Rüzgar santralleri için merkezi izleme sistemi çözümü

Tel: +86 18702111813 E-posta: Shelly@acrel.cn

Acrel Co. Ltd.

Soyut: Temiz enerji kaynaklarından biri olan rüzgar santrallerinin kurulu kapasitesi son yıllarda hızla büyümektedir. Rüzgar santralleri karadaki rüzgar santralleri ve açık denizdeki rüzgar santralleri olarak ikiye ayrılır. Genellikle dağınık kurulumlara ve zorlu ortamlara sahip uzak konumlarda bulunurlar. Bu nedenle rüzgar santralleri, işletme ve bakım personelinin rüzgar santrali operasyonlarını daha verimli yönetebilmesini kolaylaştıracak bir uzaktan izleme sistemine ihtiyaç duymaktadır.

Anahtar kelime:rüzgar santrali, merkezi izleme sistemi, kutu trafo ölçüm ve kontrol cihazı

1.Rüzgar santralleri için elektrik ekipmanları

Her jeneratör setinin üst kabini bir türbin jeneratörü ile donatılmıştır ve ön uçta ayarlanabilir bir fan kanadı bulunmaktadır. Sistem, fan kanadının eğim açısını farklı rüzgar koşullarına göre ayarlayabilmektedir. Fan kanadının genel hızı 10-15 devir/dakika olup, redüktör sayesinde jeneratörü tahrik edecek şekilde 1500 devir/dakika hıza ayarlanabilmektedir. Kontrol ve ilgili veri toplama için makine odasında endüstriyel bir PLC de yapılandırılmıştır. Elektrik üretiminin rüzgar hızı, rüzgar yönü, dönüş hızı, aktif gücü ve reaktif gücü ve ilgili diğer veriler PLC aracılığıyla toplanır ve toplanan veriler üzerinden jeneratör gerçek zamanlı olarak kontrol edilir. Karada, güçlendirme ve yakınsama işleminden sorumlu olması için rüzgar kulesinin altına bir kutu transformatör monte edilir. Güç ve coğrafi şartlara göre birden fazla rüzgar türbini bir kez güçlendirilir ve paralel olarak bağlanarak güçlendirme trafo merkezine yaklaşılır. Şebekeye elektrik gönderin. Rüzgar santralinin elektrik bağlantı şeması Şekil 1'de gösterilmektedir. Fanın yaydığı voltaj genellikle 0,69kV olup kutu transformatörü tarafından 10kV veya 35kV'a yükseltilir. Çoklu paralel birleşmelerden sonra, yükseltme trafo merkezinin alçak gerilim yan barasına bağlanırlar ve ardından ana transformatör tarafından 110 kV veya daha yüksek bir değere yükseltilirler. elektrik şebekesine.

Karadaki rüzgar gücünden farklı olarak, açık denizdeki rüzgar enerjisinin zorlu ortamı (yüksek nem, yüksek tuz yoğunluğu) nedeniyle, birincil güçlendirme için kullanılan kuru tip transformatör, çekiş fanının motor bölmesine entegre edilmiştir; bu, yalnızca sorunu çözmekle kalmaz. tüm ünitenin kapladığı alanı kaplar, ancak aynı zamanda transformatörün daha alçak bir konuma monte edilmesinden kaynaklanan koruma zorluğunu da ortadan kaldırır.

Şekil 1 Rüzgar santralinin elektrik kablolarının şematik diyagramı

2. Rüzgar santralleri için koruma ve ölçüm ve kontrol ekipmanları

Rüzgar türbini enerji üretiminden - hidrofor kutusu trafosu - izdiham - hidrofor istasyonu orta gerilim barası - ana trafo - hidrofor istasyonu yüksek gerilim barası - yüksek gerilim çıkışı - şebeke bağlantısı, şebekeyle birleştirilmeden önce orta kısmın iki kez güçlendirilmesi gerekir Güç şebekesi Çok sayıda ve türde elektrikli ekipmanı vardır ve herhangi bir bağlantıdaki herhangi bir arıza, rüzgar santralinin normal çalışmasını etkileyecektir. Bu nedenle rüzgar santralinin işletme durumunun kapsamlı bir şekilde izlenebilmesi için rüzgar santralinin tüm bağlantılarında koruma ve ölçüm ve kontrol cihazlarının kurulması gerekmektedir. Şekil 2, rüzgar santralinin koruma ve ölçüm ve kontrol cihazlarının konfigürasyonunun şematik bir diyagramıdır.

