⑴ 風電場自動化控制系統包涵哪些東西
風電控制系統的現場控制站包括:塔座主控制器機櫃、機艙控制站機櫃、變槳距系統、變流器系統、現場觸摸屏站、乙太網交換機、現場匯流排通訊網路、UPS電源、緊急停機後備系統等。
風力發電機組控制單元(WPCU)是每台風機的控制核心,分散布置在機組的塔筒和機艙內。由於風電機組現場運行環境惡劣,對控制系統的可靠性要求非常高,而風電控制系統是專門針對大型風電場的運行需求而設計,應具有極高的環境適應性和抗電磁干擾等能力,其系統結構如下:
1、塔座控制站
塔座控制站即主控制器機櫃是風電機組設備控制的核心,主要包括控制器、I/O模件等。控制器硬體採用32位處理器,系統軟體採用強實時性的操作系統,運行機組的各類復雜主控邏輯通過現場匯流排與機艙控制器機櫃、變槳距系統、變流器系統進行實時通訊,以使機組運行在最佳狀態。
控制器的組態採用功能豐富、界面友好的組態軟體,採用符合IEC61131-3標準的組態方式,包括:功能圖(FBD)、指令表(LD)、順序功能塊(SFC)、梯形圖、結構化文本等組態方式。
2、機艙控制站
機艙控制站採集機組感測器測量的溫度、壓力、轉速以及環境參數等信號,通過現場匯流排和機組主控制站通訊,主控制器通過機艙控制機架以實現機組的偏航、解纜等功能,此外還對機艙內各類輔助電機、油泵、風扇進行控制以使機組工作在最佳狀態。
3、變槳距系統
大型MW級以上風電機組通常採用液壓變槳系統或電動變槳系統。變槳系統由前端控制器對3個風機葉片的槳距驅動裝置進行控制,其是主控制器的執行單元,採用CANOPEN與主控制器進行通訊,以調節3個葉片的槳距工作在最佳狀態。變槳系統有後備電源系統和安全鏈保護,保證在危急工況下緊急停機。
4、變流器系統
大型風力發電機組目前普遍採用大功率的變流器以實現發電能源的變換,變流器系統通過現場匯流排與主控制器進行通訊,實現機組的轉速、有功功率和無功功率的調節。
5、現場觸摸屏站
現場觸摸屏站是機組監控的就地操作站,實現風力機組的就地參數設置、設備調試、維護等功能,是機組控制系統的現場上位機操作員站。
6、乙太網交換機(HUB)
系統採用工業級乙太網交換機,以實現單台機組的控制器、現場觸摸屏和遠端控制中心網路的連接。現場機櫃內採用普通雙絞線連接,和遠程式控制制室上位機採用光纜連接。
7、現場通訊網路
主控制器具有CANOPEN、PROFIBUS、MODBUS、乙太網等多種類型的現場匯流排介面,可根據項目的實際需求進行配置。
8、UPS電源
UPS電源用於保證系統在外部電源斷電的情況下,機組控制系統、危急保護系統以及相關執行單元的供電。
9、後備危急安全鏈系統
後備危急安全鏈系統獨立於計算機系統的硬體保護措施,即使控制系統發生異常,也不會影響安全鏈的正常動作。安全鏈是將可能對風力發電機造成致命傷害的超常故障串聯成一個迴路,當安全鏈動作後將引起緊急停機,機組脫網,從而最大限度地保證機組的安全。
所有風電機組通過光纖乙太網連接至主控室的上位機操作員站,實現整個風場的遠程監控,上位機監控軟體應具有如下功能:
①系統具有友好的控制界面。在編制監控軟體時,充分考慮到風電場運行管理的要求,使用漢語菜單,使操作簡單,盡可能為風電場的管理提供方便。
