風機控制系統(tǒng)培訓ppt課件

1、風力發(fā)電機組電控系統(tǒng)任務報告風場控制風場控制風機被控設備風機被控設備本機控制本機控制I/O卡件卡件變槳控制變槳控制變流控制變流控制本機控制本機控制系統(tǒng)通訊組件系統(tǒng)通訊組件效力器效力器本機控制本機控制控制層控制層操作員站操作員站工程師站工程師站打印機打印機網(wǎng)關網(wǎng)關本機控制器本機控制器變流控制變流控制變槳控制變槳控制風力機本機監(jiān)視風力機本機監(jiān)視其它控制設備其它控制設備系統(tǒng)通訊組件系統(tǒng)通訊組件風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)硬件圖風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)硬件圖筆記本電腦筆記本電腦實時網(wǎng)絡操作系統(tǒng)平臺實時網(wǎng)絡操作系統(tǒng)平臺歷史及數(shù)歷史及數(shù)據(jù)存儲據(jù)存儲邏輯實現(xiàn)平臺邏輯實現(xiàn)平臺偏航、液壓等偏航、液壓等I/O模塊通訊模塊通訊

2、風力發(fā)電機組控制算法風力發(fā)電機組控制算法DLS或類似接口接或類似接口接入入系統(tǒng)診斷系統(tǒng)診斷及報警及報警變槳系統(tǒng)控制變槳系統(tǒng)控制Profi BUS 通訊通訊變流器系統(tǒng)變流器系統(tǒng) A I/O 通訊方式通訊方式通訊通訊接口接口HMI風機本機監(jiān)視接入風機本機監(jiān)視接入變壓器監(jiān)視接入變壓器監(jiān)視接入其它信號接入其它信號接入風場監(jiān)視控制系統(tǒng)支撐軟件風場監(jiān)視控制系統(tǒng)支撐軟件打印打印報警報警監(jiān)視監(jiān)視紀錄紀錄歷史歷史遠程通訊遠程通訊風場控制風場控制本機控制本機控制執(zhí)行執(zhí)行機構機構風力發(fā)電機組控制軟件系統(tǒng)圖風力發(fā)電機組控制軟件系統(tǒng)圖倍福公司風力發(fā)電控制系統(tǒng)實例倍福公司風力發(fā)電控制系統(tǒng)實例DeWind D8: 2 MW

3、 / 葉片液壓定調(diào)葉片液壓定調(diào) / 雙饋反響發(fā)雙饋反響發(fā)電機電機 (DFIG) / 變速箱變速箱風能: 參考案例及公用知識n運用案例 1: 渦輪調(diào)理及自動控制 (II)nDeWind D8: 2 MW / 葉片液壓定調(diào) / 雙饋反響發(fā)電機 / 變速箱 n系統(tǒng)設計 (概觀)Gearbox:變速箱變速箱電網(wǎng)數(shù)據(jù)管理電網(wǎng)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設計系統(tǒng)設計(機艙機艙)系統(tǒng)設計系統(tǒng)設計(塔基塔基)QUEST公司控制系統(tǒng)QUEST公司提供的風力發(fā)電控制系統(tǒng)控制器科假設斯中心控制器丈量準確性高經(jīng)證明的高可靠性經(jīng)過規(guī)范工業(yè)總線系統(tǒng)的輸入/輸出信號簡單快捷的配置 高效益的產(chǎn)品Motorola MPC 555QUEST公司

4、控制系統(tǒng) 采用輸入/輸出I/O單元分布在風力發(fā)電機周圍，大幅度的減少電纜的數(shù)量。QUEST公司控制系統(tǒng)n科假設斯丈量變壓器 電壓互感器nChorus Trafo 科假設斯變壓器電壓互感器nSingle phase typenMax Voltage最高電壓 690VnAccuracy 準確性 0.3 %nOutput 輸出 0 10VQUEST公司控制系統(tǒng)n閘流晶體管驅動器模塊nThyristor outputs 閘流晶體管輸出 6nOutput voltage, max最大輸出電壓 690VnOutput current, max 最大輸出電流 1AnOver-current protecti

