Penyelesaian sistem pemantauan berpusat untuk ladang angin

Tel: +86 18702111813 E-mel: shelly@acrel.cn

Acrel Co,. Ltd.

Abstrak: Sebagai salah satu sumber tenaga bersih, kapasiti terpasang ladang angin telah berkembang pesat dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Ladang angin dibahagikan kepada ladang angin darat dan ladang angin luar pesisir. Secara amnya, ia terletak di lokasi terpencil, dengan pemasangan berselerak dan persekitaran yang keras. Oleh itu, ladang angin memerlukan sistem pemantauan jarak jauh untuk memudahkan kakitangan operasi dan penyelenggaraan menguruskan operasi ladang angin dengan lebih cekap.

Kata kunci:ladang angin, sistem pemantauan berpusat, ukuran transformer kotak dan peranti kawalan

1.Peralatan elektrik untuk ladang angin

Kabin atas setiap set penjanaan dilengkapi dengan penjana turbin, dan hujung hadapan ialah bilah kipas boleh laras. Sistem ini boleh melaraskan sudut kecondongan bilah kipas mengikut keadaan angin yang berbeza. Kelajuan umum bilah kipas ialah 10-15 mata rpm, melalui kotak gear boleh dilaraskan kepada kelajuan 1500 rpm untuk memacu penjana. PLC industri juga dikonfigurasikan di dalam bilik mesin untuk kawalan dan pengumpulan data yang berkaitan. Kelajuan angin, arah angin, kelajuan putaran, kuasa aktif dan kuasa reaktif penjanaan kuasa dan data lain yang berkaitan dikumpul melalui PLC, dan penjana dikawal dalam masa nyata melalui data yang dikumpul. Di darat, pengubah kotak dipasang di bahagian bawah menara angin untuk bertanggungjawab untuk meningkatkan dan menumpu. Mengikut kuasa dan keadaan geografi, pelbagai turbin angin dirangsang sekali dan disambung secara selari untuk menumpu kepada pencawang penggalak. Hantar elektrik ke grid. Gambarajah pendawaian elektrik ladang angin ditunjukkan dalam Rajah 1. Voltan yang dikeluarkan oleh kipas secara amnya ialah 0.69kV, yang dirangsang kepada 10kV atau 35kV oleh pengubah kotak. Selepas berbilang pertemuan selari, ia disambungkan ke busbar sisi voltan rendah pencawang injak, dan kemudian dirangsang kepada 110kV atau lebih tinggi oleh pengubah utama. ke dalam grid kuasa.

Berbeza daripada kuasa angin darat, disebabkan persekitaran kuasa angin luar pesisir yang keras (kelembapan tinggi, ketumpatan garam tinggi), pengubah jenis kering yang digunakan untuk penggalak utama disepadukan dalam petak enjin kipas draf, yang bukan sahaja menyelesaikan masalah daripada keseluruhan jejak unit, tetapi ia juga mengelakkan kesukaran perlindungan yang disebabkan oleh memasang pengubah pada kedudukan yang lebih rendah.

Rajah 1 Diagram skematik pendawaian elektrik ladang angin

2. Peralatan perlindungan dan pengukuran dan kawalan untuk ladang angin

Dari penjanaan kuasa turbin angin - pengubah kotak penggalak - pertemuan - stesen penggalak busbar voltan sederhana - pengubah utama - bar bas voltan tinggi stesen penggalak - salur keluar voltan tinggi - sambungan grid, bahagian tengah perlu dirangsang dua kali sebelum digabungkan ke dalam grid Grid kuasa mempunyai sejumlah besar dan jenis peralatan elektrik, dan sebarang kegagalan dalam mana-mana pautan akan menjejaskan operasi biasa ladang angin. Oleh itu, adalah perlu untuk menyediakan peranti perlindungan dan pengukuran dan kawalan dalam semua pautan ladang angin untuk memantau secara menyeluruh status operasi ladang angin. Rajah 2 ialah gambarajah skematik konfigurasi perlindungan dan pengukuran dan peranti kawalan ladang angin.

