Решение централизованной системы мониторинга для ветряных электростанций

Инженер: Мишель Чжоу Телефон: 86 18795636361 Электронная почта: michelle.zhou@email.acrel.cn

Цзянсу Acrel Электрические МФГ Co. Ltd

Аннотация:В качестве одного из чистых источников энергии, установленная мощность ветряных электростанций быстро растет в последние годы. Ветряные электростанции делятся на береговые ветряные электростанции и оффшорные ветряные электростанции. Как правило, они расположены в отдаленных местах, с разбросанными установками и суровыми условиями. Поэтому ветряные электростанции нуждаются в системе дистанционного мониторинга для облегчения работы и обслуживания персонала для более эффективного управления работой ветряных электростанций.

Ключевое слово:Ветряная электростанция, централизованная система мониторинга, устройство измерения и управления коробочным трансформатором

1. Электрооборудование для ветропарков

Верхняя кабина каждой генераторной установки оснащена турбогенератором, а передняя часть представляет собой регулируемую лопасть вентилятора. Система может регулировать угол наклона лопасти вентилятора в зависимости от различных условий ветра. Общая скорость лопасти вентилятора составляет 10-15 точек об/мин, через коробку передач можно регулировать до скорости 1500 об/мин для привода генератора. Промышленный ПЛК также сконфигурирован в машинном отделении для управления и сбора соответствующих данных. Скорость ветра, направление ветра, скорость вращения, активная мощность и реактивная мощность выработки электроэнергии и другие соответствующие данные собираются через ПЛК, а генератор управляется в режиме реального времени с помощью собранных данных. На суше в нижней части ветряной башни установлен трансформатор коробки, который отвечает за повышение и сближение. В зависимости от мощности и географических условий несколько ветряных турбин усиливаются один раз и подключаются параллельно для схождения к подстанции повышения. Отправьте электричество в сеть. Схема электропроводки ветряной электростанции показана на рисунке 1. Напряжение, излучаемое вентилятором, обычно составляет 0,69 кВ, которое усиливается до 10 кВ или 35 кВ трансформатором коробки. После нескольких параллельных слияний они подключаются к низковольтной боковой шине повышающей подстанции, а затем усиливаются до 110 кВ или выше главным трансформатором. В энергосистему.

В отличие от наземной ветроэнергетики, из-за суровых условий морской ветроэнергетики (высокая влажность, высокая плотность соли) трансформатор сухого типа, используемый для первичного наддува, встроен в моторный отсек вентилятора тяги, что не только решает проблему занимаемой площади всего блока, Но также позволяет избежать трудностей с защитой, вызванных установкой трансформатора в нижнее положение.

Рисунок 1 Принципиальная схема электропроводки ветропарка

2. Защитное и измерительное и контрольное оборудование для ветряных электростанций.

От выработки энергии ветряной турбины-трансформатор бустерной коробки-слияние-шина среднего напряжения бустерной станции-главный трансформатор-шина высокого напряжения бустерной станции-розетка высокого напряжения-подключение к сети, середину необходимо увеличить дважды перед объединением в сеть. Электрическая сеть имеет большое количество и типы электрооборудования, И любой сбой в любом звене повлияет на нормальную работу ветряной электростанции. Поэтому необходимо установить защитные и измерительные и контрольные устройства во всех звеньях ветропарка для всестороннего мониторинга рабочего состояния ветропарка. Рисунок 2 представляет собой принципиальную схему конфигурации устройств защиты и измерения и контроля ветропарка.

Рисунок 2 Конфигурация устройств измерения и контроля защиты для ветропарков

2,1 Устройство измерения и управления трансформатором коробки

Чтобы уменьшить потери на линии на береговых ветряных электростанциях, рядом с ветряной турбиной обычно устанавливается бустерная станция коробочного типа 0,69/35(10) кВ. Расстояние между ветряными турбинами в ветроэлектростанции составляет сотни метров, что далеко от центральной диспетчерской. Повышающие трансформаторы расположены в открытом поле, и природная среда является относительно суровой, что затрудняет ручной осмотр. Устройство измерения и управления трансформатора коробчатого типа является основной частью системы мониторинга ветровой электростанции, которая реализует интеллектуальное управление трансформатором коробчатого типа. Устройство измерения и управления бокс-станцией может защищать и удаленно контролировать бокс-станцию ветроэнергетики, полностью реализовывать функции «удаленной сигнализации, телеметрии, дистанционного управления и дистанционной регулировки» и значительно повышать эффективность эксплуатации и обслуживания ветропарка.

Диаграмма 3 измерение и механизм управления коробки-станции ветряной электростанции

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

2,2 Измерение и контроль защиты боковой линии и шины низкого напряжения

Несколько ветряных турбин впервые повышаются до 35 (10) кВ, а затем подключаются параллельно, образуя цепь, подключенную к боковой шине низкого напряжения повышающей подстанции. Для обеспечения комплексного мониторинга линия оснащена устройствами защиты линии, многофункциональными измерительными и контрольными приборами, устройствами контроля качества электроэнергии и беспроводными устройствами измерения температуры для осуществления мониторинга электрической защиты линии, измерения и температуры в реальном времени, а боковые шины низкого напряжения оснащены устройствами защиты от дуги.