5、on 電流維護安裝 YesnDigital inputs 數(shù)字輸入 6QUEST公司控制系統(tǒng)n用于添加和操作數(shù)據(jù)庫記錄的工具；n支持各類輸入/輸出I/O總線安裝的數(shù)據(jù)庫；n用于定義輸入/輸出I/O的工具，無論該n端口是在CPU 單元上或是在設備的總線系n統(tǒng)輸入/輸出I/O模塊上；n義務周期間隔可以為1、10、100 或1000毫秒；nTrue RMS 的丈量適用于6 個電壓和3 個電流, 丈量頻率可高至10 毫秒一次；n通訊端口的管理；n周期性數(shù)值的處置例如風向；n用于模擬和數(shù)字丈量的濾波器；n定時器；n數(shù)據(jù)資料記錄；n圖形界面工具箱；軟件系統(tǒng)主要用途和功能VESTAS控制系統(tǒng)n底部和頂部的處

6、置器模塊MITA的風力發(fā)電控制系統(tǒng)MITA的風力發(fā)電控制系統(tǒng)nWP3100 Controllern適用于不同型號風機的智能適用于不同型號風機的智能控制器控制器n集成一切控制功能集成一切控制功能n先進的數(shù)據(jù)采集和存儲先進的數(shù)據(jù)采集和存儲n柔性設計的控制系統(tǒng)以滿足柔性設計的控制系統(tǒng)以滿足不同用戶需求不同用戶需求n集成實時電網(wǎng)丈量集成實時電網(wǎng)丈量n易于擴展易于擴展n遠程軟件晉級遠程軟件晉級MITA的風力發(fā)電控制系統(tǒng)MITA的風力發(fā)電控制系統(tǒng)硬件設計特點硬件設計特點集成集成I/O及及COM端口端口滿足風機控制的緊湊型設計滿足風機控制的緊湊型設計易于擴展易于擴展 集成實時電網(wǎng)丈量集成實時電網(wǎng)丈量友好的用

7、戶界面友好的用戶界面基于基于MITA控制技術的控制系統(tǒng)控制技術的控制系統(tǒng)網(wǎng)絡網(wǎng)絡適用于不同規(guī)模的風場適用于不同規(guī)模的風場MITA的風力發(fā)電控制系統(tǒng)Software and Statistics集成一切功能并采用c言語編程可實現(xiàn)經(jīng)過網(wǎng)絡的遠程軟件更新；風力機的遠程訪問；參數(shù)和數(shù)據(jù)的密碼維護；數(shù)據(jù)統(tǒng)計并實現(xiàn)日、月、年的統(tǒng)計報告；缺點診斷及報警；提供多種用戶言語。中科院電工所的風機控制系統(tǒng)中科院電工所的風機控制系統(tǒng)中科院電工所的風機控制系統(tǒng)技術開發(fā)歷程承當多個風力發(fā)電控及變流器系統(tǒng)國家級工程22KW變速恒頻控制系統(tǒng)實驗驗證大連天元電機全功率實驗驗證國電玉門風場600KW G42機組現(xiàn)場實驗中科院電工

8、所的風機控制系統(tǒng)國電玉門風場600MW G42機組現(xiàn)場實驗將A12號機組的一切丈量線、反響線、控制線和動力線進展標號，并詳細記錄。將原位于機艙內(nèi)的主控柜撤除，從機艙內(nèi)吊下；并在原來位置上安裝科諾的信號轉接柜。將原有的線路完全撤除后，全部引入科諾的控制室內(nèi)，與科諾的控制系統(tǒng)和變流器銜接。檢查和測試一切接線的正確性和信號的準確性。為監(jiān)控機艙內(nèi)的情況，在機艙內(nèi)額外安裝了一套監(jiān)視系統(tǒng)。中科院電工所的風機控制系統(tǒng)現(xiàn)場實驗結果一次并網(wǎng)勝利；好的電氣控制特性；優(yōu)于原機組的功率控制曲線；30天的運轉考核期測試勝利，對比實驗結果良好：科諾A12號機組7.3萬千瓦金風600MW機組6.9萬千瓦Gamesa7.4萬

9、千瓦存在問題：通訊問題；陣風超速；變槳調(diào)理特性同主控系統(tǒng)匹配。GH的風場控制系統(tǒng)遠程對話單元(RIU) (Remote Interface unit (RIU)n統(tǒng)計分析(Statistical analysis)n獨立于風場網(wǎng)絡(Independent of site network)n高采樣頻率，有準確時間紀錄的數(shù)據(jù)(High sample rate, accurate time stamped data)n堅持最大的數(shù)據(jù)完好性-斷網(wǎng)后兩個月的儲存(Maximum data integrity 2 months storage during network outage)n實時數(shù)據(jù)采集和下

