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风电主控系统解决方案

作者:北京和利时系统工程有限公司时间:2010-05-20 我要发布

主控系统设计

    主控系统是现代风力发电机的神经中枢。和利时风电主控系统可根据风速、风向对系统加以控制,在稳定的电压和频率下运行,自动地并网和脱网,并监视齿轮箱、发电机的运行温度,液压系统的油压,对出现的任何异常进行报警,必要时自动停机。保证风电机组安全可靠运行,实现自然风的最大利用率和最高的能量转化率,向电网提供良好的电能。

    目前国内监控系统的下位机是指风电机组的控制器。对于每台风力发电机组来说,即使没有上位机的参与,也能安全正确地工作。所以相对于整个监控系统来说,下位机控制系统是一个子系统,具有在各种异常工况下单独处理风电机组故障,保证风电机组安全稳定运行的能力。LK207作为此控制系统的主控制器,通过检测电网参数、风况、现场温度参数,对风电机组进行并、脱网控制,同时根据风况进行偏航、变桨等动作,以进行优化控制,从而提高风电机组的运行效率与发电质量。

         和利时风电主控系统由电源系统、CPU模块、IO模块、底板、特殊功能模块、通讯网络、HMI面板以及调试PC等组成。

         主控站安装于风电机组塔筒底部,与机舱站通过现场总线进行通讯,与远程监控系统和人机界面通过工业以太网进行通讯;对风电机组整体运行进行控制和监测;通过现场总线实现与变桨系统和变流系统通讯。

         机舱站以远程IO方式,通过现场总线与主控制器、变桨控制系统进行通讯。机舱站用于采集电网电量信息,记录风向、风速、发电机转速及温度等数据,控制偏航、扭揽。机舱站通过光纤介质与塔底主控站进行通讯。

         人机界面安装于风电机组塔底和机舱,通过工业以太网与主控制器通讯;用于完成系统运行状态控制和显示、风电机组参数设置、历史数据的查询和统计、故障记录的查询等工作。通过设置用户访问权限,保证风电机组操作的安全可靠。

         以太网交换机将每台风电机组数据,通过光纤介质,发送到中央监控系统中。风电机组与风电机组之间采用环网拓扑结构。

优势及特点

         开放性强。支持多种现场总线协议,如ModbusPROFIBUS-DPCANopen、自由口等,同时提供多种接口方式选择。

         可靠性高。塔底与机舱采用光纤通讯,保护通讯不受外部干扰;风电主控制器已通过ULCE认证,拥有出色的电磁兼容性;背板背面全部接地,有效抵抗脉冲群干扰。

        出色的环境适应性。温度适应性宽,-25℃能顺利启动;出色的三防工艺,防盐雾、防湿热,防霉菌,适合于戈壁、滩涂以及海上风力发电机。

         强大的冗余和自诊断功能。支持电源冗余、CPU冗余、通讯冗余;拥有强大的自诊断功能,IO模块具有回读比较自检、掉电检测和超量程报警。

         适合风电应用的专家模块。如高速测频模块LK620、光纤通讯模块LK233、电量采集模块LK 420等,用于完成风电特殊信号的采集和通讯。

风电专用产品

      专用控制器 

         型号:LK207

         主频533MHz

         支持多种通讯方式

         温度适应性宽,支持-25~60℃温度范围

         程序执行速度快,最小扫描周期可达10ms,支持多任务调用

 

      光纤通讯模块 

         型号:LK233

         拓展PROFIBUS-DP总线的传输距离

         可实现DP光纤的冗余传输

         支持通用多模玻璃光纤,ST接口

         提供终端匹配电阻

 

      高速测频模块 

         型号:LK620

         光电编码器、接近传感器等脉冲输入的测量

         可双向计数、测频,并存储计数值

         具有去抖滤波功能

         支持PROFIBUS-DP从站协议

         支持现场电源掉电检测、故障模式输出

 

      PowerPro软件平台 

         支持IEC 61131-3标准编程语言

         支持多种仿真方式,调试简单方便

         支持数组、指针,方便实现复杂运算

         集成故障数据分析和显示

         支持软件多级加密功能

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