②系統顯示各台機組的運行數據,如每台機組的瞬時發電功率、累計發電量、發電小時數、風輪及電機的轉速和風速、風向等,將下位機的這些數據調入上位機,在顯示器上顯示出來,必要時還可以用曲線或圖表的形式直觀地顯示出來。
③系統顯示各風電機組的運行狀態,如開機、停車、調向、手/自動控制以及大/小發電機工作等情況,通過各風電機組的狀態了解整個風電場的運行情況。
④系統能夠及時顯示各機組運行過程中發生的故障。在顯示故障時,能顯示出故障的類型及發生時間,以便運行人員及時處理及消除故障,保證風電機組的安全和持續運行。
⑤系統能夠對風電機組實現集中控制。值班員在集中控制室內,只需對標明某種功能的相應鍵進行操作,就能對下位機進行改變設置狀態和對其實施控制。如開機、停機和左右調向等。但這類操作有一定的許可權,以保證整個風電場的運行安全。
⑥系統管理。監控軟體具有運行數據的定時列印和人工即時列印以及故障自動記錄的功能,以便隨時查看風電場運行狀況的歷史記錄情況。
⑵ 風力發電使用設備是什麼
基本原理和部件組成如下:
大部分風電機具有恆定轉速,轉子葉片末的轉速為64米/秒,在軸心部分轉速為零。距軸心四分之一葉片長度處的轉速為16米/秒。圖中的黃色帶子比紅色帶子,被吹得更加指向風電機的背部。這是顯而易見的,因為葉片末端的轉速是撞擊風電機前部的風速的八倍。
為什麼轉子葉片呈螺旋狀?
大型風電機的轉子葉片通常呈螺旋狀。從轉子葉片看過去,並向葉片的根部移動,直至到轉子中心,你會發現風從很陡的角度進入(比地面的通常風向陡得多)。如果葉片從特別陡的角度受到撞擊,轉子葉片將停止運轉。因此,轉子葉片需要被設計成螺旋狀,以保證葉片後面的刀口,沿地面上的風向被推離。
風電機結構
機艙:機艙包容著風電機的關鍵設備,包括齒輪箱、發電機。維護人員可以通過風電機塔進入機艙。機艙左端是風電機轉子,即轉子葉片及軸。
轉子葉片:捉獲風,並將風力傳送到轉子軸心。現代600千瓦風電機上,每個轉子葉片的測量長度大約為20米,而且被設計得很象飛機的機翼。
軸心:轉子軸心附著在風電機的低速軸上。
低速軸:風電機的低速軸將轉子軸心與齒輪箱連接在一起。在現代600千瓦風電機上,轉子轉速相當慢,大約為19至30轉每分鍾。軸中有用於液壓系統的導管,來激發空氣動力閘的運行。
齒輪箱:齒輪箱左邊是低速軸,它可以將高速軸的轉速提高至低速軸的50倍。
高速軸及其機械閘:高速軸以1500轉每分鍾運轉,並驅動發電機。它裝備有緊急機械閘,用於空氣動力閘失效時,或風電機被維修時。
發電機:通常被稱為感應電機或非同步發電機。在現代風電機上,最大電力輸出通常為500至1500千瓦。
偏航裝置:藉助電動機轉動機艙,以使轉子正對著風。偏航裝置由電子控制器操作,電子控制器可以通過風向標來感覺風向。圖中顯示了風電機偏航。通常,在風改變其方向時,風電機一次只會偏轉幾度。
電子控制器:包含一台不斷監控風電機狀態的計算機,並控制偏航裝置。為防止任何故障(即齒輪箱或發電機的過熱),該控制器可以自動停止風電機的轉動,並通過電話數據機來呼叫風電機操作員。
液壓系統:用於重置風電機的空氣動力閘。
冷卻元件:包含一個風扇,用於冷卻發電機。此外,它包含一個油冷卻元件,用於冷卻齒輪箱內的油。一些風電機具有水冷發電機。
