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风电场自动装置包括

发布时间:2022-06-26 03:59:55

⑴ 风电场自动化控制系统包涵哪些东西

风电控制系统的现场控制站包括:塔座主控制器机柜、机舱控制站机柜、变桨距系统、变流器系统、现场触摸屏站、以太网交换机、现场总线通讯网络、UPS电源、紧急停机后备系统等。
风力发电机组控制单元(WPCU)是每台风机的控制核心,分散布置在机组的塔筒和机舱内。由于风电机组现场运行环境恶劣,对控制系统的可靠性要求非常高,而风电控制系统是专门针对大型风电场的运行需求而设计,应具有极高的环境适应性和抗电磁干扰等能力,其系统结构如下:
1、塔座控制站
塔座控制站即主控制器机柜是风电机组设备控制的核心,主要包括控制器、I/O模件等。控制器硬件采用32位处理器,系统软件采用强实时性的操作系统,运行机组的各类复杂主控逻辑通过现场总线与机舱控制器机柜、变桨距系统、变流器系统进行实时通讯,以使机组运行在最佳状态。
控制器的组态采用功能丰富、界面友好的组态软件,采用符合IEC61131-3标准的组态方式,包括:功能图(FBD)、指令表(LD)、顺序功能块(SFC)、梯形图、结构化文本等组态方式。
2、机舱控制站
机舱控制站采集机组传感器测量的温度、压力、转速以及环境参数等信号,通过现场总线和机组主控制站通讯,主控制器通过机舱控制机架以实现机组的偏航、解缆等功能,此外还对机舱内各类辅助电机、油泵、风扇进行控制以使机组工作在最佳状态。
3、变桨距系统
大型MW级以上风电机组通常采用液压变桨系统或电动变桨系统。变桨系统由前端控制器对3个风机叶片的桨距驱动装置进行控制,其是主控制器的执行单元,采用CANOPEN与主控制器进行通讯,以调节3个叶片的桨距工作在最佳状态。变桨系统有后备电源系统和安全链保护,保证在危急工况下紧急停机。
4、变流器系统
大型风力发电机组目前普遍采用大功率的变流器以实现发电能源的变换,变流器系统通过现场总线与主控制器进行通讯,实现机组的转速、有功功率和无功功率的调节。
5、现场触摸屏站
现场触摸屏站是机组监控的就地操作站,实现风力机组的就地参数设置、设备调试、维护等功能,是机组控制系统的现场上位机操作员站。
6、以太网交换机(HUB)
系统采用工业级以太网交换机,以实现单台机组的控制器、现场触摸屏和远端控制中心网络的连接。现场机柜内采用普通双绞线连接,和远程控制室上位机采用光缆连接。
7、现场通讯网络
主控制器具有CANOPEN、PROFIBUS、MODBUS、以太网等多种类型的现场总线接口,可根据项目的实际需求进行配置。
8、UPS电源
UPS电源用于保证系统在外部电源断电的情况下,机组控制系统、危急保护系统以及相关执行单元的供电。
9、后备危急安全链系统
后备危急安全链系统独立于计算机系统的硬件保护措施,即使控制系统发生异常,也不会影响安全链的正常动作。安全链是将可能对风力发电机造成致命伤害的超常故障串联成一个回路,当安全链动作后将引起紧急停机,机组脱网,从而最大限度地保证机组的安全。
所有风电机组通过光纤以太网连接至主控室的上位机操作员站,实现整个风场的远程监控,上位机监控软件应具有如下功能:
①系统具有友好的控制界面。在编制监控软件时,充分考虑到风电场运行管理的要求,使用汉语菜单,使操作简单,尽可能为风电场的管理提供方便。
②系统显示各台机组的运行数据,如每台机组的瞬时发电功率、累计发电量、发电小时数、风轮及电机的转速和风速、风向等,将下位机的这些数据调入上位机,在显示器上显示出来,必要时还可以用曲线或图表的形式直观地显示出来。
③系统显示各风电机组的运行状态,如开机、停车、调向、手/自动控制以及大/小发电机工作等情况,通过各风电机组的状态了解整个风电场的运行情况。
④系统能够及时显示各机组运行过程中发生的故障。在显示故障时,能显示出故障的类型及发生时间,以便运行人员及时处理及消除故障,保证风电机组的安全和持续运行。
⑤系统能够对风电机组实现集中控制。值班员在集中控制室内,只需对标明某种功能的相应键进行操作,就能对下位机进行改变设置状态和对其实施控制。如开机、停机和左右调向等。但这类操作有一定的权限,以保证整个风电场的运行安全。
⑥系统管理。监控软件具有运行数据的定时打印和人工即时打印以及故障自动记录的功能,以便随时查看风电场运行状况的历史记录情况。