Rajah 2 Gambar rajah konfigurasi ukuran perlindungan dan peranti kawalan untuk ladang angin

2.1 Alat ukur dan kawalan pengubah kotak

Untuk mengurangkan kehilangan talian di ladang angin darat, stesen penggalak jenis kotak 0.69/35(10)kV biasanya dipasang di sebelah turbin angin. Jarak antara turbin angin di ladang angin ialah ratusan meter, iaitu jauh dari bilik kawalan pusat. Transformer step-up terletak di padang terbuka, dan persekitaran semula jadi agak keras, yang menyukarkan pemeriksaan manual. Peranti pengukuran dan kawalan pengubah jenis kotak adalah bahagian teras sistem pemantauan ladang angin, yang merealisasikan pengurusan pintar pengubah jenis kotak. Alat pengukuran dan kawalan stesen kotak boleh melindungi dan memantau stesen kotak kuasa angin dari jauh, merealisasikan sepenuhnya fungsi "isyarat jauh, telemetri, alat kawalan jauh dan pelarasan jauh", dan meningkatkan kecekapan operasi dan penyelenggaraan ladang angin. .

Rajah 3 Alat ukur dan alat kawalan kotak ladang angin

Peranti pengukuran dan kawalan pengubah jenis kotak AM6-PWC ialah peranti bersepadu yang menyepadukan perlindungan, pengukuran dan kawalan, dan komunikasi untuk keperluan berbeza kuasa angin dan pengubah langkah naik fotovoltaik. Konfigurasi fungsinya ditunjukkan dalam jadual di bawah.

2.2 Pengukuran dan kawalan garis tepi voltan rendah dan perlindungan busbar

Turbin angin berbilang dirangsang kepada 35 (10) kV buat kali pertama dan kemudian disambung secara selari untuk membentuk litar yang disambungkan ke bar sisi voltan rendah pencawang injak. . Untuk mencapai pemantauan menyeluruh, talian itu dilengkapi dengan peranti perlindungan talian, instrumen pengukuran dan kawalan pelbagai fungsi, peranti pemantauan kualiti kuasa, dan peranti pengukuran suhu tanpa wayar untuk merealisasikan pemantauan masa nyata perlindungan elektrik talian, pengukuran dan suhu, dan busbar sisi voltan rendah dilengkapi dengan peranti perlindungan arka.

Jadual 1 Garis sisi voltan rendah, ukuran perlindungan busbar dan konfigurasi kawalan

2.3 Pengukuran dan kawalan perlindungan pengubah utama

Selepas penjanaan kuasa turbin angin disatukan oleh busbar sisi voltan rendah, ia dirangsang kepada 110kV melalui pengubah utama dan disambungkan ke grid. Transformer utama dilengkapi dengan perlindungan pembezaan, perlindungan sandaran tinggi, perlindungan sandaran rendah, perlindungan bukan elektrik, peranti pengukuran dan kawalan, kawalan suhu pengubah, dan pemancar gear untuk merealisasikan fungsi perlindungan, pengukuran dan kawalan pengubah utama, dan berpusat. pemasangan skrin kumpulan.

Jadual 2 Ukuran perlindungan pengubah utama dan konfigurasi kawalan

2.4 Pengukuran dan kawalan perlindungan talian voltan tinggi

Tenaga elektrik yang dijana oleh ladang angin dirangsang dua kali kepada 110kV dan kemudiannya dimasukkan ke dalam grid kuasa. Talian 110kV dilengkapi dengan perlindungan pembezaan gentian optik, perlindungan jarak, perlindungan anti-pulau, dan peranti pengukuran dan kawalan.

