PLC風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)設(shè)計論文

精品文檔-下載后可編輯PLC風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)設(shè)計論文1風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)相關(guān)內(nèi)容

對于風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)而言，主要有以下構(gòu)成部分：上位機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)、并網(wǎng)控制器、功率控制系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)、變槳距系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集接口、PLC系統(tǒng)。其中，PLC是風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，PLC和風(fēng)電機(jī)組的相關(guān)部分都有著十分緊密的關(guān)系，進(jìn)而能夠確保風(fēng)電機(jī)組的安全及其效率。對于風(fēng)電機(jī)組而言，大部分都是在環(huán)境比較惡劣的前提下運(yùn)行的，所以要求分風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)具備一定的可靠性以及抗干擾能力。在風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行過程中，要準(zhǔn)確的對參數(shù)進(jìn)行測量以及合理的對策略進(jìn)行控制，進(jìn)而能夠準(zhǔn)確的判斷出故障的所在地以及能夠及時對故障進(jìn)行處理。因?yàn)樵陲L(fēng)電機(jī)組控制中具備比較多的順序控制，而且在控制的過程中要對參數(shù)中一定量的開關(guān)量信號進(jìn)行合理的處理，為此，合理的對風(fēng)電機(jī)組的控制特征以及要求進(jìn)行分析，從而能夠選擇能夠滿足風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)要求的PLC控制。

2合理設(shè)計軟件

因?yàn)橐M(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和無人值守，所以要自動對風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制，其中，控制的主要對象有：對運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，在運(yùn)行風(fēng)機(jī)的時候，反饋信號、機(jī)組狀態(tài)參數(shù)、風(fēng)力參數(shù)、監(jiān)測電力參數(shù)等，從而確保機(jī)組能夠穩(wěn)定的運(yùn)行；在風(fēng)機(jī)自動運(yùn)行的時候，要根據(jù)運(yùn)行的相關(guān)步驟采取風(fēng)機(jī)全自動開車，進(jìn)而能夠確保開車能夠穩(wěn)定進(jìn)行；對槳距進(jìn)行控制，從而確保機(jī)組能夠穩(wěn)定、安全運(yùn)行；對偏航進(jìn)行控制，從而確保風(fēng)機(jī)正對著風(fēng)向而得到最多的風(fēng)能。當(dāng)出現(xiàn)風(fēng)速要比啟動風(fēng)速要低、并網(wǎng)故障、剎車故障等情況的時候，要立刻對風(fēng)機(jī)進(jìn)行停機(jī)操作。

2.1控制的相關(guān)策略

當(dāng)啟動風(fēng)機(jī)的時候，風(fēng)輪的槳葉是不動的，其槳距的角度應(yīng)為90°，因?yàn)樵谶@個過程中氣流不會對槳葉產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，所以槳葉實(shí)質(zhì)上就是阻尼板。當(dāng)風(fēng)速與啟動風(fēng)速一致的時候，槳葉會向0°轉(zhuǎn)動，從而通過氣流對槳葉所產(chǎn)生的功角，促使風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動。當(dāng)發(fā)電機(jī)并入到電網(wǎng)之前，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速信號將會控制槳距系統(tǒng)中的槳距角的給定值。同時，轉(zhuǎn)速控制器會根據(jù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢，合理的對槳距角設(shè)定值進(jìn)行改變，而變槳距系統(tǒng)則會按照給出的槳距角的參考值，有效的對速度進(jìn)行控制并對槳距角進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)風(fēng)速大于等于額定風(fēng)速的時候，風(fēng)電機(jī)組將會處于額定功率狀態(tài)。同時，轉(zhuǎn)速控制也會變成功率控制，而且變槳距系統(tǒng)將會控制發(fā)電機(jī)的功率所發(fā)出的信號。額定功率即是控制信號給定值恒定。給定值與功率反饋信號進(jìn)行對比時，如果功率超過額定功率，槳葉槳距就會轉(zhuǎn)向迎風(fēng)面積正在變少的方向；如果功率沒有超過額定功率，槳葉槳距就會轉(zhuǎn)向迎風(fēng)面積正在增加的方向。

2.2合理控制風(fēng)機(jī)啟動

當(dāng)風(fēng)機(jī)啟動的時候，要采用風(fēng)速儀對風(fēng)速進(jìn)行測量，并對風(fēng)速的大小進(jìn)行判斷，當(dāng)風(fēng)速大于啟動風(fēng)速的時候，要啟動風(fēng)機(jī)；當(dāng)風(fēng)速小于啟動風(fēng)速的時候，要繼續(xù)對風(fēng)速進(jìn)行測量。在啟動風(fēng)機(jī)的時候，要有效的控制偏航，從而能夠有效的將槳距角調(diào)到零度以及確保風(fēng)機(jī)能夠正面迎風(fēng)。在對風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行監(jiān)測的時候，當(dāng)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速到達(dá)切入轉(zhuǎn)速的時候，就能夠?qū)嵭胁⒕W(wǎng)發(fā)電。

2.3合理控制偏航

合理控制偏航的目的在于確保風(fēng)機(jī)能夠在迎面對著風(fēng)向的時候，能夠得到最大化的風(fēng)能，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，如果偏航角和風(fēng)向角的差額不超過15°的時候，就可以認(rèn)定風(fēng)機(jī)是迎面對著風(fēng)向的。對控制算法進(jìn)行設(shè)計的時候，要遵循快捷進(jìn)行控制的原則進(jìn)行設(shè)計，從而能夠更好的避免在執(zhí)行時所出現(xiàn)的繁瑣動作。如果電纜纏繞了多達(dá)兩圈，要立刻采取解纜控制，從而確保風(fēng)電機(jī)組能夠安全的運(yùn)行。同時，在進(jìn)行解纜的時候風(fēng)電機(jī)組要采用正常停機(jī)的方式，并要采用自動偏航后才能合理的進(jìn)行解纜。

2.4合理控制風(fēng)機(jī)停機(jī)

如果風(fēng)機(jī)發(fā)生故障，比如，當(dāng)傳動系統(tǒng)冷卻水的溫度比較高、風(fēng)機(jī)的溫度比較高、槳距系統(tǒng)的液壓油位比較低等的時候，要及時發(fā)出停機(jī)警告，從而促使風(fēng)機(jī)停機(jī)。如果發(fā)現(xiàn)風(fēng)速超出相關(guān)限度的時候，由于風(fēng)機(jī)的各個環(huán)節(jié)會受到一定的限制，所以一定要脫網(wǎng)停機(jī)。在停機(jī)的時候，要及時把槳距角調(diào)整到90°,確保停機(jī)時的安全性。

2.5合理控制槳距

在風(fēng)機(jī)并網(wǎng)滯后，要憑借對槳距角的調(diào)節(jié)去調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出的功率，如果額定功率小于實(shí)際功率的時候，PLC的模擬輸出單元CJ1W-DA021輸出和功率之間的差距成為比例的信號，如果功率偏差低于0的時候，要憑借進(jìn)槳來促使功率的增加，同時，如果功率的偏差在-5且+5的時候，不能夠?qū)嵭凶儤?，從而能夠避免過度頻繁的進(jìn)行變槳。

3結(jié)語

綜上所述，根據(jù)風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)的要求，合理設(shè)計PLC的風(fēng)電機(jī)組控