Решение для централизованной системы мониторинга для ветряных электростанций

Тел.: +86 18702111813 Электронная почта: shelly@acrel.cn

Компания Акрел. ООО

Абстрактный: Установленная мощность ветряных электростанций, являющихся одним из источников чистой энергии, в последние годы быстро росла. Ветряные электростанции делятся на береговые и морские. Как правило, они расположены в отдаленных местах, с разбросанными установками и суровыми условиями. Таким образом, ветряным электростанциям необходима система удаленного мониторинга, чтобы облегчить эксплуатационному и техническому персоналу более эффективное управление работой ветряных электростанций.

Ключевое слово:ветроэлектростанция, централизованная система мониторинга, устройство измерения и контроля коробчатого трансформатора

1.Электрическое оборудование для ветряных электростанций.

Верхняя кабина каждого генераторного агрегата оборудована турбогенератором, а передняя часть — регулируемой лопастью вентилятора. Система может регулировать угол наклона лопастей вентилятора в зависимости от различных ветровых условий. Общая скорость лопастей вентилятора составляет 10-15 об/мин, с помощью редуктора можно регулировать скорость до 1500 об/мин для привода генератора. В машинном зале также установлен промышленный ПЛК для управления и сбора соответствующих данных. Скорость ветра, направление ветра, скорость вращения, активная и реактивная мощность выработки электроэнергии и другие соответствующие данные собираются с помощью ПЛК, а управление генератором осуществляется в режиме реального времени с помощью собранных данных. На суше в нижней части ветряной башни установлен коробчатый трансформатор, отвечающий за повышение и сведение. В зависимости от энергетических и географических условий несколько ветряных турбин усиливаются один раз и подключаются параллельно для объединения с повышающей подстанцией. Отправьте электроэнергию в сеть. Схема электропроводки ветряной электростанции показана на рисунке 1. Напряжение, излучаемое вентилятором, обычно составляет 0,69 кВ, которое повышается до 10 или 35 кВ с помощью коробчатого трансформатора. После многократного параллельного слияния они подключаются к низковольтной боковой шине повышающей подстанции, а затем повышаются до 110 кВ или выше с помощью главного трансформатора. в электросеть.

В отличие от береговой ветроэнергетики, из-за суровых условий морской ветроэнергетики (высокая влажность, высокая плотность соли) трансформатор сухого типа, используемый для первичного наддува, встроен в моторный отсек вытяжного вентилятора, что не только решает проблему. занимает площадь всей установки, но также позволяет избежать трудностей защиты, вызванных установкой трансформатора в нижнем положении.

Рисунок 1 Принципиальная схема электропроводки ветроэлектростанции

2. Защитно-измерительное и контрольное оборудование для ветроэлектростанций.

От ветряной турбины - трансформатор разгонного блока - слияние - шина среднего напряжения насосной станции - главный трансформатор - шина высокого напряжения насосной станции - розетка высокого напряжения - подключение к сети, середина должна быть усилена дважды, прежде чем она будет объединена с сетью. Электрическая сеть имеет большое количество и типы электрооборудования, и любой сбой в любом звене повлияет на нормальную работу ветроэлектростанции. Поэтому необходимо установить устройства защиты и измерения и контроля во всех звеньях ВЭС для комплексного контроля рабочего состояния ВЭС. На рисунке 2 представлена ​​принципиальная схема компоновки устройств защиты и измерения и управления ветроэлектростанции.

Рисунок 2. Схема конфигурации устройств измерения и контроля защиты ветроэлектростанций.

2.1 Устройство измерения и контроля блочного трансформатора

Чтобы снизить потери в линии на береговых ветряных электростанциях, рядом с ветряной турбиной обычно устанавливается коробчатая подстанция 0,69/35(10)кВ. Расстояние между ветряными турбинами ветряной электростанции составляет сотни метров, что находится далеко от центральной диспетчерской. Повышающие трансформаторы расположены на открытой местности, а природная среда относительно сурова, что затрудняет проверку вручную. Устройство измерения и управления коробчатым трансформатором является основной частью системы мониторинга ветроэлектростанции, реализующей интеллектуальное управление коробчатым трансформатором. Устройство измерения и управления бокс-станцией может защищать и удаленно контролировать ветроэнергетическую бокс-станцию, полностью реализовывать функции «дистанционной сигнализации, телеметрии, дистанционного управления и дистанционной регулировки», а также значительно повышать эффективность эксплуатации и обслуживания ветряной электростанции. .

Рисунок 3. Устройство измерения и контроля коробчатой ​​станции ветроэлектростанции

Устройство измерения и управления защитой трансформатора коробчатого типа AM6-PWC представляет собой интегрированное устройство, объединяющее защиту, измерение и управление, а также связь для различных требований ветроэнергетических и фотоэлектрических повышающих трансформаторов. Его функциональная конфигурация представлена ​​в таблице ниже.

