Rüzgar çiftlikleri için merkezi izleme sistemi çözümü

Mühendis: Michelle Zhou Tel: 86 18795636361 e-posta: michelle.zhou@email.acrel.cn

Jiangsu Acrel elektrik MFG Co. Ltd

Soyut:Temiz enerji kaynaklarından biri olarak, son yıllarda rüzgar çiftliklerinin kurulu kapasitesi hızla büyüdü. Rüzgar çiftlikleri kıyıdaki rüzgar çiftliklerine ve açık deniz rüzgar çiftliklerine ayrılmıştır. Genellikle, dağınık kurulumlar ve zorlu ortamlar ile uzak yerlerde bulunurlar. Bu nedenle, rüzgar çiftlikleri, rüzgar çiftliği operasyonlarını daha verimli bir şekilde yönetmek için işletme ve bakım personelini kolaylaştırmak için uzaktan izleme sistemine ihtiyaç duyar.

Anahtar kelime:Rüzgar çiftliği, merkezi izleme sistemi, kutu trafo ölçümü ve kontrol cihazı

1. Rüzgar çiftlikleri için elektrikli ekipman

Her bir jeneratör setinin üst kabini bir türbin jeneratörü ile donatılmıştır ve ön uç ayarlanabilir bir fan bıçağıdır. Sistem, fan bıçağının eğim açısını farklı rüzgar koşullarına göre ayarlayabilir. Fan bıçağının genel hızı 10-15 rpm noktasıdır, şanzıman aracılığıyla jeneratörü sürmek için 1500 rpm hıza ayarlanabilir. Bir endüstriyel PLC, kontrol ve ilgili veri toplama için makine odasında da yapılandırılmıştır. Rüzgar hızı, rüzgar yönü, dönme hızı, aktif güç ve reaktif güç üretimi ve diğer ilgili veriler PLC ile toplanır, ve jeneratör toplanan veriler aracılığıyla gerçek zamanlı olarak kontrol edilir. Karada, rüzgar kulesinin alt kısmına bir kutu transformatörü monte edilir. Güç ve coğrafi koşullara göre, birden fazla rüzgar turbines leri bir kez artırılır ve artırma trafo merkezine yakınlaşma için paralel olarak bağlanır. Şebekeye elektrik gönderin. Rüzgar çiftliğinin elektrik bağlantı şeması şekil 1'de gösterilir. fan tarafından yayılan voltaj genellikle 0.69kV, kutu transformatörü tarafından 10kV veya 35kv'ye yükseltilir. Birden fazla paralel confluences sonra, onlar step-up substation düşük voltajlı yan bara bağlanır ve daha sonra ana trafo tarafından 110kV veya daha yüksek artırdı. Güç şebekesine.

Açık deniz rüzgar gücünün sert ortamı (yüksek nem, yüksek tuz yoğunluğu) nedeniyle, kıyı rüzgar gücünden farklı, birincil güçlendirme için kullanılan kuru tip transformatör, sadece tüm birimin ayak izinin problemini çözmeyen taslak fanın motor bölmesine entegre edilmiştir. Ama aynı zamanda transformatörün daha düşük bir konumda kurulmasından kaynaklanan koruma zorluğunu önler.

Şekil 1 rüzgar çiftliğinin elektrik kablolarının şematik diyagramı

2. Rüzgar çiftlikleri için koruma ve ölçüm ve kontrol ekipmanları

Rüzgar türbini güç üretiminden-güçlendirici kutusu transformatör-confluence-güçlendirici istasyonu orta gerilim bara-ana transformatör-güçlendirici istasyonu yüksek gerilim bara-yüksek voltaj çıkışı-ızgara bağlantısı, ortadaki şebekeye birleştirilmeden önce iki kez artırılmalıdır. Güç şebekesi çok sayıda ve elektrikli ekipman tipine sahiptir. Ve herhangi bir bağlantıdaki herhangi bir arıza, rüzgar çiftliğinin normal çalışmasını etkileyecektir. Bu nedenle, rüzgar çiftliğinin çalışma durumunu kapsamlı bir şekilde izlemek için rüzgar çiftliğinin tüm bağlantılarında koruma ve ölçüm ve kontrol cihazları kurmak gereklidir. Şekil 2, rüzgar çiftliğinin koruma ve ölçüm ve kontrol cihazlarının konfigürasyonunun şematik bir diyagramıdır.