塔:風電機塔載有機艙及轉子。通常高的塔具有優勢,因為離地面越高,風速越大。現代600千瓦風汽輪機的塔高為40至60米。它可以為管狀的塔,也可以是格子狀的塔。管狀的塔對於維修人員更為安全,因為他們可以通過內部的梯子到達塔頂。格狀的塔的優點在於它比較便宜。
風速計及風向標:用於測量風速及風向。
風電機發電機
風電機發電機將機械能轉化為電能。風電機上的發電機與你通常看到的,電網上的發電設備相比,有點不同。原因是,發電機需要在波動的機械能條件下運轉。
輸出電壓
大型風電機(100-150千瓦)通常產生690伏特的三相交流電。然後電流通過風電機旁的變壓器(或在塔內),電壓被提高至一萬至三萬伏,這取決於當地電網的標准。
大型製造商可以提供50赫茲風電機類型(用於世界大部分的電網),或60赫茲類型(用於美國電網)。
冷卻系統
發電機在運轉時需要冷卻。在大部分風電機上,發電機被放置在管內,並使用大型風扇來空冷;一部分製造商採用水冷。水冷發電機更加小巧,而且電效高,但這種方式需要在機艙內設置散熱器,來消除液體冷卻系統產生的熱量。
啟動及停止發電機
如果你通過彈開一個普通開關,將大型風電機發電機與電網連接或解開,你很可能會損毀發電機、齒輪箱及鄰近電網。
發電機電網的設計
風電機可以使用同步或非同步發電機,並直接或非直接地將發電機連接在電網上。直接電網連接指的是將發電機直接連接在交流電網上。非直接電網連接指的是,風電機的電流通過一系列電力設備,經調節與電網匹配。採用非同步發電機,這個調節過程自動完成。
轉子葉片
轉子葉片輪廓(橫切面)
風電機轉子葉片看起來像航行器的機翼。實際上,轉子葉片設計師通常將葉片最遠端的部分的橫切面設計得類似於正統飛機的機翼。但是葉片內端的厚輪廓,通常是專門為風電機設計的。為轉子葉片選擇輪廓涉及很多折衷的方面,諸如可靠的運轉與延時特性。葉片的輪廓設計,即使在表面有污垢時,葉片也可以運轉良好。
轉子葉片的材質
大型風電機上的大部分轉子葉片用玻璃纖維強化塑料(GRP)製造。採用碳纖維或芳族聚醯胺作為強化材料是另外一種選擇,但這種葉片對大型風電機是不經濟的。木材、環氧木材、或環氧木纖維合成物目前還沒有在轉子葉片市場出現,盡管目前在這一領域已經有了發展。鋼及鋁合金分別存在重量及金屬疲勞等問題,他們目前只用在小型風電機上。
風電機齒輪箱
為什麼要使用齒輪箱?
風電機轉子旋轉產生的能量,通過主軸、齒輪箱及高速軸傳送到發電機。
為什麼要使用齒輪箱?為什麼我們不能通過主軸直接驅動發電機?
如果我們使用普通發電機,並使用兩個、四個或六個電極直接連接在50赫茲交流三相電網上,我們將不得不使用轉速為1000至3000轉每分鍾的風電機。對於43米轉子直徑的風電機,這意味著轉子末端的速度比聲速的兩倍還要高。另外一種可能性是建造一個帶許多電極的交流發電機。但如果你要將發電機直接連在電網上,你需要使用200個電極的發電機,來獲得30轉每分鍾的轉速。另外一個問題是,發電機轉子的質量需要與轉矩大小成比例。因此直接驅動的發電機會非常重。
更低的轉矩,更高的速度
使用齒輪箱,你可以將風電機轉子上的較低轉速、較高轉矩,轉換為用於發電機上的較高轉速、較低轉矩。風電機上的齒輪箱,通常在轉子及發電機轉速之間具有單一的齒輪比。對於600千瓦或750千瓦機器,齒輪比大約為1比50。
