पवन फार्मों के लिए केंद्रीकृत निगरानी प्रणाली समाधान

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एक्रेल कंपनी लिमिटेड

अमूर्त:स्वच्छ ऊर्जा स्रोतों में से एक के रूप में, पवन फार्मों की स्थापित क्षमता हाल के वर्षों में तेजी से बढ़ी है। पवन फार्मों को तटवर्ती पवन फार्मों और अपतटीय पवन फार्मों में विभाजित किया जाता है। आम तौर पर, वे दूरदराज के स्थानों पर स्थित होते हैं, बिखरे हुए प्रतिष्ठानों और कठोर वातावरण के साथ। इसलिए, पवन फार्मों को संचालन और रखरखाव कर्मियों को पवन फार्म संचालन को अधिक कुशलता से प्रबंधित करने की सुविधा के लिए एक दूरस्थ निगरानी प्रणाली की आवश्यकता होती है।

कीवर्ड:पवन फार्म, केंद्रीकृत निगरानी प्रणाली, बॉक्स ट्रांसफार्मर माप और नियंत्रण उपकरण

1.पवन फार्मों के लिए विद्युत उपकरण

प्रत्येक जनरेटिंग सेट का शीर्ष केबिन एक टरबाइन जनरेटर से सुसज्जित है, और सामने का छोर एक समायोज्य पंखा ब्लेड है। सिस्टम अलग-अलग हवा की स्थिति के अनुसार पंखे के ब्लेड के झुकाव कोण को समायोजित कर सकता है। पंखे के ब्लेड की सामान्य गति 10-15 आरपीएम पॉइंट होती है, गियरबॉक्स के माध्यम से जनरेटर को चलाने के लिए 1500 आरपीएम की गति से समायोजित किया जा सकता है। नियंत्रण और संबंधित डेटा संग्रह के लिए मशीन रूम में एक औद्योगिक पीएलसी भी कॉन्फ़िगर किया गया है। हवा की गति, हवा की दिशा, घूर्णन गति, बिजली उत्पादन की सक्रिय शक्ति और प्रतिक्रियाशील शक्ति और अन्य संबंधित डेटा पीएलसी के माध्यम से एकत्र किए जाते हैं, और एकत्र किए गए डेटा के माध्यम से जनरेटर को वास्तविक समय में नियंत्रित किया जाता है। जमीन पर, बूस्टिंग और कन्वे पवन फार्म का विद्युत वायरिंग आरेख चित्र 1 में दिखाया गया है। पंखे द्वारा उत्सर्जित वोल्टेज आम तौर पर 0.69kV होता है, जिसे बॉक्स ट्रांसफॉर्मर द्वारा 10kV या 35kV तक बढ़ाया जाता है। कई समानांतर संगमों के बाद, उन्हें स्टेप-अप सबस्टेशन के कम वोल्टेज वाले साइड बसबार से जोड़ा जाता है, और फिर मुख्य ट्रांसफॉर्मर द्वारा 110kV या उससे अधिक तक बढ़ाया जाता है। पावर ग्रिड में।

तटीय पवन ऊर्जा से भिन्न, अपतटीय पवन ऊर्जा के कठोर वातावरण (उच्च आर्द्रता, उच्च नमक घनत्व) के कारण, प्राथमिक बूस्टिंग के लिए उपयोग किए जाने वाले शुष्क प्रकार के ट्रांसफार्मर को ड्राफ्ट पंखे के इंजन डिब्बे में एकीकृत किया जाता है, जो न केवल पूरे यूनिट के पदचिह्न की समस्या को हल करता है, बल्कि यह ट्रांसफार्मर को निचले स्थान पर स्थापित करने के कारण होने वाली सुरक्षा की कठिनाई से भी बचाता है।