10、載(Campaign and download real time data)n客戶數(shù)據(jù)分析(Custom data analysis)GH SCADA 系統(tǒng)的優(yōu)點n風機維護(Turbine maintenance) n性能優(yōu)化(Performance optimisation) n編輯功能，例如，停機時間和利用率重新計算(Editing e.g. downtime & availability reassignment) n豐富的報告功能，可按合同要求進展追蹤(Complex reports, traceable to contract obligations) n缺點的法律分析(F

11、orensic analysis of faults) n獨立工程師分析(I.E. analysis) n針對制造商的破產(chǎn)賠償要求(LD claim against anufacturer) n可用于支持運營和維護合同(Can be used to support O&M contract) n簡化日常檢查(Simplifies routine checks) n允許重點檢查有問題的地方(Permits focus on problem areas) n與根本要求相關的報告(Reports relate to bottom line) n簡化非常詳細分析的任務量(Simplifies

12、very detailed analysis) n明確一切關鍵的問題(Clarifies all crucial issues) n準確的有支持的信息資料(Accurate and supportable information) GH 風場群設計的方案n可逐漸添加的網(wǎng)絡n效力器或客戶自選方案n衛(wèi)星/其它高速聯(lián)網(wǎng)n公司網(wǎng)絡n遠程用戶nGH SCADA n效力器n任務站中科院電工所的風場控制系統(tǒng)INTERNETGPRSRS232電源電源MD600CP340路由器路由器防火墻防火墻監(jiān)控室監(jiān)控室DC + DCC數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)中心DC端口：端口：9100中科院電工所的風場控制系統(tǒng)n采用規(guī)范化的通訊網(wǎng)絡技

13、術PROFIBUS現(xiàn)場總線技術，實現(xiàn)大型風電場風電機組集中和遠程監(jiān)控。主要用于大型并網(wǎng)風電場百臺以上風電機組的集群監(jiān)控?？筛鶕?jù)不同的風電機組制定相順應得通訊協(xié)議。n功能特點：n采用了現(xiàn)場總線技術，速度快，系統(tǒng)可靠n可選擇對多臺風電機組同時進展遠控操作n模塊化功能組合構造，擴展才干強n積木式數(shù)據(jù)存儲構造，提高了數(shù)據(jù)查詢速度，擴展數(shù)據(jù)存儲范圍中科院電工所的風場控制系統(tǒng)n通訊管理系統(tǒng)自動與事先設定的風電機組建立通訊銜接，并且有通訊中斷后的自動重銜接功能。n監(jiān)視功能實時監(jiān)視可控風電機組的運轉形狀如待機、大/小電機發(fā)電、停機等、瞬時運轉數(shù)據(jù)、統(tǒng)計運轉數(shù)據(jù)、歷史運轉數(shù)據(jù)等。繪制曲線現(xiàn)場繪制風速-功率曲線、

14、風速分布曲線、風速趨勢曲線。n集中控制功能在中央控制室集中實現(xiàn)對多臺風電機組的遠程開機、停機、左/右偏航、復位等功能。n數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)自動進展歷史數(shù)據(jù)存儲，自動進展數(shù)據(jù)維護，自動生成日報表、月報表和年度報表，支持數(shù)據(jù)查詢，并且有數(shù)據(jù)導出功能。n修正參數(shù)遠程修正風電機組運轉參數(shù)。缺點報警與處置缺點報警視覺報警和紅色警示條報警、缺點數(shù)據(jù)保管、缺點現(xiàn)場數(shù)據(jù)讀取顯示。n異地遠程監(jiān)控經(jīng)過Internet或 撥號等遠程通訊手段，可以實如今異地對大型風電場的遠程管理。風力發(fā)電控制系統(tǒng)小結風場控制風場控制現(xiàn)場設備現(xiàn)場設備I/O卡件卡件變槳控制變槳控制變流控制變流控制系統(tǒng)通訊組件系統(tǒng)通訊組件效力器效力器本機控制本

15、機控制操作員站操作員站工程師站工程師站打印機打印機網(wǎng)關網(wǎng)關本機控制器本機控制器變流控制變流控制變槳控制變槳控制風力機本機監(jiān)視風力機本機監(jiān)視其它控制設備其它控制設備系統(tǒng)通訊組件系統(tǒng)通訊組件風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)硬件圖風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)硬件圖筆記本電腦筆記本電腦實時網(wǎng)絡操作系統(tǒng)平臺實時網(wǎng)絡操作系統(tǒng)平臺歷史及數(shù)歷史及數(shù)據(jù)存儲據(jù)存儲邏輯實現(xiàn)平臺邏輯實現(xiàn)平臺偏航、液壓等偏航、液壓等I/O模塊通訊模塊通訊風力發(fā)電機組控制算法風力發(fā)電機組控制算法DLS或類似接口接或類似接口接入入系統(tǒng)診斷系統(tǒng)診斷及報警及報警變槳等系統(tǒng)控制變槳等系統(tǒng)控制Profi BUS 通訊通訊變流器控制系統(tǒng)變流器控制系統(tǒng) A I/O 通訊

