제 2 풍력 발전 제어 시스템의 기본 기능
(1) 데이터 수집 (DAS) 기능 : 제어, 경보, 기록 및 곡선 기능을 실현하기 위해 전력 그리드, 기상 및 단위 매개 변수 수집;
(2) 자동 시작 장치, 계통 연결 제어, 속도 제어, 전력 제어, 무효 전력 보상 제어, 자동 공기 제어, 케이블 제거 제어, 자동 오프 네트워크 및 안전한 셧다운 제어를 포함한 단위 제어 기능;
(3) 원격 모니터링 시스템 기능 : 유닛 파라미터, 관련 장비 상태 모니터링, 히스토리 및 실시간 커브 기능 및 유닛 작동 상태의 누적 모니터링.
1, 데이터 수집 (DAS) 기능
장치 작동 중 모니터링에 필요한 관련 매개 변수는 다음과 같습니다.
(1) 그리드 3 상 전압, 3 상 전류, 그리드 주파수, 역률 등 그리드 매개 변수 전압 오류 검출 : 그리드 전압 플리커, 과전압, 저전압, 전압 강하, 위상 시퀀스 오류, 3 상 비대칭 성 등
(2) 풍속, 풍향, 주변 온도 등의 기상 학적 매개 변수
(3) 회 전자 속도, 발전기 속도, 발전기 코일 온도, 발전기 전후방 베어링 온도, 변속기 오일 온도, 변속기 전후방 베어링 온도, 유압 시스템 오일 온도, 오일 압력, 오일 레벨, 캐빈을 포함한 단위 상태 파라미터 탐지 진동, 케이블 회전, 실내 온도 등.
풍력 발전 원격 감시 센터와 탑 터치 스크린 스테이션의 상위 컴퓨터는 장비의 상태 모니터링을 실현하고 관련 매개 변수의 표시, 기록, 곡선 및 경보 기능을 실현할 수 있습니다.
2. 장치 시동 및 정지, 발전 제어
(1) 주 제어 시스템은 그리드 매개 변수, 기상 매개 변수 및 단위 작동 매개 변수를 감지합니다. 조건이 충족되면 요 시스템이 자동 케이블 풀기 및 풍력 제어를 수행하고 장치의 브레이크 디스크를 풀어 놓고 피치 각을 조정하며 풍차가 자유롭게 회전하기 시작합니다. 대기 상태가됩니다.
(2) 외부 기상 시스템에 의해 감시되는 풍속이 특정 값보다 클 때, 주 제어 시스템은 회 전자의 여기를 시작하기 위해 변환기 시스템을 시동한다. 발전기 고정자의 출력이 동일한 주파수, 그리드와 동일한 진폭 및 동일한 진폭 일 때, 폐쇄 출구의 폐쇄 장치는 계통 연계 형 발전을 실현합니다.
(3) 풍력 발전기 및 속도 조절
풍력 터빈의 특성에 따라, 장치가 최적의 선단 속도 비율 λ에있을 때 팬 장치는 최대 에너지를 포착합니다. 단위 속도는 이론적으로는 어떤 속도에서도 작동 할 수 있지만 실제 단위 속도와 시스템 전력 제한에 의해 제한됩니다. 무대는 다음과 같은 작동 영역으로 나누어 져야합니다 : 변속 작동 영역, 정속 작동 영역 및 정 전력 작동 영역. 정격 전력 내 작동 조건에는 가변 속도 작동 영역 (최적 λ) 및 일정 속도 작동 영역이 포함됩니다.
팬이 계통에 연결되어 있고 속도가 제한 속도보다 낮고 전력이 정격보다 낮 으면 현재 실제 풍속에 따라 풍력 휠의 속도를 조정하여 장치가 최대 풍력 포획 상태.
풍속계의 측정점에서의 풍속과 블레이드에 작용하는 풍속 사이에는 일정한 오차가 있기 때문에, 토크 관측기는 풍력 터빈의 기계적 전달 토크를 예측하고, 회전 속도는 발전기의 회전 속도 및 토크. ω는 발전기 속도의 예상 값이다. Tm은 관측 된 토크 값입니다. Kopt는 최적 속도에서의 비례 상수입니다.