Пункт	Рис	Модель	Функции	Применение
Защита линии		AM6-L	Защита цепи по току и напряжению 35 (10) кВ, неэлектрическая защита, функции измерения и автоматического управления.	Защита линии, измерение и контроль на низковольтной стороне бустерной станции
Устройство контроля качества электроэнергии		APView500	Мониторинг в реальном времени качества электроэнергии, такого как отклонение напряжения, отклонение частоты, трехфазный дисбаланс напряжения, колебания напряжения и мерцание, гармоники и т. Д., Запись различных событий качества электроэнергии и обнаружение источников помех.
Многофункциональный счетчик энергии		APM520	Он имеет измерение полной мощности, коэффициент гармонических искажений, статистику скорости прохождения напряжения, статистику электроэнергии с разделением времени, вход и выход переключателя, аналоговый вход и выход.
Дуговая защита шины		АРБ6	Он подходит для сбора сигнала дуговой лампы и сигнала тока распределительного шкафа, а также для управления открытием всех распределительных шкафов на входящей линии, шине или шине.	Защита шины на низковольтной стороне бустерной станции
Беспроводной датчик температуры		ATE400	Мониторинг температуры шин и точек подключения кабелей 35 кВ и ниже системы распределения напряжения и раннее предупреждение о повышении температуры.	Темп. Измерение линейных контактов и шин на низковольтной стороне бустерной станции

Таблица 1 Боковая линия низкого напряжения, измерение защиты шины и конфигурация управления

2,3 Измерение и управление защитой основного трансформатора

После того, как выработка энергии ветряной турбины соединена с боковой шиной низкого напряжения, 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 передатчиком шестерни для реализации функции защиты, измерения и управления главного трансформатора и централизованной групповой установки экрана.

Таблица 2 Конфигурация измерения и управления защиты основного трансформатора

2,4 Измерение и контроль защиты линии высокого напряжения

Таблица 3 Конфигурация измерения и управления защитой линии 110 кВ

3. Система мониторинга ветровой фермы

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

Ветропарк занимает относительно большую площадь, а оборудование разбросано. Система предъявляет относительно высокие требования к надежности передачи данных и производительности в режиме реального времени. Если позволяют условия, кольцевая сеть с резервированием оптического волокна может использоваться для сбора и передачи данных, а беспроводной метод LORA также может использоваться для передачи данных.

Рисунок 4 Схема системы мониторинга ветроэлектростанции

Данные ПЛК блока вентилятора тяги и измерения и устройства управления трансформатора коробки загружены к серверу данных в диспетчерской через сеть кольца стекловолокна, и данные комплексной системы автоматизации станции подкачки загружены к серверу данных через локальные сети. Передатчики, системы постоянного тока и другие интеллектуальные устройства подключены к машине управления связью для загрузки данных на сервер.

3,1 Мониторинг ветряных электростанций

Всестороннее отображение основных параметров всего вентилятора проекта ветроэлектростанции (включая скорость ветра, мощность, скорость и т. Д.), И может реализовать ежедневную выработку электроэнергии, ежемесячную выработку электроэнергии, ежегодную Мониторинг выработки электроэнергии удобен для мониторинга в реальном времени рабочего состояния вентилятора проекта.

3,2 Мониторинг экипажа

Контролируйте параметры и состояние управления каждого модуля управления в блоке, включая: шаг, рыскание, коробку передач, генератор, гидравлическую станцию, машинное отделение, преобразователь, электросеть, цепь безопасности, крутящий момент, главный вал, основание башни, ветромер и т. Д. Реализуйте всестороннее отображение параметров, Дефекты и графики тенденций каждого модуля.

3,3 Отображение данных в реальном времени

Вентилятор тяги, подстанции и другое оборудование в ветроэлектростанции оснащены датчиками и контрольным оборудованием, которое может собирать рабочие электрические данные, температуру, вибрацию и другие параметры оборудования в режиме реального времени и своевременно предупреждать в случае аномалий.

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 Производственный отчет

Функции отображения и отчета по важным параметрам, таким как мощность ветра, показатели производительности ветропарка и новая энергия единиц, а также поддержка статистики работы каждого оборудования ветропарка в соответствии с временным измерением (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

Поддержка различных функций статистического анализа, полное использование потенциальной ценности данных, предоставление энергосберегающих оптимизационных решений, обеспечение основы принятия решений для менеджеров, повышение уровня управления предприятиями возможным способом и, наконец, достижение цели энергосбережения, 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 простоя и т. Д.

Ссылки:

[1] Руководство по проектированию и применению микросетей Acrel Enterprise. Версия 2022,05