PLC風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)論文1風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)相關(guān)內(nèi)容

對(duì)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(duì)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(duì)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量以及合理的對(duì)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(shí)對(duì)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(duì)參數(shù)中一定量的開關(guān)量信號(hào)進(jìn)行合理的處理，為此，合理的對(duì)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(jì)軟件

因?yàn)橐M(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和無(wú)人值守，所以要自動(dòng)對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制，其中，控制的主要對(duì)象有：對(duì)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在運(yùn)行風(fēng)機(jī)的時(shí)候，反饋信號(hào)、機(jī)組狀態(tài)參數(shù)、風(fēng)力參數(shù)、監(jiān)測(cè)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(dòng)運(yùn)行的時(shí)候，要根據(jù)運(yùn)行的相關(guān)步驟采取風(fēng)機(jī)全自動(dòng)開車，進(jìn)而能夠確保開車能夠穩(wěn)定進(jìn)行；對(duì)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(duì)偏航進(jìn)行控制，從而確保風(fēng)機(jī)正對(duì)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(dòng)風(fēng)速要低、并網(wǎng)故障、剎車故障等情況的時(shí)候，要立刻對(duì)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(dòng)風(fēng)機(jī)的時(shí)候，風(fēng)輪的槳葉是不動(dòng)的，其槳距的角度應(yīng)為90°，因?yàn)樵谶@個(gè)過程中氣流不會(huì)對(duì)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(dòng)風(fēng)速一致的時(shí)候，槳葉會(huì)向0°轉(zhuǎn)動(dòng)，從而通過氣流對(duì)槳葉所產(chǎn)生的功角，促使風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。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(hào)將會(huì)控制槳距系統(tǒng)中的槳距角的給定值。同時(shí)，轉(zhuǎn)速控制器會(huì)根據(jù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢，合理的對(duì)槳距角設(shè)定值進(jìn)行改變，而變槳距系統(tǒng)則會(huì)按照給出的槳距角的參考值，有效的對(duì)速度進(jìn)行控制并對(duì)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(shí)候，風(fēng)電機(jī)組將會(huì)處于額定功率狀態(tài)。同時(shí)，轉(zhuǎn)速控制也會(huì)變成功率控制，而且變槳距系統(tǒng)將會(huì)控制發(fā)電機(jī)的功率所發(fā)出的信號(hào)。額定功率即是控制信號(hào)給定值恒定。給定值與功率反饋信號(hào)進(jìn)行對(duì)比時(shí)，如果功率超過額定功率，槳葉槳距就會(huì)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(huì)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(dòng)

當(dāng)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)的時(shí)候，要采用風(fēng)速儀對(duì)風(fēng)速進(jìn)行測(cè)量，并對(duì)風(fēng)速的大小進(jìn)行判斷，當(dāng)風(fēng)速大于啟動(dòng)風(fēng)速的時(shí)候，要啟動(dòng)風(fēng)機(jī)；當(dāng)風(fēng)速小于啟動(dòng)風(fēng)速的時(shí)候，要繼續(xù)對(duì)風(fēng)速進(jìn)行測(cè)量。在啟動(dòng)風(fēng)機(jī)的時(shí)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(duì)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行監(jiān)測(cè)的時(shí)候，當(dāng)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速到達(dá)切入轉(zhuǎn)速的時(shí)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(duì)著風(fēng)向的時(shí)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(shí)候，就可以認(rèn)定風(fēng)機(jī)是迎面對(duì)著風(fēng)向的。對(duì)控制算法進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，要遵循快捷進(jìn)行控制的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而能夠更好的避免在執(zhí)行時(shí)所出現(xiàn)的繁瑣動(dòng)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(shí)，在進(jìn)行解纜的時(shí)候風(fēng)電機(jī)組要采用正常停機(jī)的方式，并要采用自動(dòng)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(dòng)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(shí)候，要及時(shí)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(shí)候，由于風(fēng)機(jī)的各個(gè)環(huán)節(jié)會(huì)受到一定的限制，所以一定要脫網(wǎng)停機(jī)。在停機(jī)的時(shí)候，要及時(shí)把槳距角調(diào)整到90°,確保停機(jī)時(shí)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(duì)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(shí)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(hào)，如果功率偏差低于0的時(shí)候，要憑借進(jìn)槳來(lái)促使功率的增加，同時(shí)，如果功率的偏差在-5且+5的時(shí)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(yǔ)

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(jì)PLC的風(fēng)電機(jī)組控