Şekil 2 rüzgar çiftlikleri için koruma ölçüm ve kontrol cihazlarının yapılandırma şeması

2.1 kutu trafo ölçümü ve kontrol cihazı

Kıyı rüzgar çiftliklerinde hat kaybını azaltmak için, genellikle rüzgar türbini yanında bir 0.69/35(10)kV kutu tipi güçlendirici istasyonu kurulur. Rüzgar çiftliğindeki rüzgar turbines leri arasındaki mesafe, merkezi kontrol odasından çok uzak olan yüzlerce metredir. Step-up transformatörleri açık alanda bulunur ve doğal ortam nispeten serttir, bu da manuel denetimi zorlaştırır. Kutu tipi transformatörün ölçüm ve kontrol cihazı, kutu tipi transformatörün akıllı yönetimini gerçekleştiren rüzgar çiftliğinin izleme sisteminin temel parçasıdır. Box-station ölçüm ve kontrol cihazı rüzgar enerjisi kutusunu koruyabilir ve uzaktan izleyebilir, "uzaktan sinyal, telemetri, uzaktan kumanda ve uzaktan ayar" fonksiyonlarını tam olarak gerçekleştirebilir, ve rüzgar çiftliği işletme ve bakım verimliliğini büyük ölçüde artırır.

Şekil 3 rüzgar çiftlik kutusu-istasyon ölçüm ve kontrol cihazı

AM6-PWC kutu tipi trafo koruma ölçüm ve kontrol cihazı, rüzgar enerjisi ve fotovoltaik step-up transformatörlerinin farklı gereksinimleri için koruma, ölçüm ve kontrol ve iletişimi entegre eden entegre bir cihazdır. Fonksiyonel konfigürasyonu aşağıdaki tabloda gösterilmiştir.

2.2 düşük voltajlı yan hat ve bara koruma ölçümü ve kontrolü

Birden fazla rüzgar turbines leri ilk kez 35 (10) kv'ye yükseltilir ve daha sonra step-up trafo istasyonunun düşük voltajlı yan bara bağlı bir devre oluşturmak için paralel olarak bağlanır. Kapsamlı izleme elde etmek için, hat hat koruma cihazları, çok fonksiyonlu ölçüm ve kontrol cihazları, güç kalitesi izleme cihazları ile donatılmıştır, ve hat elektrik koruma, ölçüm ve sıcaklık gerçek zamanlı izleme gerçekleştirmek için kablosuz sıcaklık ölçüm cihazları ve düşük voltajlı yan bara ark koruma cihazları ile donatılmıştır.

Öğe	Pic	Model	Fonksiyon	Uygulama
Hat koruması		AM6-L	35 (10) kV devre akımı ve voltaj koruması, elektriksel olmayan koruma, ölçüm ve otomatik kontrol fonksiyonları.	Güçlendirici istasyonun düşük voltajlı tarafında hat koruması ve ölçümü ve kontrolü
Güç kalitesi izleme cihazı		APView500	Voltaj sapması, frekans sapması, üç fazlı voltaj dengesizliği, voltaj dalgalanması ve titreme, harmonikler vb. Gibi güç kalitesinin gerçek zamanlı izlenmesi, çeşitli güç kalitesi olaylarını kaydeder, ve rahatsızlık kaynaklarını bulun.
Çok fonksiyonlu enerji ölçer		APM520	Tam güç ölçümü, harmonik bozulma oranı, voltaj geçiş oranı istatistikleri, zaman paylaşımı elektrik enerjisi istatistikleri, anahtar girişi ve çıkışı, analog giriş ve çıkışı vardır.
Otobüs ark koruması		ARB6	Anahtar dolabının ark ışık sinyalini ve akım sinyalini toplamak ve gelen hat, otobüs bağlantısı veya otobüsündeki tüm anahtar dolaplarının açılmasını kontrol etmek için uygundur.	Güçlendirici istasyonun düşük voltajlı tarafındaki bara koruması
Kablosuz sıcaklık sensörü		ATE400	35kV ve aşağıdaki voltaj dağıtım sisteminin bara ve kablo bağlantı noktalarının sıcaklığını ve sıcaklık artışının erken uyarısını izleyin.	Sıcaklık. Güçlendirici istasyonun düşük voltajlı tarafındaki hat kontaklarının ve otobüs çubuklarının ölçümü

Tablo 1 düşük voltajlı yan hat, bara koruma ölçümü ve kontrol konfigürasyonu

2.3 ana trafo koruma ölçümü ve kontrolü

Rüzgar türbini güç üretimi düşük voltajlı yan bara ile birleştirildikten sonra, ana transformatör üzerinden 110kv'a yükseltilir ve şebekeye bağlanır. Ana transformatör, korumayı gerçekleştirmek için diferansiyel koruma, yüksek yedek koruma, düşük yedek koruma, elektriksel olmayan koruma, ölçüm ve kontrol cihazı, transformatör sıcaklık kontrolü ve dişli vericisi ile donatılmıştır. Ana transformatörün ölçüm ve kontrol fonksiyonu ve merkezi grup ekran kurulumu.