下圖顯示了用於風電機的1.5兆瓦的齒輪箱。這個齒輪箱有些不同尋常,因為在高速點的兩個發電機上安裝有法蘭。右側安裝在發電機下的橙黃色配件,是液壓驅動的緊急盤狀剎車。在背景處你可以看到用於1.5MW風電機的機艙的下半部分
風電機偏航裝置
風電機偏航裝置用於將風電機轉子轉動到迎風的方向。
偏航誤差
當轉子不垂直於風向時,風電機存在偏航誤差。偏航誤差意味著,風中的能量只有很少一部分可以在轉子區域流動。如果只發生這種情況,偏航控制將是控制向風電機轉子電力輸入的極佳方式。但是,轉子靠近風源的部分受到的力比其它部分要大。一方面,這意味著轉子傾向於自動對著風偏轉,逆風或順風的汽輪機都存在這種情況。另一方面,這意味著葉片在轉子每一次轉動時,都會沿著受力方向前後彎曲。存在偏航誤差的風電機,與沿垂直於風向偏航的風電機相比,將承受更大的疲勞負載。
偏航機構
幾乎所有水平軸的風電機都會強迫偏航。即,使用一個帶有電動機及齒輪箱的機構來保持風電機對著風偏轉。本圖顯示的是750千瓦風電機上的偏航機構。我們可以看到環繞外沿的偏航軸承,及內部偏航馬達及偏航閘的輪子。幾乎所有逆風設備的製造商都喜歡在不需要的情況下,停止偏航機構。偏航機構由電子控制器來激發。
電纜扭曲計數器
電纜用來將電流從風電機運載到塔下。但是當風電機偶然沿一個方向偏轉太長時間時,電纜將越來越扭曲。因此風電機配備有電纜扭曲計數器,用於提醒操作員應該將電纜解開了。類似於所有風電機上的安全機構,系統具有冗餘。風電機還會配備有拉動開關,在電纜扭曲太厲害時被激發。
http://www.tosafe.net/riskman/ShowArticle.asp?ArticleID=262
⑶ 我想知道風力發電是怎麼一回事都有什麼部件組成能告訴我嗎謝謝小弟謝謝了
基本原理和部件組成如下:
大部分風電機具有恆定轉速,轉子葉片末的轉速為64米/秒,在軸心部分轉速為零。距軸心四分之一葉片長度處的轉速為16米/秒。圖中的黃色帶子比紅色帶子,被吹得更加指向風電機的背部。這是顯而易見的,因為葉片末端的轉速是撞擊風電機前部的風速的八倍。
為什麼轉子葉片呈螺旋狀?
大型風電機的轉子葉片通常呈螺旋狀。從轉子葉片看過去,並向葉片的根部移動,直至到轉子中心,你會發現風從很陡的角度進入(比地面的通常風向陡得多)。如果葉片從特別陡的角度受到撞擊,轉子葉片將停止運轉。因此,轉子葉片需要被設計成螺旋狀,以保證葉片後面的刀口,沿地面上的風向被推離。
風電機結構
機艙:機艙包容著風電機的關鍵設備,包括齒輪箱、發電機。維護人員可以通過風電機塔進入機艙。機艙左端是風電機轉子,即轉子葉片及軸。
轉子葉片:捉獲風,並將風力傳送到轉子軸心。現代600千瓦風電機上,每個轉子葉片的測量長度大約為20米,而且被設計得很象飛機的機翼。
軸心:轉子軸心附著在風電機的低速軸上。
低速軸:風電機的低速軸將轉子軸心與齒輪箱連接在一起。在現代600千瓦風電機上,轉子轉速相當慢,大約為19至30轉每分鍾。軸中有用於液壓系統的導管,來激發空氣動力閘的運行。
齒輪箱:齒輪箱左邊是低速軸,它可以將高速軸的轉速提高至低速軸的50倍。
高速軸及其機械閘:高速軸以1500轉每分鍾運轉,並驅動發電機。它裝備有緊急機械閘,用於空氣動力閘失效時,或風電機被維修時。