चित्र 1 पवन फार्म की विद्युत वायरिंग का योजनाबद्ध आरेख

2. पवन फार्मों के लिए सुरक्षा और मापन एवं नियंत्रण उपकरण

पवन टरबाइन बिजली उत्पादन से - बूस्टर बॉक्स ट्रांसफार्मर - संगम - बूस्टर स्टेशन मध्यम वोल्टेज बसबार - मुख्य ट्रांसफार्मर - बूस्टर स्टेशन उच्च वोल्टेज बसबार - उच्च वोल्टेज आउटलेट - ग्रिड कनेक्शन, ग्रिड में विलय होने से पहले बीच को दो बार बढ़ावा देने की आवश्यकता होती है पावर ग्रिड में बड़ी संख्या और प्रकार के विद्युत उपकरण होते हैं, और किसी भी लिंक में कोई भी विफलता पवन फार्म के सामान्य संचालन को प्रभावित करेगी। इसलिए, पवन फार्म की परिचालन स्थिति की व्यापक निगरानी के लिए पवन फार्म के सभी लिंक में सुरक्षा और माप और नियंत्रण उपकरण स्थापित करना आवश्यक है। चित्र 2 पवन फार्म के संरक्षण और माप और नियंत्रण उपकरणों के विन्यास का एक योजनाबद्ध आरेख है।

चित्र 2 पवन फार्मों के लिए सुरक्षा माप और नियंत्रण उपकरणों का विन्यास आरेख

2.1 बॉक्स ट्रांसफार्मर माप और नियंत्रण उपकरण

तटवर्ती पवन फार्मों में लाइन हानि को कम करने के लिए, आमतौर पर पवन टरबाइन के बगल में 0.69/35(10)kV बॉक्स-प्रकार बूस्टर स्टेशन स्थापित किया जाता है। पवन फार्म में पवन टर्बाइनों के बीच की दूरी सैकड़ों मीटर है, जो केंद्रीय नियंत्रण कक्ष से बहुत दूर है। स्टेप-अप ट्रांसफार्मर खुले मैदान में स्थित हैं, और प्राकृतिक वातावरण अपेक्षाकृत कठोर है, जिससे मैनुअल निरीक्षण मुश्किल हो जाता है। बॉक्स-प्रकार के ट्रांसफार्मर का माप और नियंत्रण उपकरण पवन फार्म की निगरानी प्रणाली का मुख्य भाग है, जो बॉक्स-प्रकार के ट्रांसफार्मर के बुद्धिमान प्रबंधन का एहसास करता है। बॉक्स-स्टेशन माप और नियंत्रण उपकरण पवन ऊर्जा बॉक्स-स्टेशन की सुरक्षा और दूर से निगरानी कर सकता है, "रिमोट सिग्नलिंग, टेलीमेट्री, रिमोट कंट्रोल और रिमोट एडजस्टमेंट" के कार्यों को पूरी तरह से महसूस कर सकता है, और पवन फार्म संचालन और रखरखाव की दक्षता में काफी सुधार कर सकता है।

चित्र 3 पवन फार्म बॉक्स-स्टेशन मापन और नियंत्रण उपकरण

AM6-PWC बॉक्स-प्रकार ट्रांसफार्मर सुरक्षा माप और नियंत्रण उपकरण एक एकीकृत उपकरण है जो पवन ऊर्जा और फोटोवोल्टिक स्टेप-अप ट्रांसफार्मर की विभिन्न आवश्यकताओं के लिए सुरक्षा, माप और नियंत्रण, और संचार को एकीकृत करता है। इसका कार्यात्मक विन्यास नीचे दी गई तालिका में दिखाया गया है।

2.2 कम वोल्टेज साइड लाइन और बसबार सुरक्षा माप और नियंत्रण

कई पवन टर्बाइनों को पहली बार 35 (10) केवी तक बढ़ाया जाता है और फिर समानांतर में जोड़ा जाता है ताकि स्टेप-अप सबस्टेशन के कम वोल्टेज वाले साइड बसबार से जुड़ा एक सर्किट बनाया जा सके। व्यापक निगरानी प्राप्त करने के लिए, लाइन विद्युत सुरक्षा, माप और तापमान की वास्तविक समय की निगरानी का एहसास करने के लिए लाइन लाइन सुरक्षा उपकरणों, बहु-कार्यात्मक माप और नियंत्रण उपकरणों, बिजली गुणवत्ता निगरानी उपकरणों और वायरलेस तापमान माप उपकरणों से सुसज्जित है, और कम वोल्टेज वाले साइड बसबार आर्क सुरक्षा उपकरणों से सुसज्जित हैं।