⑵ 风力发电使用设备是什么

基本原理和部件组成如下:

大部分风电机具有恒定转速,转子叶片末的转速为64米/秒,在轴心部分转速为零。距轴心四分之一叶片长度处的转速为16米/秒。图中的黄色带子比红色带子,被吹得更加指向风电机的背部。这是显而易见的,因为叶片末端的转速是撞击风电机前部的风速的八倍。

为什么转子叶片呈螺旋状?

大型风电机的转子叶片通常呈螺旋状。从转子叶片看过去,并向叶片的根部移动,直至到转子中心,你会发现风从很陡的角度进入(比地面的通常风向陡得多)。如果叶片从特别陡的角度受到撞击,转子叶片将停止运转。因此,转子叶片需要被设计成螺旋状,以保证叶片后面的刀口,沿地面上的风向被推离。

风电机结构

机舱:机舱包容着风电机的关键设备,包括齿轮箱、发电机。维护人员可以通过风电机塔进入机舱。机舱左端是风电机转子,即转子叶片及轴。

转子叶片:捉获风,并将风力传送到转子轴心。现代600千瓦风电机上,每个转子叶片的测量长度大约为20米,而且被设计得很象飞机的机翼。

轴心:转子轴心附着在风电机的低速轴上。

低速轴:风电机的低速轴将转子轴心与齿轮箱连接在一起。在现代600千瓦风电机上,转子转速相当慢,大约为19至30转每分钟。轴中有用于液压系统的导管,来激发空气动力闸的运行。

齿轮箱:齿轮箱左边是低速轴,它可以将高速轴的转速提高至低速轴的50倍。

高速轴及其机械闸:高速轴以1500转每分钟运转,并驱动发电机。它装备有紧急机械闸,用于空气动力闸失效时,或风电机被维修时。

发电机:通常被称为感应电机或异步发电机。在现代风电机上,最大电力输出通常为500至1500千瓦。

偏航装置:借助电动机转动机舱,以使转子正对着风。偏航装置由电子控制器操作,电子控制器可以通过风向标来感觉风向。图中显示了风电机偏航。通常,在风改变其方向时,风电机一次只会偏转几度。

电子控制器:包含一台不断监控风电机状态的计算机,并控制偏航装置。为防止任何故障(即齿轮箱或发电机的过热),该控制器可以自动停止风电机的转动,并通过电话调制解调器来呼叫风电机操作员。

液压系统:用于重置风电机的空气动力闸。

冷却元件:包含一个风扇,用于冷却发电机。此外,它包含一个油冷却元件,用于冷却齿轮箱内的油。一些风电机具有水冷发电机。

塔:风电机塔载有机舱及转子。通常高的塔具有优势,因为离地面越高,风速越大。现代600千瓦风汽轮机的塔高为40至60米。它可以为管状的塔,也可以是格子状的塔。管状的塔对于维修人员更为安全,因为他们可以通过内部的梯子到达塔顶。格状的塔的优点在于它比较便宜。