16、方式通訊方式通訊通訊接口接口HMI風機本機監(jiān)視接入風機本機監(jiān)視接入變電站監(jiān)視接入變電站監(jiān)視接入其它信號接入其它信號接入風場監(jiān)視控制系統(tǒng)支撐軟件風場監(jiān)視控制系統(tǒng)支撐軟件打印打印報警報警監(jiān)視監(jiān)視紀錄紀錄歷史歷史遠程通訊遠程通訊風場控制風場控制本機控制本機控制執(zhí)行執(zhí)行機構機構風力發(fā)電機組控制軟件系統(tǒng)圖風力發(fā)電機組控制軟件系統(tǒng)圖風機控制系統(tǒng)n風機本機控制系統(tǒng)構造n設計機艙及塔基控制箱；n分布的I/O；n可擴展的網(wǎng)絡設計；n控制系統(tǒng)廠商特點n設計消費控制器及關鍵檢測元件；n同自有風場控制系統(tǒng)的集成；n控制系統(tǒng)的現(xiàn)場任務n風場控制系統(tǒng)n風場管理風電廠運轉、業(yè)主監(jiān)視、制造商監(jiān)控；n豐富的通訊方式。風機控制系

17、統(tǒng)主要任務n同樣機相關n控制功能邏輯設計和實現(xiàn)；n控制系統(tǒng)調(diào)試任務；n半實物仿真實驗平臺；n風機控制柜控制箱組裝；n被控對象控制特性；n信號及動力電纜設計；n控制系統(tǒng)HMI、歷史功能及報警功能；n風場控制系統(tǒng)。風機控制系統(tǒng)主要任務n其它重要任務n完好的風場控制系統(tǒng)；n風機電氣控制系統(tǒng)功能實驗臺；n控制系統(tǒng)硬件設計；n關鍵零部件消費。資料出庫風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)全消費工藝流程系統(tǒng)消費系統(tǒng)消費執(zhí)行單位：消費組執(zhí)行單位：消費組 地地 點：電控消費車點：電控消費車間間時時 間：間：2.5周周機柜柜體安裝電纜制造電子安裝帶電調(diào)試主機聯(lián)調(diào)現(xiàn)場調(diào)試機柜檢驗底板安裝卡件底座安裝走線槽安裝同軸電纜信號電纜通訊電

18、纜電源繼電器及端子控制器及I/O電纜銜接通道檢測邏輯檢查系統(tǒng)性能參數(shù)測定暫時電纜銜接系統(tǒng)聯(lián)調(diào)機柜現(xiàn)場安裝現(xiàn)場接線系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試執(zhí)行單位：調(diào)試組執(zhí)行單位：調(diào)試組 地地 點：總裝車間、現(xiàn)點：總裝車間、現(xiàn)場場時時 間：同整機進度間：同整機進度資料出庫風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)全消費工藝流程系統(tǒng)消費系統(tǒng)消費執(zhí)行單位：消費組執(zhí)行單位：消費組 地地 點：電控消費車點：電控消費車間間時時 間：間：2.5周周機柜柜體安裝電纜制造電子安裝帶電調(diào)試主機聯(lián)調(diào)現(xiàn)場調(diào)試機柜檢驗底板安裝卡件底座安裝走線槽安裝同軸電纜信號電纜通訊電纜電源繼電器及端子控制器及I/O電纜銜接通道檢測邏輯檢查系統(tǒng)性能參數(shù)測定暫時電纜銜接系統(tǒng)