Şekil 2 Rüzgar santralleri için koruma ölçüm ve kontrol cihazlarının konfigürasyon şeması

2.1 Kutu trafo ölçüm ve kontrol cihazı

Karadaki rüzgar santrallerinde hat kaybını azaltmak için genellikle rüzgar türbininin yanına 0,69/35(10)kV kutu tipi hidrofor istasyonu kurulur. Rüzgar santralindeki rüzgar türbinleri arasındaki mesafe yüzlerce metre olup, merkezi kontrol odasından uzaktadır. Yükseltici transformatörler açık alanda bulunur ve doğal ortam nispeten zorludur, bu da manuel incelemeyi zorlaştırır. Kutu tipi transformatörün ölçüm ve kontrol cihazı, kutu tipi transformatörün akıllı yönetimini gerçekleştiren rüzgar santralinin izleme sisteminin temel parçasıdır. Kutu istasyonu ölçüm ve kontrol cihazı, rüzgar enerjisi kutu istasyonunu koruyabilir ve uzaktan izleyebilir, "uzaktan sinyal verme, telemetri, uzaktan kumanda ve uzaktan ayarlama" işlevlerini tam olarak gerçekleştirebilir ve rüzgar çiftliği işletme ve bakımının verimliliğini büyük ölçüde artırabilir .

Şekil 3 Rüzgar çiftliği kutu istasyonu ölçüm ve kontrol cihazı

AM6-PWC kutu tipi trafo koruma ölçüm ve kontrol cihazı, rüzgar enerjisi ve fotovoltaik yükseltici transformatörlerin farklı gereksinimleri için koruma, ölçüm ve kontrol ile iletişimi birleştiren entegre bir cihazdır. İşlevsel konfigürasyonu aşağıdaki tabloda gösterilmektedir.

2.2 Alçak gerilim yan hat ve bara koruma ölçümü ve kontrolü

Birden fazla rüzgar türbini ilk kez 35 (10) kV'a yükseltilir ve daha sonra yükseltme trafo merkezinin düşük voltajlı yan barasına bağlı bir devre oluşturmak üzere paralel olarak bağlanır. . Kapsamlı izleme elde etmek için hat, hat elektrik koruması, ölçümü ve sıcaklığının gerçek zamanlı izlenmesini gerçekleştirmek için hat koruma cihazları, çok fonksiyonlu ölçüm ve kontrol cihazları, güç kalitesi izleme cihazları ve kablosuz sıcaklık ölçüm cihazlarıyla donatılmıştır. alçak gerilim yan baraları ark koruma cihazlarıyla donatılmıştır.

Tablo 1 Alçak gerilim yan hattı, bara koruma ölçümü ve kontrol konfigürasyonu

2.3 Ana trafo koruma ölçümü ve kontrolü

Rüzgar türbini enerji üretimi alçak gerilim yan barası ile birleştirildikten sonra ana trafo aracılığıyla 110kV'ye yükseltilerek şebekeye bağlanır. Ana transformatör, ana transformatörün koruma, ölçüm ve kontrol fonksiyonunu gerçekleştirmek için diferansiyel koruma, yüksek yedekleme koruması, düşük yedekleme koruması, elektriksel olmayan koruma, ölçüm ve kontrol cihazı, transformatör sıcaklık kontrolü ve dişli verici ile donatılmıştır ve merkezi grup ekranı kurulumu.

Tablo 2 Ana trafo koruma ölçümü ve kontrol konfigürasyonu

2.4 Yüksek gerilim hattı koruma ölçümü ve kontrolü

Rüzgar çiftliği tarafından üretilen elektrik enerjisi iki kez 110 kV'a yükseltiliyor ve ardından elektrik şebekesine dahil ediliyor. 110kV hattı, fiber optik diferansiyel koruma, mesafe koruması, adalanma önleyici koruma ve ölçüm ve kontrol cihazlarıyla donatılmıştır.

Tablo 3 110kV hat koruma ölçümü ve kontrol konfigürasyonu

3.Rüzgar çiftliği izleme sistemi

Rüzgar çiftliği izleme platformu, rüzgar çiftliğinin çalışma durumunun ve rüzgar türbinlerinin gerçek zamanlı verilerinin izlenmesini, kontrolünü ve yönetimini gerçekleştirir, rüzgar çiftliğinin güvenilirliğini ve işletme verimliliğini artırır, bakım maliyetlerini azaltır ve akıllı yönetimi gerçekleştirir .

