Solusi sistem pemantauan terpusat untuk ladang angin

Telp: +86 18702111813 Email: shelly@acrel.cn

Arel Co,. Ltd.

Abstrak: Sebagai salah satu sumber energi ramah lingkungan, kapasitas terpasang pembangkit listrik tenaga angin telah berkembang pesat dalam beberapa tahun terakhir. Ladang angin dibagi menjadi ladang angin darat dan ladang angin lepas pantai. Umumnya, mereka berlokasi di lokasi terpencil, dengan instalasi tersebar dan lingkungan yang keras. Oleh karena itu, pembangkit listrik tenaga angin memerlukan sistem pemantauan jarak jauh untuk memudahkan personel pengoperasian dan pemeliharaan agar dapat mengelola pengoperasian pembangkit listrik tenaga angin dengan lebih efisien.

Kata kunci:ladang angin, sistem pemantauan terpusat, pengukuran dan perangkat kontrol trafo kotak

1.Peralatan listrik untuk ladang angin

Kabin atas setiap genset dilengkapi dengan generator turbin, dan ujung depan terdapat bilah kipas yang dapat disesuaikan. Sistem dapat mengatur sudut kemiringan bilah kipas sesuai dengan kondisi angin yang berbeda. Kecepatan bilah kipas secara umum adalah 10-15 titik rpm, melalui gearbox dapat diatur kecepatannya hingga 1500 rpm untuk menggerakkan generator. PLC industri juga dikonfigurasikan di ruang mesin untuk kontrol dan pengumpulan data terkait. Kecepatan angin, arah angin, kecepatan putaran, daya aktif dan daya reaktif pembangkit listrik serta data terkait lainnya dikumpulkan melalui PLC, dan generator dikontrol secara real time melalui data yang dikumpulkan. Di darat, trafo kotak dipasang di bagian bawah menara angin yang bertanggung jawab untuk meningkatkan dan konvergen. Menurut kekuatan dan kondisi geografis, beberapa turbin angin dikuatkan satu kali dan dihubungkan secara paralel untuk menyatu ke gardu induk penguat. Kirim listrik ke jaringan listrik. Diagram pengkabelan listrik ladang angin ditunjukkan pada Gambar 1. Tegangan yang dipancarkan oleh kipas umumnya 0,69kV, yang ditingkatkan menjadi 10kV atau 35kV oleh trafo kotak. Setelah beberapa pertemuan paralel, kabel-kabel tersebut dihubungkan ke busbar samping bertegangan rendah di gardu induk step-up, dan kemudian dikuatkan hingga 110kV atau lebih tinggi oleh transformator utama. ke dalam jaringan listrik.

Berbeda dengan tenaga angin darat, karena lingkungan tenaga angin lepas pantai yang keras (kelembaban tinggi, kepadatan garam tinggi), trafo tipe kering yang digunakan untuk penguat primer diintegrasikan ke dalam kompartemen mesin kipas angin, yang tidak hanya menyelesaikan masalah. dari tapak seluruh unit, tetapi juga menghindari kesulitan perlindungan yang disebabkan oleh pemasangan trafo pada posisi yang lebih rendah.

Gambar 1 Diagram skematik kabel listrik ladang angin

2. Peralatan proteksi dan pengukuran serta pengendalian untuk ladang angin

Dari pembangkit listrik turbin angin - trafo booster box - pertemuan - stasiun booster busbar tegangan menengah - trafo utama - stasiun booster busbar tegangan tinggi - stopkontak tegangan tinggi - sambungan jaringan, bagian tengah perlu dikuatkan dua kali sebelum digabungkan ke dalam jaringan Jaringan listrik memiliki sejumlah besar dan jenis peralatan listrik, dan kegagalan apa pun pada tautan mana pun akan mempengaruhi pengoperasian normal ladang angin. Oleh karena itu, perlu dipasang perangkat proteksi dan pengukuran serta pengendalian di seluruh bagian ladang angin untuk memantau status pengoperasian ladang angin secara komprehensif. Gambar 2 adalah diagram skema konfigurasi perangkat proteksi dan pengukuran serta kontrol ladang angin.