發電機:通常被稱為感應電機或非同步發電機。在現代風電機上,最大電力輸出通常為500至1500千瓦。
偏航裝置:藉助電動機轉動機艙,以使轉子正對著風。偏航裝置由電子控制器操作,電子控制器可以通過風向標來感覺風向。圖中顯示了風電機偏航。通常,在風改變其方向時,風電機一次只會偏轉幾度。
電子控制器:包含一台不斷監控風電機狀態的計算機,並控制偏航裝置。為防止任何故障(即齒輪箱或發電機的過熱),該控制器可以自動停止風電機的轉動,並通過電話數據機來呼叫風電機操作員。
液壓系統:用於重置風電機的空氣動力閘。
冷卻元件:包含一個風扇,用於冷卻發電機。此外,它包含一個油冷卻元件,用於冷卻齒輪箱內的油。一些風電機具有水冷發電機。
塔:風電機塔載有機艙及轉子。通常高的塔具有優勢,因為離地面越高,風速越大。現代600千瓦風汽輪機的塔高為40至60米。它可以為管狀的塔,也可以是格子狀的塔。管狀的塔對於維修人員更為安全,因為他們可以通過內部的梯子到達塔頂。格狀的塔的優點在於它比較便宜。
風速計及風向標:用於測量風速及風向。
風電機發電機
風電機發電機將機械能轉化為電能。風電機上的發電機與你通常看到的,電網上的發電設備相比,有點不同。原因是,發電機需要在波動的機械能條件下運轉。
輸出電壓
大型風電機(100-150千瓦)通常產生690伏特的三相交流電。然後電流通過風電機旁的變壓器(或在塔內),電壓被提高至一萬至三萬伏,這取決於當地電網的標准。
大型製造商可以提供50赫茲風電機類型(用於世界大部分的電網),或60赫茲類型(用於美國電網)。
冷卻系統
發電機在運轉時需要冷卻。在大部分風電機上,發電機被放置在管內,並使用大型風扇來空冷;一部分製造商採用水冷。水冷發電機更加小巧,而且電效高,但這種方式需要在機艙內設置散熱器,來消除液體冷卻系統產生的熱量。
啟動及停止發電機
如果你通過彈開一個普通開關,將大型風電機發電機與電網連接或解開,你很可能會損毀發電機、齒輪箱及鄰近電網。
發電機電網的設計
風電機可以使用同步或非同步發電機,並直接或非直接地將發電機連接在電網上。直接電網連接指的是將發電機直接連接在交流電網上。非直接電網連接指的是,風電機的電流通過一系列電力設備,經調節與電網匹配。採用非同步發電機,這個調節過程自動完成。
轉子葉片
轉子葉片輪廓(橫切面)
風電機轉子葉片看起來像航行器的機翼。實際上,轉子葉片設計師通常將葉片最遠端的部分的橫切面設計得類似於正統飛機的機翼。但是葉片內端的厚輪廓,通常是專門為風電機設計的。為轉子葉片選擇輪廓涉及很多折衷的方面,諸如可靠的運轉與延時特性。葉片的輪廓設計,即使在表面有污垢時,葉片也可以運轉良好。
轉子葉片的材質
大型風電機上的大部分轉子葉片用玻璃纖維強化塑料(GRP)製造。採用碳纖維或芳族聚醯胺作為強化材料是另外一種選擇,但這種葉片對大型風電機是不經濟的。木材、環氧木材、或環氧木纖維合成物目前還沒有在轉子葉片市場出現,盡管目前在這一領域已經有了發展。鋼及鋁合金分別存在重量及金屬疲勞等問題,他們目前只用在小型風電機上。
風電機齒輪箱
為什麼要使用齒輪箱?
風電機轉子旋轉產生的能量,通過主軸、齒輪箱及高速軸傳送到發電機。
為什麼要使用齒輪箱?為什麼我們不能通過主軸直接驅動發電機?
