Решение централизованной системы мониторинга для ветровых электростанций

Аннотация:Как один из источников чистой энергии, установленная мощность ветровых электростанций быстро выросла в последние годы.они находятся в отдаленных местах, с разбросанными установками и суровой средой.Ветропарки нуждаются в системе дистанционного мониторинга для облегчения работы и обслуживания персонала для более эффективного управления деятельностью ветропарка.

Ключевое слово:ветряная электростанция, централизованная система мониторинга, устройство измерения и управления коробкой трансформатора

1Электрическое оборудование для ветровых электростанций

Верхняя кабина каждого генератора оснащена турбинным генератором, а передний конец - регулируемым лезвием вентилятора.Система может регулировать угол наклона лопатки вентилятора в соответствии с различными условиями ветра. Общая скорость лезвия вентилятора составляет 10-15 оборотов в минуту, через коробку передач можно регулировать до скорости 1500 оборотов в минуту для привода генератора.Промышленный ПЛК также сконфигурирован в машинном зале для управления и связанного с этим сбора данныхСкорость ветра, направление ветра, скорость вращения, активная мощность и реактивная мощность генерации электроэнергии и другие связанные с этим данные собираются через ПЛК.и генератор управляется в режиме реального времени с помощью собранных данныхНа суше в нижней части ветровой башни установлен коробковый трансформатор, который отвечает за повышение и сближение.несколько ветряных турбин заряжаются один раз и соединяются параллельно для сближения с подстанцией заряжающейДиаграмма электрической проводки ветропарка показана на рисунке 1. Напряжение, испускаемое вентилятором, обычно составляет 0,69 кВ.который повышается до 10 кВ или 35 кВ через коробку трансформатораПосле нескольких параллельных слияний они подключаются к боковой шине низкого напряжения подстанции, а затем увеличиваются до 110 кВ или выше главным трансформатором в электросеть.

В отличие от наземной ветроэнергетики, из-за суровой среды морской ветроэнергетики (высокая влажность, высокая плотность соли),Трансформатор сухого типа, используемый для первичного подъема, интегрирован в двигательную отсек вентилятора натяжения., что не только решает проблему отпечатка всей установки, но и избегает трудностей защиты, вызванных установкой трансформатора в более низком положении.

Рисунок 1 Схематическая схема электрической проводки ветровой электростанции

2Оборудование для защиты, измерения и управления ветропарками

From wind turbine power generation - booster box transformer - confluence - booster station medium voltage busbar - main transformer - booster station high voltage busbar - high voltage outlet - grid connection, средний должен быть подкреплен дважды, прежде чем быть объединен в сеть Электросеть имеет большое количество и типы электрического оборудования,и любые сбои в любой связи будут влиять на нормальную работу ветропаркаПоэтому необходимо установить защитные и измерительные и управляющие устройства во всех звенях ветропарка для всестороннего мониторинга состояния работы ветропарка.Рисунок 2 представляет собой схематическую схему конфигурации защитных, измерительных и управляющих устройств ветропарка.

Рисунок 2 Диаграмма конфигурации защитных средств измерения и управления для ветровых электростанций

2.1 Измерительное и управляющее устройство коробкового трансформатора

Для уменьшения потерь линии в наземных ветровых электростанциях, у ветровой турбины обычно устанавливается бустерная станция типа 0,69/35 ((10) кВ.Расстояние между ветряными турбинами в ветряной электростанции составляет сотни метров.Степ-ап трансформаторы расположены в открытом поле, и естественная среда относительно суровая, что затрудняет ручную проверку.Измерительное и управляющее устройство коробкового трансформатора является основной частью системы мониторинга ветропаркаУстройство измерения и управления может защищать и удаленно контролировать ветроэнергетическую станцию.полностью реализовать функции "удалённой сигнализации", телеметрия, дистанционное управление и дистанционное регулирование", и значительно повысить эффективность эксплуатации и обслуживания ветровых электростанций.

Рисунок 3 Измерительное и управляющее устройство на кассовой станции ветропарка

Устройство AM6-PWC для измерения и управления защитой трансформатора является интегрированным устройством, объединяющим защиту, измерение и управление,и связи для различных требований ветровых и фотоэлектрических трансформаторовЕго функциональная конфигурация показана в таблице ниже.

2.2 Измерение и управление защитой боковых линий низкого напряжения

Многочисленные ветряные турбины впервые поднимаются до 35 (10) кВ, а затем соединяются параллельно, образуя цепь, соединенную с низковольтным боковым шином подстанции. Для обеспечения всестороннего мониторинга линия оснащена устройствами защиты линии, многофункциональными приборами измерения и контроля, устройствами мониторинга качества электроэнергии,и беспроводные устройства измерения температуры для реализации мониторинга в режиме реального времени линии электрической защиты, измерения и температуры, а боковые шины низкого напряжения оснащены устройствами для защиты от дуги.