Gambar 2 Diagram konfigurasi perangkat pengukuran dan kontrol proteksi untuk ladang angin

2.1 Perangkat pengukuran dan kontrol trafo kotak

Untuk mengurangi kehilangan saluran di ladang angin darat, stasiun booster tipe kotak 0,69/35(10)kV umumnya dipasang di sebelah turbin angin. Jarak antar turbin angin di ladang angin ratusan meter, jauh dari ruang kendali pusat. Trafo step-up terletak di lapangan terbuka, dan lingkungan alamnya relatif keras, sehingga menyulitkan pemeriksaan manual. Perangkat pengukuran dan kontrol trafo tipe kotak adalah bagian inti dari sistem pemantauan ladang angin, yang mewujudkan manajemen cerdas trafo tipe kotak. Perangkat pengukuran dan kontrol stasiun kotak dapat melindungi dan memantau stasiun kotak tenaga angin dari jarak jauh, sepenuhnya mewujudkan fungsi "sinyal jarak jauh, telemetri, kendali jarak jauh, dan penyesuaian jarak jauh", dan sangat meningkatkan efisiensi operasi dan pemeliharaan ladang angin .

Gambar 3 Perangkat pengukuran dan kontrol stasiun kotak ladang angin

Perangkat pengukuran dan kontrol proteksi transformator tipe kotak AM6-PWC adalah perangkat terintegrasi yang mengintegrasikan perlindungan, pengukuran dan kontrol, serta komunikasi untuk berbagai kebutuhan transformator step-up tenaga angin dan fotovoltaik. Konfigurasi fungsionalnya ditunjukkan pada tabel di bawah.

2.2 Pengukuran dan kontrol saluran samping dan proteksi busbar tegangan rendah

Beberapa turbin angin dikuatkan hingga 35 (10) kV untuk pertama kalinya dan kemudian dihubungkan secara paralel untuk membentuk sirkuit yang terhubung ke busbar samping tegangan rendah dari gardu induk step-up. . Untuk mencapai pemantauan yang komprehensif, saluran ini dilengkapi dengan perangkat perlindungan saluran, instrumen pengukuran dan kontrol multi-fungsi, perangkat pemantauan kualitas daya, dan perangkat pengukuran suhu nirkabel untuk mewujudkan pemantauan real-time terhadap perlindungan listrik saluran, pengukuran dan suhu, dan busbar samping bertegangan rendah dilengkapi dengan perangkat pelindung busur.

Tabel 1 Saluran samping tegangan rendah, pengukuran proteksi busbar, dan konfigurasi kontrol

2.3 Pengukuran dan pengendalian proteksi transformator utama

Setelah pembangkit listrik turbin angin dihubungkan dengan busbar samping bertegangan rendah, pembangkit tersebut ditingkatkan menjadi 110kV melalui trafo utama dan dihubungkan ke jaringan listrik. Trafo utama dilengkapi dengan proteksi diferensial, proteksi cadangan tinggi, proteksi cadangan rendah, proteksi non-listrik, alat ukur dan kendali, pengatur suhu trafo, dan pemancar roda gigi untuk mewujudkan fungsi proteksi, pengukuran dan kendali trafo utama, dan terpusat. instalasi layar grup.

Tabel 2 Pengukuran proteksi transformator utama dan konfigurasi kontrol

2.4 Pengukuran dan kontrol perlindungan saluran tegangan tinggi

Energi listrik yang dihasilkan oleh ladang angin ditingkatkan dua kali menjadi 110kV dan kemudian dimasukkan ke dalam jaringan listrik. Saluran 110kV dilengkapi dengan perlindungan diferensial serat optik, perlindungan jarak, perlindungan anti-pulau, serta perangkat pengukuran dan kontrol.

