風力發(fā)電控制系統(tǒng)及遠程監(jiān)控

風電場機組控制系統(tǒng)及遠程監(jiān)控11節(jié)能工程技術葉雪萍23風力發(fā)電控制系統(tǒng)介紹風電機組類型-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式混合式失速型（恒速恒頻）機組結構

失速型（恒速恒頻）機組特點

風力發(fā)電機組的轉速不隨風速的波動而變化，始終維持恒轉速運轉，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，但是對風能的利用不充分，因為風力機只有在一定的葉尖速比的數(shù)值下才能達到最高的風能利用率。

變速恒頻機組結構變速恒頻機組特點

風力發(fā)電機組的轉速隨風速的波動作變速運行，但仍輸出恒定頻率的交流電。

此方式提高了風能的利用率，增加了系統(tǒng)的柔動性，但將導致必須增加實現(xiàn)恒頻輸出的電力電子設備，增加系統(tǒng)復雜性。風電控制系統(tǒng)的三大組成部分：現(xiàn)場風力發(fā)電機組控制單元高速環(huán)型冗余光纖以太網(wǎng)遠程上位機操作員站風力發(fā)電機組控制單元是每臺風機控制的核心，實現(xiàn)機組的參數(shù)監(jiān)視、自動發(fā)電控制和設備保護等功能；每臺風力發(fā)電機組配有就地HMI人機接口以實現(xiàn)就地操作、調試和維護機組；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，將機組的實時數(shù)據(jù)送至上位機界面；上位機操作員站是風電廠的運行監(jiān)視核心，并具備完善的機組狀態(tài)監(jiān)視、參數(shù)報警，實時/歷史數(shù)據(jù)的記錄顯示等功能，操作員在控制室內實現(xiàn)對風場所有機組的運行監(jiān)視及操作。上位機監(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，充分考慮到風電場運行管理的要求，使用漢語菜單，使操作簡單，盡可能為風電場的管理提供方便。②系統(tǒng)顯示各臺機組的運行數(shù)據(jù)，如每臺機組的瞬時發(fā)電功率、累計發(fā)電量、發(fā)電小時數(shù)、風輪及電機的轉速和風速、風向等，將下位機的這些數(shù)據(jù)調入上位機，在顯示器上顯示出來，必要時還可以用曲線或圖表的形式直觀地顯示出來。③系統(tǒng)顯示各風電機組的運行狀態(tài)，如開機、停車、調向、手/自動控制以及大/小發(fā)電機工作等情況，通過各風電機組的狀態(tài)了解整個風電場的運行情況。④系統(tǒng)能夠及時顯示各機組運行過程中發(fā)生的故障。在顯示故障時，能顯示出故障的類型及發(fā)生時間，以便運行人員及時處理及消除故障，保證風電機組的安全和持續(xù)運行。⑤系統(tǒng)能夠對風電機組實現(xiàn)集中控制。值班員在集中控制室內，只需對標明某種功能的相應鍵進行操作，就能對下位機進行改變設置狀態(tài)和對其實施控制。如開機、停機和左右調向等。但這類操作有一定的權限，以保證整個風電場的運行安全。⑥系統(tǒng)管理。監(jiān)控軟件具有運行數(shù)據(jù)的定時打印和人工即時打印以及故障自動記錄的功能，以便隨時查看風電場運行狀況的歷史記錄情況?？刂葡到y(tǒng)的基本組成

功率柜:

風力發(fā)電機組的主配電系統(tǒng)，包括發(fā)電機與電網(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；電容及預充電電路；變槳距系統(tǒng):主要控制葉片改變槳距角。計算機柜:包括中心控制器及其接口電路、電量采集及其安全保護電路等。風機內部控制通信部分控制系統(tǒng)的功能結構

風機與風機間或風機與控制中心的網(wǎng)絡通信部分

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

（1）數(shù)據(jù)采集（DAS）功能：包括采集電網(wǎng)、氣象、機組參數(shù)，實現(xiàn)控制、報警、記錄、曲線功能等（2）機組控制功能：包括自動啟動機組、并網(wǎng)控制、轉速控制、功率控制、無功補償控制、自動對風控制、解纜控制、自動脫網(wǎng)、安全停機控制等（3）遠程監(jiān)控系統(tǒng)功能：包括機組參數(shù)、相關設備狀態(tài)的監(jiān)控，歷史和實時曲線功能，機組運行狀況的累計監(jiān)測等。利用CoCo做遠程監(jiān)控：設備：描述CoCo-80/90CoCo

硬件,

2/4/8/16

通道CoCo

應用程序

PC

端EDM

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

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)絡天線CoCo-80：風力發(fā)電整體的監(jiān)控

一個遠程監(jiān)控的例子

遠程監(jiān)控的優(yōu)點:

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