Jadual 3 Ukuran perlindungan talian 110kV dan konfigurasi kawalan

3. Sistem pemantauan ladang angin

Platform pemantauan ladang angin merealisasikan pemantauan, kawalan dan pengurusan status operasi ladang angin dan data masa nyata turbin angin, meningkatkan kebolehpercayaan dan kecekapan operasi ladang angin, mengurangkan kos penyelenggaraan, dan merealisasikan pengurusan pintar .

Ladang angin meliputi kawasan yang agak luas, dan peralatannya berselerak. Sistem ini mempunyai keperluan yang agak tinggi untuk kebolehpercayaan komunikasi data dan prestasi masa nyata. Jika keadaan membenarkan, rangkaian cincin berlebihan gentian optik boleh digunakan untuk pengumpulan data dan komunikasi, dan kaedah wayarles LORA juga boleh digunakan untuk penghantaran data.

Rajah 4 Rajah sistem pemantauan ladang angin

Data unit kipas draf PLC dan alat pengukuran dan kawalan pengubah kotak dimuat naik ke pelayan data dalam bilik kawalan melalui rangkaian cincin gentian optik, dan data sistem automasi komprehensif stesen penggalak dimuat naik ke data pelayan melalui Ethernet. Pemancar, sistem DC dan peranti pintar lain disambungkan ke mesin pengurusan komunikasi untuk memuat naik data ke pelayan.

3.1 Pemantauan ladang angin

Paparan komprehensif parameter asas seluruh kipas draf ladang angin (termasuk kelajuan angin, kuasa, kelajuan, dll.), dan boleh merealisasikan penjanaan kuasa harian, penjanaan kuasa bulanan, tahunan Pemantauan penjanaan kuasa adalah mudah untuk masa nyata pemantauan status operasi kipas draf.

3.2 Pemantauan krew

Pantau parameter dan status kawalan setiap modul kawalan dalam unit, termasuk: padang, yaw, kotak gear, penjana, stesen hidraulik, bilik enjin, penukar, grid kuasa, rantai keselamatan, tork, aci utama, pangkalan menara, tolok angin, dsb. Realisasikan paparan komprehensif parameter, ralat dan graf arah aliran setiap modul.

3.3 Paparan data masa nyata

Kipas draf, pencawang dan peralatan lain di ladang angin dilengkapi dengan penderia dan peralatan pemantauan, yang boleh mengumpul data elektrik operasi, suhu, getaran dan parameter lain peralatan dalam masa nyata, dan memberi amaran tepat pada masanya sekiranya berlaku keabnormalan.

3.4 Pengurusan kuasa

Paparan parameter aktif dan reaktif, kawalan dan pelarasan kuasa aktif dan reaktif serta fungsi lain boleh mengurangkan kos operasi perusahaan secara berkesan dan menyediakan sokongan data untuk matlamat pemuliharaan tenaga dan pengurangan pelepasan.

3.5 Laporan pengeluaran

Paparkan dan laporkan fungsi laporan untuk parameter penting seperti kuasa angin, penunjuk prestasi ladang angin, dan tenaga baharu unit, dan statistik sokongan bagi operasi setiap peralatan ladang angin mengikut dimensi masa (hari, bulan dan tahun). Mengikut kaedah pertanyaan hari, bulan dan tahun, parameter penting dikelaskan dan dikira mengikut item, dan laporan dijana.

3.6 Analisis statistik

Menyokong pelbagai fungsi analisis statistik, mengetik sepenuhnya potensi nilai data, menyediakan penyelesaian pengoptimuman penjimatan tenaga, menyediakan asas membuat keputusan untuk pengurus, meningkatkan tahap pengurusan perusahaan dengan cara yang boleh dilaksanakan, dan akhirnya mencapai matlamat tenaga- penjimatan, pengurangan pelepasan dan pengeluaran saintifik. Kaedah analisis termasuk: statistik kerosakan, lengkung kuasa, statistik ketersediaan, rajah naik angin, laporan kuasa kelajuan angin, penggunaan bulanan dan harian dan statistik masa henti, dsb.

Rujukan:

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