Tabel 3 Pengukuran proteksi saluran 110kV dan konfigurasi kontrol

3. Sistem pemantauan peternakan angin

Platform pemantauan ladang angin mewujudkan pemantauan, pengendalian dan pengelolaan status pengoperasian ladang angin dan data turbin angin secara real-time, meningkatkan keandalan dan efisiensi pengoperasian ladang angin, mengurangi biaya pemeliharaan, dan mewujudkan manajemen cerdas .

Ladang angin mencakup area yang relatif luas, dan peralatannya tersebar. Sistem ini memiliki persyaratan yang relatif tinggi untuk keandalan komunikasi data dan kinerja waktu nyata. Jika kondisinya memungkinkan, jaringan cincin redundan serat optik dapat digunakan untuk pengumpulan dan komunikasi data, dan metode nirkabel LORA juga dapat digunakan untuk transmisi data.

Gambar 4 Diagram sistem pemantauan ladang angin

Data PLC unit kipas angin dan perangkat pengukuran dan kontrol transformator kotak diunggah ke server data di ruang kontrol melalui jaringan cincin serat optik, dan data sistem otomasi komprehensif stasiun booster diunggah ke data server melalui Ethernet. Pemancar, sistem DC, dan perangkat pintar lainnya terhubung ke mesin manajemen komunikasi untuk mengunggah data ke server.

3.1 Pemantauan ladang angin

Tampilan komprehensif dari parameter dasar seluruh kipas angin ladang angin (termasuk kecepatan angin, daya, kecepatan, dll.), dan dapat mewujudkan pembangkit listrik harian, pembangkit listrik bulanan, tahunan. Pemantauan pembangkit listrik nyaman untuk waktu nyata pemantauan status pengoperasian kipas angin.

3.2 Pemantauan kru

Pantau parameter dan status kontrol setiap modul kontrol di unit, termasuk: pitch, yaw, gearbox, generator, stasiun hidrolik, ruang mesin, konverter, jaringan listrik, rantai pengaman, torsi, poros utama, dasar menara, pengukur angin, dll. . Sadarilah tampilan komprehensif parameter, kesalahan, dan grafik tren setiap modul.

3.3 Tampilan data waktu nyata

Kipas angin, gardu induk, dan peralatan lainnya di ladang angin dilengkapi dengan sensor dan peralatan pemantauan, yang dapat mengumpulkan data pengoperasian listrik, suhu, getaran, dan parameter peralatan lainnya secara real time, dan memberikan peringatan tepat waktu jika terjadi kelainan.

3.4 Manajemen daya

Tampilan parameter aktif dan reaktif, kontrol dan penyesuaian daya aktif dan reaktif serta fungsi lainnya dapat secara efektif mengurangi biaya operasional perusahaan dan memberikan dukungan data untuk tujuan konservasi energi dan pengurangan emisi.

3.5 Laporan produksi

Menampilkan dan melaporkan fungsi laporan untuk parameter-parameter penting seperti tenaga angin, indikator kinerja pembangkit listrik tenaga angin, dan unit energi baru, serta mendukung statistik pengoperasian setiap peralatan pembangkit listrik tenaga angin sesuai dimensi waktu (hari, bulan, dan tahun). Menurut metode kueri hari, bulan dan tahun, parameter penting diklasifikasikan dan dihitung berdasarkan item, dan laporan dibuat.

3.6 Analisis statistik

Mendukung berbagai fungsi analisis statistik, memanfaatkan sepenuhnya potensi nilai data, memberikan solusi optimalisasi hemat energi, memberikan dasar pengambilan keputusan bagi para manajer, meningkatkan tingkat manajemen perusahaan dengan cara yang layak, dan akhirnya mencapai tujuan energi- penghematan, pengurangan emisi dan produksi ilmiah. Metode analisisnya meliputi: statistik kesalahan, kurva daya, statistik ketersediaan, diagram mawar angin, laporan daya kecepatan angin, statistik pemanfaatan dan waktu henti bulanan dan harian, dll.

Referensi:

[1] Manual Desain dan Aplikasi Acrel Enterprise Microgrid. Versi 2022.05