तालिका 1 कम वोल्टेज साइड लाइन, बसबार सुरक्षा माप और नियंत्रण कॉन्फ़िगरेशन

2.3 मुख्य ट्रांसफार्मर सुरक्षा माप और नियंत्रण

पवन टरबाइन बिजली उत्पादन को कम वोल्टेज साइड बसबार द्वारा संगमित करने के बाद, इसे मुख्य ट्रांसफार्मर के माध्यम से 110kV तक बढ़ाया जाता है और ग्रिड से जोड़ा जाता है। मुख्य ट्रांसफार्मर अंतर संरक्षण, उच्च बैकअप संरक्षण, कम बैकअप संरक्षण, गैर-विद्युत संरक्षण, माप और नियंत्रण उपकरण, ट्रांसफार्मर तापमान नियंत्रण और गियर ट्रांसमीटर से सुसज्जित है ताकि मुख्य ट्रांसफार्मर के संरक्षण, माप और नियंत्रण कार्य और केंद्रीकृत समूह स्क्रीन स्थापना का एहसास हो सके।

तालिका 2 मुख्य ट्रांसफार्मर सुरक्षा माप और नियंत्रण विन्यास

2.4 उच्च-वोल्टेज लाइन सुरक्षा मापन और नियंत्रण

पवन ऊर्जा फार्म द्वारा उत्पन्न विद्युत ऊर्जा को दो बार बढ़ाकर 110kV किया जाता है और फिर उसे पावर ग्रिड में शामिल किया जाता है। 110kV लाइन ऑप्टिकल फाइबर डिफरेंशियल प्रोटेक्शन, डिस्टेंस प्रोटेक्शन, एंटी-आइलैंडिंग प्रोटेक्शन और मापन और नियंत्रण उपकरणों से सुसज्जित है।

तालिका 3 110kV लाइन सुरक्षा माप और नियंत्रण कॉन्फ़िगरेशन

3.पवन फार्म निगरानी प्रणाली

पवन फार्म निगरानी मंच पवन फार्म की परिचालन स्थिति और पवन टर्बाइनों के वास्तविक समय के आंकड़ों की निगरानी, ​​नियंत्रण और प्रबंधन का एहसास करता है, पवन फार्म की विश्वसनीयता और संचालन दक्षता में सुधार करता है, रखरखाव लागत को कम करता है, और बुद्धिमान प्रबंधन का एहसास करता है।

पवन ऊर्जा फार्म अपेक्षाकृत बड़े क्षेत्र को कवर करता है, और उपकरण बिखरे हुए हैं। सिस्टम में डेटा संचार विश्वसनीयता और वास्तविक समय के प्रदर्शन के लिए अपेक्षाकृत उच्च आवश्यकताएं हैं। यदि परिस्थितियाँ अनुमति देती हैं, तो डेटा संग्रह और संचार के लिए ऑप्टिकल फाइबर रिडंडेंट रिंग नेटवर्क का उपयोग किया जा सकता है, और डेटा ट्रांसमिशन के लिए LORA वायरलेस विधि का भी उपयोग किया जा सकता है।

चित्र 4 पवन फार्म निगरानी प्रणाली आरेख

ड्राफ्ट फैन यूनिट पीएलसी और बॉक्स ट्रांसफॉर्मर माप और नियंत्रण डिवाइस का डेटा ऑप्टिकल फाइबर रिंग नेटवर्क के माध्यम से नियंत्रण कक्ष में डेटा सर्वर पर अपलोड किया जाता है, और बूस्टर स्टेशन की व्यापक स्वचालन प्रणाली का डेटा ईथरनेट के माध्यम से डेटा सर्वर पर अपलोड किया जाता है। सर्वर पर डेटा अपलोड करने के लिए ट्रांसमीटर, डीसी सिस्टम और अन्य स्मार्ट डिवाइस संचार प्रबंधन मशीन से जुड़े होते हैं।