如果我們使用普通發電機,並使用兩個、四個或六個電極直接連接在50赫茲交流三相電網上,我們將不得不使用轉速為1000至3000轉每分鍾的風電機。對於43米轉子直徑的風電機,這意味著轉子末端的速度比聲速的兩倍還要高。另外一種可能性是建造一個帶許多電極的交流發電機。但如果你要將發電機直接連在電網上,你需要使用200個電極的發電機,來獲得30轉每分鍾的轉速。另外一個問題是,發電機轉子的質量需要與轉矩大小成比例。因此直接驅動的發電機會非常重。
更低的轉矩,更高的速度
使用齒輪箱,你可以將風電機轉子上的較低轉速、較高轉矩,轉換為用於發電機上的較高轉速、較低轉矩。風電機上的齒輪箱,通常在轉子及發電機轉速之間具有單一的齒輪比。對於600千瓦或750千瓦機器,齒輪比大約為1比50。
下圖顯示了用於風電機的1.5兆瓦的齒輪箱。這個齒輪箱有些不同尋常,因為在高速點的兩個發電機上安裝有法蘭。右側安裝在發電機下的橙黃色配件,是液壓驅動的緊急盤狀剎車。在背景處你可以看到用於1.5MW風電機的機艙的下半部分
風電機偏航裝置
風電機偏航裝置用於將風電機轉子轉動到迎風的方向。
偏航誤差
當轉子不垂直於風向時,風電機存在偏航誤差。偏航誤差意味著,風中的能量只有很少一部分可以在轉子區域流動。如果只發生這種情況,偏航控制將是控制向風電機轉子電力輸入的極佳方式。但是,轉子靠近風源的部分受到的力比其它部分要大。一方面,這意味著轉子傾向於自動對著風偏轉,逆風或順風的汽輪機都存在這種情況。另一方面,這意味著葉片在轉子每一次轉動時,都會沿著受力方向前後彎曲。存在偏航誤差的風電機,與沿垂直於風向偏航的風電機相比,將承受更大的疲勞負載。
偏航機構
幾乎所有水平軸的風電機都會強迫偏航。即,使用一個帶有電動機及齒輪箱的機構來保持風電機對著風偏轉。本圖顯示的是750千瓦風電機上的偏航機構。我們可以看到環繞外沿的偏航軸承,及內部偏航馬達及偏航閘的輪子。幾乎所有逆風設備的製造商都喜歡在不需要的情況下,停止偏航機構。偏航機構由電子控制器來激發。
電纜扭曲計數器
電纜用來將電流從風電機運載到塔下。但是當風電機偶然沿一個方向偏轉太長時間時,電纜將越來越扭曲。因此風電機配備有電纜扭曲計數器,用於提醒操作員應該將電纜解開了。類似於所有風電機上的安全機構,系統具有冗餘。風電機還會配備有拉動開關,在電纜扭曲太厲害時被激發。
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⑷ 發電廠的自動設備都有哪些(風力發電)
變槳距和變速恆頻技術為大型風力發電機的控制提供了技術保障其應用可減小風力發電機的體積重量和成本,增加發電量,提高教率和電能質量。
⑸ 風力發電自動滅火裝置主要是針對哪裡滅火,目前最先進的方案是什麼
肯定是發電機艙、控制櫃及輸變電設備。七氟丙烷或IG541氣體是首選方案。
⑹ 變壓器測控櫃。公用測控櫃,有關風電場的,哪位高人幫我解答一下它的主要作用和原理,謝了啊
變壓器測控櫃是裝變壓器測控裝置的,裡面不是保護,就是信息自動裝置,公用測控櫃裡面放的不是直流就是信息遠傳,不放保護。
⑺ 關於風力發電場的所有設備有哪些除了風機。。
除了風機,風力發電場的設備還必須有升壓站(包括升壓變壓器、控制櫃、自動保護、計量裝置等),把電壓升高到35KV或110KV,匯流、以並網、遠距離輸送。
⑻ 風電場輸變電設備有哪些
從風機出來,有一個箱變,一般採用690V轉11000V的,然後各集電線路集中到風電場內主變,主變再由11000V轉送到外網集電線路上。主變配套有無功補償、操作控制、二次保護等設備。
⑼ 風電場有同期裝置嗎在哪裡,原理如何
同期抄裝置是發電機運行並網時的指示監視裝置,可以是同期表、零位電壓表或非同期指示燈。當發電機的電壓、頻率與電網相同時,同期表指針指在上方正中位置及非同期指示燈最暗時,表示待並發電機與電網的相位相同,此時即可迅速合閘並網 。
科技名詞定義
中文名稱:風電場英文名稱:wind power plant,wind farm;wind farm定義1:由多台風力發電機組構成的發電廠。應用學科:電力(一級學科);可再生能源(二級學科)定義2:在一個風能資源豐富的場地,由一批風力發電機組或機組群組成的電站。應用學科:資源科技(一級學科);能源資源學(二級學科)
不好意思,我也不懂,所以在網上幫你查了一下,至於有沒有,樓主根據上面的定義判斷下哈~