2.2 Измерение и управление защитой низковольтных боковых линий и шин

Несколько ветроэнергетических установок впервые повышают до напряжения 35 (10) кВ, а затем соединяют параллельно, образуя цепь, подключаемую к низковольтной боковой шине повышающей подстанции. . Для обеспечения комплексного мониторинга линия оснащена устройствами защиты линии, многофункциональными приборами измерения и контроля, устройствами контроля качества электроэнергии и беспроводными устройствами измерения температуры для осуществления мониторинга электрической защиты линии, измерения и температуры в реальном времени, а также боковые низковольтные шины оборудованы устройствами дуговой защиты.

Таблица 1. Конфигурация измерения и управления низковольтной боковой линией, защита шин

2.3 Измерение и контроль защиты главного трансформатора

После того, как выработка энергии ветряной турбиной объединяется с низковольтной боковой шиной, она повышается до 110 кВ через главный трансформатор и подключается к сети. Главный трансформатор оснащен дифференциальной защитой, высокой резервной защитой, низкой резервной защитой, неэлектрической защитой, устройством измерения и управления, контролем температуры трансформатора и зубчатым датчиком для реализации функций защиты, измерения и управления главным трансформатором, а также централизованным управлением. установка группового экрана.

Таблица 2. Конфигурация измерения и управления защитой главного трансформатора

2.4 Измерение и управление защитой высоковольтных линий

Электрическая энергия, вырабатываемая ветряной электростанцией, дважды повышается до 110 кВ, а затем включается в энергосистему. Линия 110 кВ оснащена оптоволоконной дифференциальной защитой, дистанционной защитой, защитой от изолирования, а также средствами измерения и контроля.

Таблица 3. Конфигурация измерения и управления защитой линии 110 кВ

3. Система мониторинга ветровой электростанции

Платформа мониторинга ветряной электростанции осуществляет мониторинг, контроль и управление рабочим состоянием ветряной электростанции и данными ветряных турбин в режиме реального времени, повышает надежность и эффективность работы ветряной электростанции, снижает затраты на техническое обслуживание и реализует интеллектуальное управление. .

Ветряная электростанция занимает сравнительно большую территорию, а оборудование разбросано. К системе предъявляются относительно высокие требования к надежности передачи данных и производительности в режиме реального времени. Если позволяют условия, для сбора и передачи данных можно использовать резервированную кольцевую сеть оптического волокна, а для передачи данных можно также использовать беспроводной метод LORA.

Рисунок 4. Схема системы мониторинга ветроэлектростанции

Данные ПЛК тягового вентиляторного агрегата и устройства измерения и управления коробчатым трансформатором загружаются на сервер данных в диспетчерской через оптоволоконную кольцевую сеть, а в данные загружаются данные комплексной системы автоматизации компрессорной станции. сервер через Ethernet. Передатчики, системы постоянного тока и другие интеллектуальные устройства подключаются к машине управления связью для загрузки данных на сервер.

3.1 Мониторинг ветряных электростанций

Комплексное отображение основных параметров тягового вентилятора всей ветряной электростанции (включая скорость ветра, мощность, скорость и т. д.) и позволяет осуществлять ежедневную выработку электроэнергии, ежемесячную выработку электроэнергии, годовую выработку электроэнергии. Мониторинг выработки электроэнергии удобен в режиме реального времени. контроль рабочего состояния вытяжного вентилятора.

3.2 Мониторинг экипажа

Отслеживайте параметры и состояние управления каждого модуля управления в блоке, включая: наклон, рысканье, коробку передач, генератор, гидравлическую станцию, машинное отделение, преобразователь, электросеть, предохранительную цепь, крутящий момент, главный вал, основание башни, анемометр и т. д. Реализовать комплексное отображение параметров, неисправностей и графиков тенденций каждого модуля.

3.3 Отображение данных в реальном времени

Вытяжной вентилятор, подстанции и другое оборудование ветряной электростанции оснащены датчиками и оборудованием мониторинга, которые могут собирать рабочие электрические данные, температуру, вибрацию и другие параметры оборудования в режиме реального времени и своевременно предупреждать в случае отклонений от нормы.

3.4 Управление питанием

Отображение активных и реактивных параметров, контроль и регулировка активной и реактивной мощности и другие функции могут эффективно снизить эксплуатационные расходы предприятий и обеспечить поддержку данных для целей энергосбережения и сокращения выбросов.

3.5 Отчет о производстве

Отображение и составление отчетов по важным параметрам, таким как мощность ветра, показатели производительности ветряной электростанции и новая энергия, а также поддержка статистики работы каждого оборудования ветряной электростанции в соответствии с измерением времени (день, месяц и год). В соответствии с методом запроса дня, месяца и года важные параметры классифицируются и подсчитываются по элементам, и создается отчет.

3.6 Статистический анализ

Поддерживайте различные функции статистического анализа, полностью используйте потенциальную ценность данных, предоставляйте решения по оптимизации энергосбережения, обеспечивайте основу для принятия решений менеджерами, повышайте уровень управления предприятиями возможным способом и, наконец, достигайте цели энергосбережения. экономия, сокращение выбросов и научное производство. Методы анализа включают в себя: статистику неисправностей, кривую мощности, статистику доступности, диаграмму розы ветров, отчет о скорости ветра, ежемесячную и ежедневную статистику использования и простоев и т. д.

Использованная литература:

[1] Руководство по проектированию и применению корпоративных микросетей Acrel. Версия 2022.05