 变桨系统 电池系统 安全链 其它系统
工作模式
单工 双工
风速仪接口端子 1＋2 4＋5 1 双工模式 （8、9 off） 2
使用中
7（RXA） 6（RXB） 4（TXA） 7（RXA）
RS422接口端子
• PLC与风速仪间数据传输遵照 RS232协议 • 风速仪信号有RXD＋、RXD－、 TXD＋、TXD－、24V电源。
单工模式 （8、9 on）
＋NCC3×0 机舱控制柜
＋NCC300
＋NCC310
＋NCC320
690VAC动力电路
定子接触器 线路保险
控制系统PLC
控制面板 接触继电器
LSC电网侧功率变频器
GSC电机侧功率变频器 Crowbar单元
避雷保护
400VAC辅助电路 偏航变频器 继电器等
开关
UPS系统 除了电池之外的电源
滤波单元等
群操作
控制系统 风机状态
发电状态 不在线状态
故障状态
控制系统 查看某台风机的详细信息
单击主界面内某台风机即可
控制系统 某台风机主界面
控制系统
命令栏详细信息
控制系统 实时数据
POWER WINSPE IWINFIL
一分钟有功功率 一秒钟平均风速 五分钟平均风速
控制系统 速度
Spe.Con Spe.Rot 发电机检测速度 轮毂检测速度
• 偏航变频器的CAN总线设置开 关设置为off。 • 偏航变频器需要380VAC，经过 PLC的程序要求，控制偏航变 频器动作。
偏航系统
程序的传输
在下载完程序后，需要重新启动变频器！ 严禁带电插拔数据线！！
偏航系统 偏航变频器 •
•
偏航变频器有两种不同的操作状态：
PLC模式 偏航变频器在PLC模式下工作，由PLC经过CANopen将相关频率和 启动/停止命令传输。相关设置的信号决定了偏航的方向。 手动模式 手动模式通过连接手动控制盒连接完成。手动控制盒未连接时，偏 航变频器服务在PLC模式。在手动模式下，偏航变频器通过手动操 作盒上的两个按钮控制。 • 输入信号F（手动偏航）：向左偏航 • 输入信号R（手动偏航）：向右偏航
网侧接触器
控制系统
• 控制系统主要分为三部分： – 通信回路 – 控制面板 – 远程WPM 远程WPM软件的操作方法和现场的控制面板基本一致， 建议在掌握控制面板的使用方法后再学习PWM软件的使 用。
控制系统
通讯回路
控制系统
通讯回路
控制系统 Control－通讯回路
控制系统
控制面板
• 优点 – 只有一个接口 机舱控制柜NCC310外侧连接到 主站PLC 塔基控制柜TBC100外侧连接到 塔基PLC – 不需要额外的操作软件 – 可以简便地更改PLC的算法 – 简单、使用、可靠
变频器
机侧变频器功能介绍 • 发电机侧变频器与发电机 转子相连。 • 功率容量上，两倍于网侧 变频器。 • 软件上，发电机侧变频器 采用矢量控制，接受来自 发电机的速度反馈并进行 解藕。
变频器
机侧变频器功能介绍 • 电机侧变频器
– – – – – 发电机力矩控制 功率因数调节 发电机同步 速度监视 Crowbar触发
水冷系统
水冷系统
• 为什么要有水冷系统？
– 对发电机、变百度文库器、机柜进行冷却。
• 组成
– – – – 水泵、温度感应模块或三相阀 没有风扇的冷却器 没有过滤器 传感器：冷水温度、热水温度、水压力
• 状况
– 温度感应模块或三相阀在软件中不起作用
水冷系统
水冷系统 水管分布
水冷系统
水流： PLC通过压力开关检测意外泄漏。 发电机 －流速： ≥50[l/min] －在50[l/min]下的压力：>0.8[bar] 机舱变频器机柜 －流速： ≥60[l/min] －在60[l/min]下的压力：>1[bar]
偏航系统 旋转编码器
•
– –
旋转编码器主要执行两个任务
第一，检测机舱偏航超出工作位置。 第二，计算偏航旋转角度。
电控系统主要由以下十个部分组成： • • • • • • • • • • 控制系统 偏航系统 制动系统 油冷系统 水冷系统 变频器 变桨系统 电池系统 安全链 其它系统
制动系统
制动系统
87
变频器
偏航变频器功能介绍
• 偏航用变频器为开环系统。 • 硬件上，偏航用变频器采用了一拖多 的控制拓扑结构：即一台变频器控制 四台电机。 • 软件上，偏航用变频器采用开环控制， 由PLC接受凸轮的位置反馈信号，并 向变频器发出速度控制指令、启动时 间等信息，从而调节偏航角度。
变频器
机侧变频器功能介绍 • 发电机用变频器。 • 硬件上，发电机用变频器为IGBT整流变频器，SVPWM( 空间矢量脉宽调制 )技术。