Tablo 2 ana trafo koruma ölçümü ve kontrol konfigürasyonu

2.4 yüksek voltaj hattı koruma ölçümü ve kontrolü

Tablo 3 110kV hat koruma ölçümü ve kontrol konfigürasyonu

3. Rüzgar çiftlik izleme sistemi

Rüzgar çiftliği izleme platformu, rüzgar çiftliğinin çalışma durumunun ve rüzgar turbines lerinin gerçek zamanlı verilerinin izlenmesini, kontrolünü ve yönetimini gerçekleştirir. Rüzgar çiftliğinin güvenilirliğini ve çalışma verimliliğini artırır, bakım maliyetlerini azaltır ve akıllı yönetimi gerçekleştirir.

Rüzgar çiftliği nispeten geniş bir alanı kaplamaktadır ve ekipman dağılmıştır. Sistem, veri iletişimi güvenilirliği ve gerçek zamanlı performans için nispeten yüksek gereksinimlere sahiptir. Koşullar izin verirse, optik fiber yedek halka ağı veri toplama ve iletişim için kullanılabilir ve LORA kablosuz yöntemi veri iletimi için de kullanılabilir.

Şekil 4 rüzgar çiftliği izleme sistemi diyagramı

Taslak fan ünitesi PLC ve kutu trafo ölçüm ve kontrol cihazının verileri optik fiber halka ağı üzerinden kontrol odasındaki veri sunucusuna yüklenir, ve güçlendirici istasyonun kapsamlı otomasyon sisteminin verileri Ethernet üzerinden veri sunucusuna yüklenir. Vericileri, DC sistemleri ve diğer akıllı cihazlar sunucuya veri yüklemek için iletişim yönetim makinesine bağlanır.

3.1 rüzgar çiftliği izleme

Tüm rüzgar çiftliği taslak fanının (rüzgar hızı, güç, hız vb. Dahil) temel parametrelerinin kapsamlı gösterimi ve günlük güç üretimini, aylık güç üretimini gerçekleştirebilir, yıllık güç üretiminin izlenmesi, taslak fanın çalışma durumunun gerçek zamanlı izlenmesi için uygundur.

3.2 mürettebat izleme

Ünitedeki her kontrol modülünün parametrelerini ve kontrol durumunu izleyin: pitch, yaw, şanzıman, jeneratör, hidrolik istasyon, motor odası, dönüştürücü, güç ızgarası, emniyet zinciri, tork, ana şaft, kule tabanı, rüzgar göstergesi, vb. Parametrelerin kapsamlı görüntüsünü gerçekleştirmek, Her modülün hataları ve trend grafikleri.

% 3.3 gerçek zamanlı veri ekranı

Rüzgar çiftliğindeki taslak fan, trafo ve diğer ekipmanlar, çalışma elektrik verilerini, sıcaklığını toplayabilen sensörler ve izleme ekipmanları ile donatılmıştır. Ekipmanın titreşim ve diğer parametreleri gerçek zamanlı olarak ve anormallikler durumunda zamanında uyarı verir.

3.4 güç yönetimi

Aktif ve reaktif parametrelerin gösterimi, aktif ve reaktif gücün ve diğer fonksiyonların kontrolü ve ayarlanması, işletmelerin işletme maliyetlerini etkin bir şekilde azaltabilir ve enerji tasarrufu ve emisyon azaltma hedefi için veri desteği sağlayabilir.

3.5 üretim raporu

Rüzgar gücü, rüzgar çiftliği performans göstergeleri ve birim yeni enerji gibi önemli parametreler için rapor fonksiyonlarını görüntüleme ve raporlama, ve zaman boyutuna (gün, ay ve yıl) göre her rüzgar çiftlik ekipmanının çalışmasının istatistiklerini destekleyin. Gün, ay ve yıl sorgu yöntemine göre, önemli parametreler öğe tarafından sınıflandırılır ve sayılır ve rapor oluşturulur.

3.6 İstatistiksel analiz

Çeşitli istatistiksel analiz işlevlerini destekleyin, verilerin potansiyel değerine tam olarak dokunun, enerji tasarrufu sağlayan optimizasyon çözümleri sağlayın, yöneticiler için karar verme temeli sağlayın, işletmelerin yönetim seviyesini uygun bir şekilde geliştirin ve sonunda enerji tasarrufu, emisyon azaltma ve bilimsel üretim hedefine ulaşın. Analiz yöntemleri şunları içerir: hata istatistikleri, güç eğrisi, kullanılabilirlik istatistikleri, rüzgar gülü diyagramı, rüzgar hızı güç raporu, aylık ve günlük kullanım ve kesinti istatistikleri, vb.

Referanslar:

[1] Acrel Enterprise Microgrid tasarım ve uygulama kılavuzu. Sürüm 2022.05