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

2.3 Измерение и управление защитой главного трансформатора

После того, как генерация электроэнергии ветряной турбины соединяется с боковой шиной низкого напряжения, она повышается до 110 кВ через главный трансформатор и подключается к сети.Главный трансформатор оборудован защитой от дифференциальных колебаний, высокая резервная защита, низкая резервная защита, неэлектрическая защита, измерительное и управляющее устройство, регулирование температуры трансформатора и передаточный передатчик для реализации защиты,функция измерения и управления главным трансформатором, и централизованной групповой установки экрана.

Таблица 2 Измерение защиты главного трансформатора и конфигурация управления

2.4 Измерение и управление защитой высоковольтных линий

Электрическая энергия, вырабатываемая ветряной электростанцией, увеличивается дважды до 110 кВ, а затем включается в электрическую сеть.защиту от удаленности, защитные устройства от островного образования, а также средства измерения и управления.

Таблица 3 Измерение и конфигурация управления защиты 110 кВ линий

3Система мониторинга ветровых электростанций

Платформа мониторинга ветровых электростанций обеспечивает мониторинг, контроль и управление состоянием эксплуатации ветровых электростанций и данными в режиме реального времени ветровых турбин.повышает надежность и эффективность работы ветропарка, снижает затраты на обслуживание и реализует интеллектуальное управление.

Ветряная электростанция занимает относительно большую площадь, а оборудование разбросано.Если условия позволяют, для сбора и связи данных можно использовать оптическую волоконную кольцевую сеть, а для передачи данных также можно использовать беспроводный метод LORA.

Рисунок 4 Схема системы мониторинга ветровых электростанций

Данные блока вентилятора притяжения PLC и устройства измерения и управления коробкой трансформатора загружаются на сервер данных в контрольной комнате через сеть оптических волоконных кольцов,и данные всеобъемлющей системы автоматизации ускорительной станции загружаются на сервер данных через EthernetПередатчики, системы постоянного тока и другие умные устройства подключаются к машине управления коммуникациями для загрузки данных на сервер.

3.1 Мониторинг ветровых электростанций

Комплексное отображение основных параметров всего ветряного парка вентилятора (включая скорость ветра, мощность, скорость и т. д.), и может реализовать ежедневное производство электроэнергии, ежемесячное производство электроэнергии,Ежегодный мониторинг производства электроэнергии удобен для мониторинга в режиме реального времени рабочего состояния вентилятора притяжения.

3.2 Наблюдение за экипажем

Мониторинг параметров и состояния управления каждого модуля управления в агрегате, включая: наклона, прокрутку, коробку передач, генератор, гидравлическую станцию, машинное отделение, преобразователь, электросеть, цепочку безопасности, крутящий момент,главный вал, база башни, ветромер и т. д. Реализовать всестороннее отображение параметров, ошибок и графиков тенденций каждого модуля.

3.3 Отображение данных в реальном времени

Вентилятор, подстанции и другое оборудование ветропарка оснащены датчиками и оборудованием для мониторинга, которое может собирать рабочие электрические данные, температуру,вибрация и другие параметры оборудования в реальном времени, и своевременно предупреждать в случае обнаружения аномалий.

3.4 Управление энергией

отображение активных и реактивных параметров, the control and adjustment of active and reactive power and other functions can effectively reduce the operating costs of enterprises and provide data support for the goal of energy conservation and emission reduction.

3.5 Отчет о производстве

Функции отображения и отчетности для важных параметров, таких как энергия ветра, показатели производительности ветровых электростанций и единица новой энергии,и поддерживающие статистические данные о работе каждого оборудования ветропарка в соответствии с временным измерением (день)Согласно методу запроса дня, месяца и года, важные параметры классифицируются и подсчитываются по пунктам, и отчет генерируется.

3.6 Статистический анализ

Поддержка различных функций статистического анализа, полное использование потенциальной ценности данных, предоставление энергосберегающих решений по оптимизации, предоставление руководству основы для принятия решений,повышение уровня управления предприятиями в практическом плане, и, наконец, достичь цели экономии энергии, сокращения выбросов и научного производства.отчет о скорости ветра и мощности, ежемесячная и ежедневная статистика использования и времени простоя и т.д.

Ссылки:

[1] Руководство по проектированию и применению микросетей Acrel Enterprise. Версия 2022.05