3.1 पवन फार्म निगरानी

संपूर्ण पवन फार्म ड्राफ्ट पंखे (हवा की गति, शक्ति, गति, आदि सहित) के बुनियादी मापदंडों का व्यापक प्रदर्शन, और दैनिक बिजली उत्पादन, मासिक बिजली उत्पादन, वार्षिक बिजली उत्पादन का एहसास कर सकता है। ड्राफ्ट पंखे की परिचालन स्थिति की वास्तविक समय की निगरानी के लिए बिजली उत्पादन की निगरानी सुविधाजनक है।

3.2 चालक दल की निगरानी

इकाई में प्रत्येक नियंत्रण मॉड्यूल के मापदंडों और नियंत्रण स्थिति की निगरानी करें, जिसमें शामिल हैं: पिच, यॉ, गियरबॉक्स, जनरेटर, हाइड्रोलिक स्टेशन, इंजन कक्ष, कनवर्टर, पावर ग्रिड, सुरक्षा श्रृंखला, टॉर्क, मुख्य शाफ्ट, टॉवर बेस, विंड गेज, आदि। प्रत्येक मॉड्यूल के मापदंडों, दोषों और प्रवृत्ति ग्राफ के व्यापक प्रदर्शन का एहसास करें।

3.3 वास्तविक समय डेटा प्रदर्शन

पवन फार्म में ड्राफ्ट पंखा, सबस्टेशन और अन्य उपकरण सेंसर और निगरानी उपकरणों से सुसज्जित हैं, जो वास्तविक समय में उपकरणों के संचालन विद्युत डेटा, तापमान, कंपन और अन्य मापदंडों को एकत्र कर सकते हैं, और असामान्यताओं के मामले में समय पर चेतावनी दे सकते हैं।

3.4 पावर प्रबंधन

सक्रिय और प्रतिक्रियाशील मापदंडों का प्रदर्शन, सक्रिय और प्रतिक्रियाशील शक्ति और अन्य कार्यों का नियंत्रण और समायोजन उद्यमों की परिचालन लागत को प्रभावी ढंग से कम कर सकता है और ऊर्जा संरक्षण और उत्सर्जन में कमी के लक्ष्य के लिए डेटा समर्थन प्रदान कर सकता है।

3.5 उत्पादन रिपोर्ट

पवन ऊर्जा, पवन फार्म प्रदर्शन संकेतक और इकाई नई ऊर्जा जैसे महत्वपूर्ण मापदंडों के लिए रिपोर्ट फ़ंक्शन प्रदर्शित करें और रिपोर्ट करें, और समय आयाम (दिन, महीने और वर्ष) के अनुसार प्रत्येक पवन फार्म उपकरण के संचालन के आंकड़ों का समर्थन करें। दिन, महीने और वर्ष की क्वेरी विधि के अनुसार, महत्वपूर्ण मापदंडों को आइटम द्वारा वर्गीकृत और गिना जाता है, और रिपोर्ट तैयार की जाती है।

3.6 सांख्यिकीय विश्लेषण

विभिन्न सांख्यिकीय विश्लेषण कार्यों का समर्थन करें, डेटा के संभावित मूल्य का पूरी तरह से दोहन करें, ऊर्जा-बचत अनुकूलन समाधान प्रदान करें, प्रबंधकों के लिए निर्णय लेने का आधार प्रदान करें, उद्यमों के प्रबंधन स्तर को व्यवहार्य तरीके से सुधारें, और अंततः ऊर्जा-बचत, उत्सर्जन में कमी और वैज्ञानिक उत्पादन के लक्ष्य को प्राप्त करें। विश्लेषण विधियों में शामिल हैं: दोष सांख्यिकी, शक्ति वक्र, उपलब्धता सांख्यिकी, पवन गुलाब आरेख, पवन गति शक्ति रिपोर्ट, मासिक और दैनिक उपयोग और डाउनटाइम सांख्यिकी, आदि।

संदर्भ:

[1] एक्रेल एंटरप्राइज माइक्रोग्रिड डिज़ाइन और एप्लीकेशन मैनुअल। संस्करण 2022.05