19、聯(lián)調(diào)機柜現(xiàn)場安裝現(xiàn)場接線系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試執(zhí)行單位：調(diào)試組執(zhí)行單位：調(diào)試組 地地 點：總裝車間、現(xiàn)點：總裝車間、現(xiàn)場場時時 間：同整機進度間：同整機進度控制系統(tǒng)程序框圖設計n了解風機系統(tǒng)運轉及控制過程；n了解和驗證Aerodyn開發(fā)控制程序；n現(xiàn)場調(diào)試技術根底；n技術開發(fā)即國產(chǎn)化根底。居于Aerodyn SCS闡明的控制程序框圖設計n采用UML的系統(tǒng)需求分析過程n用例分析清楚表現(xiàn)不同部件操作關系n用于系統(tǒng)邏輯軟件開發(fā)的第一版SCS功能闡明已完成控制系統(tǒng)程序框圖設計n序列圖表示動作執(zhí)行過程運轉控制區(qū)域劃分控制系統(tǒng)程序框圖設計n構成的程序開發(fā)文檔控制系統(tǒng)功能實驗平臺n意義：nn變頻恒速風力發(fā)

20、電交融了現(xiàn)代機械傳動、電力電子技術和現(xiàn)代控制實際，而由于我國1.5MW變速恒頻風力發(fā)電機產(chǎn)業(yè)多處于設計和試制階段。電氣控制系統(tǒng)只需充分的工程化實驗，得出較確切的結論和數(shù)據(jù)，才干運用于大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化消費。 n建立風力發(fā)電系統(tǒng)及傳動技術實驗平臺，提高風電機組關鍵零部件的實驗室測試才干，掌握風電機組的關鍵測試技術，是保證產(chǎn)質量量的根底，對提高風電機組的性能將起到重要作用。 控制系統(tǒng)功能實驗平臺n全功率實驗平臺功能框圖 配電部分功率試驗平臺參數(shù)測量監(jiān)控設備控制臺和狀態(tài)顯示面板控制系統(tǒng)功能實驗平臺n1.5MW雙饋式風力發(fā)電機組變流器全功率實驗平臺系統(tǒng)組成框圖 風場控制系統(tǒng)開發(fā)方案n風場控制系統(tǒng)軟件構造表示

21、風場控制系統(tǒng)開發(fā)方案n風場控制系統(tǒng)網(wǎng)絡構造表示風場控制系統(tǒng)開發(fā)方案n風場控制系統(tǒng)遠端訪問風場控制系統(tǒng)風場控制系統(tǒng)參與的任務n風機變流器技術合同；n風機變槳系統(tǒng)電氣控制部分；n電機滑環(huán)；n其他一些監(jiān)視控制儀表。今后任務重點nAERODYN開發(fā)控制系統(tǒng)的技術引進及樣機系統(tǒng)消費：n技術引進：n完善控制系統(tǒng)技術文檔；n針對Aerodyn公司開發(fā)的邏輯功能實驗；n控制系統(tǒng)及控制設備選型；今后任務重點q系統(tǒng)調(diào)試任務：q主工藝參數(shù)確實定；q控制系統(tǒng)調(diào)試文檔；q工廠實驗工程及實驗目的；q工廠調(diào)試步驟及檢查工程FAT；q現(xiàn)場實驗工程及實驗目的；q現(xiàn)場調(diào)試步驟及檢查工程SAT；今后任務重點q樣機消費：q電纜設計；

22、q控制柜及系統(tǒng)集成；q系統(tǒng)配電柜。q半實物實驗平臺；qGH blade及控制套件；3.7萬歐元qMathlab建模模擬風能變化；q多被控對象特性模擬；q其他配套設備約20萬人民幣。今后任務重點n被控對象的性能特點：n變流器；n發(fā)電機；n變槳控制系統(tǒng)；n液壓剎車系統(tǒng)；n偏航控制；n傳感器；n其它電氣設備。今后任務重點n風場控制系統(tǒng)：n實現(xiàn)本機同集中控制中心的通訊，完成對風機集中監(jiān)視控制功能；n實現(xiàn)運轉數(shù)據(jù)的存儲；n經(jīng)過公網(wǎng)的遠程登錄。其他有必要的任務n全功能風場控制系統(tǒng)的開發(fā)n目的：n技術積累及風場運轉數(shù)據(jù)搜集；n風力發(fā)電機的遠程維護；n風力機的運轉平安；n電控部分的技術產(chǎn)品。n以GH風場控制為藍本的技術開發(fā)；n硬件采用RIU的配網(wǎng)方式；n經(jīng)過公網(wǎng)或其它方式實現(xiàn)遠程監(jiān)視管理功能；n實現(xiàn)異地的風力發(fā)電機維護和監(jiān)視；n多風場風機控制管理。n軟硬件開發(fā)費用按照兩套系統(tǒng)收益完成約80萬其他有必要的任務n公用的