풍속이 증가하고 발전기 속도가 상한에 도달하면, 주 제어기는 일정한 속도를 유지할 필요가있다. 풍력 터빈에 의해 생성 된 전력은 풍속의 증가에 따라 증가한다. 이때, 단위는 풍력 터빈의 최적 λ 커브에서 벗어납니다.
풍속이 계속 증가하여 속도와 전력이 상한에 도달하면 정 전력 운용 구역으로 들어갑니다. 이 상태에서 주 제어 장치는 변환기를 통과하여 장치 전원을 일정하게 유지하고 주 제어기는 피치 시스템 조정을 통해 풍력을 감소시킵니다. 공격 각은 블레이드의 풍력 에너지 포착을 감소시킵니다. 반면에, 발전기 속도는 컨버터에 의해 감소되므로, 풍력 터빈은 최적의 λ 곡선으로부터 벗어나서 발전기의 출력 전력은 안정하게 유지된다.
3, 풍력 제어 시스템 보조 장비 로직
(1) 발전기 시스템
3 개의 냉각 팬과 4 개의 전기 히터를 통해 발전기 작동 매개 변수를 모니터링하고 발전기 코일 온도, 베어링 온도 및 슬립 링 챔버 온도를 적절한 범위에서 제어합니다. 관련 논리는 다음과 같습니다.
발전기의 온도가 소정의 설정 값까지 상승하면, 냉각 팬이 기동된다. 온도가 특정 설정 값으로 떨어지면 팬 작동이 중지됩니다. 발전기의 온도가 너무 높거나 낮아서 한계를 초과하면 경보 신호가 발행되고 안전 종료 절차를 수행합니다.
온도가 소정의 설정 값까지 저하되면, 전기 히터가 기동되고, 온도가 소정의 설정 값까지 상승하면 히터 작동이 정지되고, 동시에 전기 히터는 적절한 범위 내에서 발전기의 온도 차이를 제어하는 데에도 사용됩니다. 내부.
(2) 유압 시스템
장치의 유압 시스템은 요 시스템 브레이크 및 기계 브레이크 디스크 드라이브에 사용됩니다. 기기가 정상적인 경우 정격 압력 범위를 유지해야합니다.
유압 펌프는 유압 시스템 압력을 제어합니다. 압력이 설정 값까지 떨어지면 오일 펌프가 시동됩니다. 압력이 일정한 설정 값까지 상승하면 펌프가 정지합니다. (3) 기상 시스템
기상 시스템은 RS485 포트를 통해 컨트롤러와 통신하고 캐빈 외부의 기상 파라미터를 제어 시스템에 수집하는 지능형 기상 측정 장비입니다. 기상 측정 시스템의 히터는 빙결을 방지하기 위해 주변 온도에 따라 제어됩니다.
깜박이는 장애물이 제어되고 깜박이는 장애물 표시등이 각 블레이드 끝에 설치되어 야간에 켜집니다.
캐빈 팬은 캐빈 내부의 주변 온도를 제어합니다.
(4) 전동 피치 시스템
피치 시스템은 각 블레이드에 모터, 드라이버 및 주 제어 PLC를 포함합니다. PLC는 CAN 버스를 통해 장치의 주 제어 시스템과 통신합니다. 풍력 제어 시스템의 피치 조절 제어부입니다. 피치 시스템에는 백업 DO 페더 제어 인터페이스가 있습니다. 피치 시스템의 주요 기능은 비상 브레이크 페더 링 시스템 제어, 비상시의 경우 팬 송풍기 제어입니다. 주 통신 명령은 CAN 통신 인터페이스를 통해 주 컨트롤러와의 통신을 통해 수락되고 피치 시스템은 블레이드의 피치 각을 미리 결정된 위치로 조정합니다. 피치 시스템과 주 제어기 사이의 통신은 다음을 포함한다 :
블레이드 위치 피드백
블레이드 B 위치 피드백
블레이드 C 위치 피드백
블레이드 피치 주어진 명령
피치 시스템 통합 오류 상태
페더 링 된 상태의 블레이드
깃털 명령
(5) 속도 증가 기어 박스 시스템
기어 박스 시스템은 풍력 터빈의 속도를 이중 공급 발전기의 정상 속도 작동 범위로 증가시키는 데 사용됩니다. 기어 오일 펌프, 기어 오일 쿨러, 히터, 윤활유 펌프 등을 모니터링하고 제어해야합니다.