风速计及风向标:用于测量风速及风向。
风电机发电机

风电机发电机将机械能转化为电能。风电机上的发电机与你通常看到的,电网上的发电设备相比,有点不同。原因是,发电机需要在波动的机械能条件下运转。

输出电压
大型风电机(100-150千瓦)通常产生690伏特的三相交流电。然后电流通过风电机旁的变压器(或在塔内),电压被提高至一万至三万伏,这取决于当地电网的标准。
大型制造商可以提供50赫兹风电机类型(用于世界大部分的电网),或60赫兹类型(用于美国电网)。

冷却系统
发电机在运转时需要冷却。在大部分风电机上,发电机被放置在管内,并使用大型风扇来空冷;一部分制造商采用水冷。水冷发电机更加小巧,而且电效高,但这种方式需要在机舱内设置散热器,来消除液体冷却系统产生的热量。

启动及停止发电机
如果你通过弹开一个普通开关,将大型风电机发电机与电网连接或解开,你很可能会损毁发电机、齿轮箱及邻近电网。

发电机电网的设计
风电机可以使用同步或异步发电机,并直接或非直接地将发电机连接在电网上。直接电网连接指的是将发电机直接连接在交流电网上。非直接电网连接指的是,风电机的电流通过一系列电力设备,经调节与电网匹配。采用异步发电机,这个调节过程自动完成。
转子叶片

转子叶片轮廓(横切面)
风电机转子叶片看起来像航行器的机翼。实际上,转子叶片设计师通常将叶片最远端的部分的横切面设计得类似于正统飞机的机翼。但是叶片内端的厚轮廓,通常是专门为风电机设计的。为转子叶片选择轮廓涉及很多折衷的方面,诸如可靠的运转与延时特性。叶片的轮廓设计,即使在表面有污垢时,叶片也可以运转良好。

转子叶片的材质
大型风电机上的大部分转子叶片用玻璃纤维强化塑料(GRP)制造。采用碳纤维或芳族聚酰胺作为强化材料是另外一种选择,但这种叶片对大型风电机是不经济的。木材、环氧木材、或环氧木纤维合成物目前还没有在转子叶片市场出现,尽管目前在这一领域已经有了发展。钢及铝合金分别存在重量及金属疲劳等问题,他们目前只用在小型风电机上。

风电机齿轮箱

为什么要使用齿轮箱?
风电机转子旋转产生的能量,通过主轴、齿轮箱及高速轴传送到发电机。
为什么要使用齿轮箱?为什么我们不能通过主轴直接驱动发电机?
如果我们使用普通发电机,并使用两个、四个或六个电极直接连接在50赫兹交流三相电网上,我们将不得不使用转速为1000至3000转每分钟的风电机。对于43米转子直径的风电机,这意味着转子末端的速度比声速的两倍还要高。另外一种可能性是建造一个带许多电极的交流发电机。但如果你要将发电机直接连在电网上,你需要使用200个电极的发电机,来获得30转每分钟的转速。另外一个问题是,发电机转子的质量需要与转矩大小成比例。因此直接驱动的发电机会非常重。

更低的转矩,更高的速度

使用齿轮箱,你可以将风电机转子上的较低转速、较高转矩,转换为用于发电机上的较高转速、较低转矩。风电机上的齿轮箱,通常在转子及发电机转速之间具有单一的齿轮比。对于600千瓦或750千瓦机器,齿轮比大约为1比50。

下图显示了用于风电机的1.5兆瓦的齿轮箱。这个齿轮箱有些不同寻常,因为在高速点的两个发电机上安装有法兰。右侧安装在发电机下的橙黄色配件,是液压驱动的紧急盘状刹车。在背景处你可以看到用于1.5MW风电机的机舱的下半部分

风电机偏航装置

风电机偏航装置用于将风电机转子转动到迎风的方向。

偏航误差
当转子不垂直于风向时,风电机存在偏航误差。偏航误差意味着,风中的能量只有很少一部分可以在转子区域流动。如果只发生这种情况,偏航控制将是控制向风电机转子电力输入的极佳方式。但是,转子靠近风源的部分受到的力比其它部分要大。一方面,这意味着转子倾向于自动对着风偏转,逆风或顺风的汽轮机都存在这种情况。另一方面,这意味着叶片在转子每一次转动时,都会沿着受力方向前后弯曲。存在偏航误差的风电机,与沿垂直于风向偏航的风电机相比,将承受更大的疲劳负载。

