風力發電控制系統輔助設備邏輯
發布日期:2022-03-13 03:00:01 來源:風機百科
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(1)發電機系統監控發電機運行參數,通過3臺冷卻風扇和4臺電加熱器,控制發電機線圈溫度、軸承溫度、滑環室溫度在適當的范圍內,相關邏輯如下:
當發電機溫度升高至某設定值后,起動冷卻風扇,當溫度降低到某設定值時,停止風扇運行;當發電機溫度過高或過低并超限后,發出報警信號,并執行安全停機程序。
當溫度越低至某設定值后,起動電加熱器,溫度升高至某設定值后時,停止加熱器運行;同時電加熱器也用于控制發電機的溫度端差在合理的范圍內。
(2)液壓系統
機組的液壓系統用于偏航系統剎車、機械剎車盤驅動。機組正常時,需維持額定壓力區間運行。
液壓泵控制液壓系統壓力,當壓力下降至設定值后,啟動油泵運行,當壓力升高至某設定值后,停泵。
(3)氣象系統
氣象系統為智能氣象測量儀器,通過RS485口和控制器進行通訊,將機艙外的氣象參數采集至控制系統。根據環境溫度控制氣象測量系統的加熱器以防止結冰。
閃光障礙燈控制,每個葉片的末端安裝閃光障礙燈,在夜晚點亮。
機艙風扇控制機艙內環境溫度。
(4)電動變槳距系統
變槳距系統包括每個葉片上的電機、驅動器、以及主控制PLC等部件,該PLC通過CAN總線和機組的主控系統通訊,是風電控制系統中槳距調節控制單元,變槳距系統有后備DO順槳控制接口。槳距系統的主要功能如下:緊急剎車順槳系統控制,在緊急情況下,實現風機順槳控制。通過CAN通訊接口和主控制器通訊,接受主控指令,槳距系統調節槳葉的節角距至預定位置。槳距系統和主控制器的通訊內容包括:
槳葉A位置反饋
槳葉B位置反饋
槳葉C位置反饋
槳葉節距給定指令
槳距系統綜合故障狀態
葉片在順槳狀態
順槳命令
(5)增速齒輪箱系統
齒輪箱系統用于將風輪轉速增速至雙饋發電機的正常轉速運行范圍內,需監視和控制齒輪油泵、齒輪油冷卻器、加熱器、潤滑油泵等等。
當齒輪油壓力低于設定值時,起動齒輪油泵;當壓力高于設定值時,停止齒輪油泵。當壓力越限后,發出警報,并執行停機程序。
齒輪油冷卻器/加熱器控制齒輪油溫度:當溫度低于設定值時,起動加熱器,當溫度高于設定值時停止加熱器;當溫度高于某設定值時,起動齒輪油冷卻器,當溫度降低到設定值時停止齒輪油冷卻器。
潤滑油泵控制,當潤滑油壓低于設定值時,起動潤滑油泵,當油壓高于某設定值時,停止潤滑油泵。
(6)偏航系統控制
根據機艙角度和測量的低頻平均風向信號值,以及機組當前的運行狀態、負荷信號,調節CW(順時針)和CCW(逆時針)電機,實現自動對風、電纜解纜控制。
自動對風:當機組處于運行狀態或待機狀態時,根據機艙角度和測量風向的偏差值調節CW、CCW電機,實現自動對風。(以設定的偏航轉速進行偏航,同時需要對偏航電機的運行狀態進行檢測)
自動解纜控制:當機組處于暫停狀態時,如機艙向某個方向扭轉大于720度時,啟動自動解纜程序,或者機組在運行狀態時,如果扭轉大于1024度時,實現解纜程序。
(7)大功率變流器通訊
主控制器通過CANOPEN通訊總線和變流器通訊,變流器實現并網/脫網控制、發電機轉速調節、有功功率控制、無功功率控制:
并網和脫網:變流器系統根據主控的指令,通過對發電機轉子勵磁,將發電機定子輸出電能控制至同頻、同相、同幅,再驅動定子出口接觸器合閘,實現并網;當機組的發電功率小于某值持續幾秒后或風機或電網出現運行故障時,變流器驅動發電機定子出口接觸器分閘,實現機組的脫網。
發電機轉速調節:機組并網后在額定負荷以下階段運行時,通過控制發電機轉速實現機組在最佳λ曲線運行,通過將風輪機當做風速儀測量實時轉距值,調節機組至最佳狀態運行。
功率控制:當機組進入恒定功率區后,通過和變頻器的通訊指令,維持機組輸出而定的功率。
無功功率控制:通過和變頻器的通訊指令,實現無功功率控制或功率因數的調節。
(8)安全鏈回路
安全鏈回路獨立于主控系統,并行執行緊急停機邏輯,所有相關的驅動回路有后備電池供電,保證系統在緊急狀態可靠執行。
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