Rüzgar çiftliği nispeten geniş bir alanı kapsıyor ve ekipmanlar dağınık durumda. Sistemin veri iletişim güvenilirliği ve gerçek zamanlı performans açısından nispeten yüksek gereksinimleri vardır. Koşullar izin verirse, veri toplama ve iletişim için fiber optik yedekli halka ağı kullanılabilir ve veri iletimi için LORA kablosuz yöntemi de kullanılabilir.

Şekil 4 Rüzgar çiftliği izleme sistemi şeması

Taslak fan ünitesi PLC'si ve kutu trafo ölçüm ve kontrol cihazının verileri, fiber optik halka ağı üzerinden kontrol odasındaki veri sunucusuna yüklenir ve hidrofor istasyonunun kapsamlı otomasyon sisteminin verileri, verilere yüklenir. Ethernet üzerinden sunucu. Vericiler, DC sistemleri ve diğer akıllı cihazlar, sunucuya veri yüklemek için iletişim yönetim makinesine bağlanır.

3.1 Rüzgar çiftliği izleme

Tüm rüzgar çiftliği çekiş fanının temel parametrelerinin (rüzgar hızı, güç, hız vb. dahil) kapsamlı bir şekilde görüntülenmesi ve günlük enerji üretimini, aylık enerji üretimini, yıllık olarak gerçekleştirebilir. Enerji üretiminin izlenmesi gerçek zamanlı olarak uygundur taslak fanın çalışma durumunun izlenmesi.

3.2 Mürettebat izleme

Ünitedeki her bir kontrol modülünün parametrelerini ve kontrol durumunu izleyin: eğim, sapma, dişli kutusu, jeneratör, hidrolik istasyon, makine dairesi, konvertör, güç şebekesi, güvenlik zinciri, tork, ana şaft, kule tabanı, rüzgar göstergesi vb. Her modülün parametrelerinin, arızalarının ve trend grafiklerinin kapsamlı gösterimini gerçekleştirin.

3.3 Gerçek zamanlı veri ekranı

Rüzgar santralindeki çekiş fanı, trafo merkezleri ve diğer ekipmanlar, ekipmanın çalışma elektriksel verilerini, sıcaklığını, titreşimini ve diğer parametrelerini gerçek zamanlı olarak toplayabilen ve anormallik durumunda zamanında uyarı verebilen sensörler ve izleme ekipmanlarıyla donatılmıştır.

3.4 Güç yönetimi

Aktif ve reaktif parametrelerin görüntülenmesi, aktif ve reaktif gücün ve diğer fonksiyonların kontrolü ve ayarlanması, işletmelerin işletme maliyetlerini etkili bir şekilde azaltabilir ve enerji tasarrufu ve emisyon azaltımı hedefine yönelik veri desteği sağlayabilir.

3.5 Üretim raporu

Rüzgar enerjisi, rüzgar santrali performans göstergeleri ve ünite yeni enerjisi gibi önemli parametrelere ilişkin rapor fonksiyonlarını görüntüleyin ve raporlayın ve her rüzgar santrali ekipmanının zaman boyutuna (gün, ay ve yıl) göre çalışma istatistiklerini destekleyin. Gün, ay ve yıl sorgulama yöntemine göre önemli parametreler madde bazında sınıflandırılarak sayılır ve rapor oluşturulur.

3.6 İstatistiksel analiz

Çeşitli istatistiksel analiz işlevlerini destekleyin, verilerin potansiyel değerinden tam olarak yararlanın, enerji tasarrufu sağlayan optimizasyon çözümleri sağlayın, yöneticiler için karar verme temeli sağlayın, işletmelerin yönetim düzeyini uygun bir şekilde geliştirin ve son olarak enerji hedefine ulaşın. tasarruf, emisyon azaltımı ve bilimsel üretim. Analiz yöntemleri şunları içerir: arıza istatistikleri, güç eğrisi, kullanılabilirlik istatistikleri, rüzgar gülü diyagramı, rüzgar hızı güç raporu, aylık ve günlük kullanım ve kesinti istatistikleri vb.

Referanslar:

[1] Acrel Enterprise Mikro Şebeke Tasarım ve Uygulama Kılavuzu. Sürüm 2022.05