偏航机构
几乎所有水平轴的风电机都会强迫偏航。即,使用一个带有电动机及齿轮箱的机构来保持风电机对着风偏转。本图显示的是750千瓦风电机上的偏航机构。我们可以看到环绕外沿的偏航轴承,及内部偏航马达及偏航闸的轮子。几乎所有逆风设备的制造商都喜欢在不需要的情况下,停止偏航机构。偏航机构由电子控制器来激发。

电缆扭曲计数器
电缆用来将电流从风电机运载到塔下。但是当风电机偶然沿一个方向偏转太长时间时,电缆将越来越扭曲。因此风电机配备有电缆扭曲计数器,用于提醒操作员应该将电缆解开了。类似于所有风电机上的安全机构,系统具有冗余。风电机还会配备有拉动开关,在电缆扭曲太厉害时被激发。

http://www.tosafe.net/riskman/ShowArticle.asp?ArticleID=262

⑶ 我想知道风力发电是怎么一回事都有什么部件组成能告诉我吗谢谢小弟谢谢了

基本原理和部件组成如下:

大部分风电机具有恒定转速,转子叶片末的转速为64米/秒,在轴心部分转速为零。距轴心四分之一叶片长度处的转速为16米/秒。图中的黄色带子比红色带子,被吹得更加指向风电机的背部。这是显而易见的,因为叶片末端的转速是撞击风电机前部的风速的八倍。

为什么转子叶片呈螺旋状?

大型风电机的转子叶片通常呈螺旋状。从转子叶片看过去,并向叶片的根部移动,直至到转子中心,你会发现风从很陡的角度进入(比地面的通常风向陡得多)。如果叶片从特别陡的角度受到撞击,转子叶片将停止运转。因此,转子叶片需要被设计成螺旋状,以保证叶片后面的刀口,沿地面上的风向被推离。

风电机结构

机舱:机舱包容着风电机的关键设备,包括齿轮箱、发电机。维护人员可以通过风电机塔进入机舱。机舱左端是风电机转子,即转子叶片及轴。

转子叶片:捉获风,并将风力传送到转子轴心。现代600千瓦风电机上,每个转子叶片的测量长度大约为20米,而且被设计得很象飞机的机翼。

轴心:转子轴心附着在风电机的低速轴上。

低速轴:风电机的低速轴将转子轴心与齿轮箱连接在一起。在现代600千瓦风电机上,转子转速相当慢,大约为19至30转每分钟。轴中有用于液压系统的导管,来激发空气动力闸的运行。

齿轮箱:齿轮箱左边是低速轴,它可以将高速轴的转速提高至低速轴的50倍。

高速轴及其机械闸:高速轴以1500转每分钟运转,并驱动发电机。它装备有紧急机械闸,用于空气动力闸失效时,或风电机被维修时。

发电机:通常被称为感应电机或异步发电机。在现代风电机上,最大电力输出通常为500至1500千瓦。

偏航装置:借助电动机转动机舱,以使转子正对着风。偏航装置由电子控制器操作,电子控制器可以通过风向标来感觉风向。图中显示了风电机偏航。通常,在风改变其方向时,风电机一次只会偏转几度。

电子控制器:包含一台不断监控风电机状态的计算机,并控制偏航装置。为防止任何故障(即齿轮箱或发电机的过热),该控制器可以自动停止风电机的转动,并通过电话调制解调器来呼叫风电机操作员。

液压系统:用于重置风电机的空气动力闸。

冷却元件:包含一个风扇,用于冷却发电机。此外,它包含一个油冷却元件,用于冷却齿轮箱内的油。一些风电机具有水冷发电机。

塔:风电机塔载有机舱及转子。通常高的塔具有优势,因为离地面越高,风速越大。现代600千瓦风汽轮机的塔高为40至60米。它可以为管状的塔,也可以是格子状的塔。管状的塔对于维修人员更为安全,因为他们可以通过内部的梯子到达塔顶。格状的塔的优点在于它比较便宜。