기어 오일 압력이 설정 값보다 낮 으면 기어 오일 펌프가 시동되고, 압력이 설정 값보다 높으면 기어 오일 펌프가 정지합니다. 압력이 초과되면 경보가 발령되고 종료 절차가 실행됩니다.
기어 오일 쿨러 / 히터 제어 기어 오일 온도 : 온도가 설정 값보다 낮 으면 히터를 시작하고 온도가 설정 값보다 높으면 히터를 멈추십시오. 온도가 설정 값보다 높으면 기어 오일을 시동합니다. 온도가 설정 값으로 떨어지면 냉각기가 기어 오일 쿨러를 정지시킵니다.
윤활 오일 펌프 제어, 윤활유 압력이 설정 값보다 낮 으면, 윤활유 펌프를 시작하고, 오일 압력이 특정 설정 값보다 높으면 윤활유 펌프를 정지하십시오.
(6) 요 시스템 제어
현재의 운전실 각도와 측정 된 저주파 평균 풍향 신호 값과 장치의 현재 작동 상태 및 부하 신호에 따라 CW (시계 방향) 및 CCW (반 시계 방향) 모터가 자동 바람을 구현하도록 조정되고 케이블 권취 제어.
자동 풍량 제어 : 장치가 주행 또는 대기 상태에있을 때, CW 및 CCW 모터는 캐빈 각도와 측정 된 풍향의 편차에 따라 조정되어 자동 풍 조정을 구현합니다. (요잉은 설정된 요잉 속도로 수행되고, 요우 모터의 주행 상태가 검출 될 필요가있다)
자동 케이블 풀기 제어 : 장치가 일시 정지 상태 일 때 일정한 방향으로 720도 이상 뒤틀린 경우 자동 케이블 풀기 절차가 시작되거나 장치가 작동 상태에있을 때 트위스트가 1024도 이상이면 케이블 풀기 절차가 실현됩니다.
(7) 고전력 컨버터 통신
메인 컨트롤러는 CANOPEN 통신 버스를 통해 컨버터와 통신하며 컨버터는 그리드 연결 / 오프 네트워크 제어, 발전기 속도 조절, 유효 전력 제어 및 무효 전력 제어를 구현합니다.
계통 연계 형 및 오프 그리드 : 컨버터 시스템은 주 제어 장치의 명령에 따라 발전기 고정자의 출력을 동일한 주파수, 위상 및 동일한 진폭으로 제어 한 다음 고정자 출구 접촉기를 구동하여 닫습니다. 장치의 발전 전력이 수 초 동안 일정 값 미만이거나 팬 또는 전력망이 작동하지 않을 때 변환기는 발전기의 고정자 출구 접촉기를 열어 장치를 분리합니다.
발전기 속도 조절 : 정격 부하의 다음 단계에서 장치가 작동 중일 때 장치는 발전기 속도를 제어하여 최적의 λ 곡선에서 작동합니다. 풍력계로 실시간 토크 값을 측정함으로써 장치가 최적 상태로 조정됩니다. 운영.
전원 제어 : 장치가 정 전력 구역에 진입하면 인버터와의 통신 명령을 통해 장치 출력의 전원을 유지합니다.
무효 전력 제어 : 인버터와의 통신 명령을 통한 무효 전력 제어 또는 역률 조정.
8) 안전 체인 회로
안전 체인 루프는 주 제어 시스템과 독립적이며 긴급 차단 로직을 병렬로 실행합니다. 모든 관련 드라이브 회로는 백업 배터리로 백업되어 비상 사태시 시스템의 안정적인 실행을 보장합니다.