风速计及风向标:用于测量风速及风向。
风电机发电机

风电机发电机将机械能转化为电能。风电机上的发电机与你通常看到的,电网上的发电设备相比,有点不同。原因是,发电机需要在波动的机械能条件下运转。

输出电压
大型风电机(100-150千瓦)通常产生690伏特的三相交流电。然后电流通过风电机旁的变压器(或在塔内),电压被提高至一万至三万伏,这取决于当地电网的标准。
大型制造商可以提供50赫兹风电机类型(用于世界大部分的电网),或60赫兹类型(用于美国电网)。

冷却系统
发电机在运转时需要冷却。在大部分风电机上,发电机被放置在管内,并使用大型风扇来空冷;一部分制造商采用水冷。水冷发电机更加小巧,而且电效高,但这种方式需要在机舱内设置散热器,来消除液体冷却系统产生的热量。

启动及停止发电机
如果你通过弹开一个普通开关,将大型风电机发电机与电网连接或解开,你很可能会损毁发电机、齿轮箱及邻近电网。

发电机电网的设计
风电机可以使用同步或异步发电机,并直接或非直接地将发电机连接在电网上。直接电网连接指的是将发电机直接连接在交流电网上。非直接电网连接指的是,风电机的电流通过一系列电力设备,经调节与电网匹配。采用异步发电机,这个调节过程自动完成。
转子叶片

转子叶片轮廓(横切面)
风电机转子叶片看起来像航行器的机翼。实际上,转子叶片设计师通常将叶片最远端的部分的横切面设计得类似于正统飞机的机翼。但是叶片内端的厚轮廓,通常是专门为风电机设计的。为转子叶片选择轮廓涉及很多折衷的方面,诸如可靠的运转与延时特性。叶片的轮廓设计,即使在表面有污垢时,叶片也可以运转良好。

转子叶片的材质
大型风电机上的大部分转子叶片用玻璃纤维强化塑料(GRP)制造。采用碳纤维或芳族聚酰胺作为强化材料是另外一种选择,但这种叶片对大型风电机是不经济的。木材、环氧木材、或环氧木纤维合成物目前还没有在转子叶片市场出现,尽管目前在这一领域已经有了发展。钢及铝合金分别存在重量及金属疲劳等问题,他们目前只用在小型风电机上。

风电机齿轮箱

为什么要使用齿轮箱?
风电机转子旋转产生的能量,通过主轴、齿轮箱及高速轴传送到发电机。
为什么要使用齿轮箱?为什么我们不能通过主轴直接驱动发电机?
如果我们使用普通发电机,并使用两个、四个或六个电极直接连接在50赫兹交流三相电网上,我们将不得不使用转速为1000至3000转每分钟的风电机。对于43米转子直径的风电机,这意味着转子末端的速度比声速的两倍还要高。另外一种可能性是建造一个带许多电极的交流发电机。但如果你要将发电机直接连在电网上,你需要使用200个电极的发电机,来获得30转每分钟的转速。另外一个问题是,发电机转子的质量需要与转矩大小成比例。因此直接驱动的发电机会非常重。

更低的转矩,更高的速度

使用齿轮箱,你可以将风电机转子上的较低转速、较高转矩,转换为用于发电机上的较高转速、较低转矩。风电机上的齿轮箱,通常在转子及发电机转速之间具有单一的齿轮比。对于600千瓦或750千瓦机器,齿轮比大约为1比50。

下图显示了用于风电机的1.5兆瓦的齿轮箱。这个齿轮箱有些不同寻常,因为在高速点的两个发电机上安装有法兰。右侧安装在发电机下的橙黄色配件,是液压驱动的紧急盘状刹车。在背景处你可以看到用于1.5MW风电机的机舱的下半部分

风电机偏航装置

风电机偏航装置用于将风电机转子转动到迎风的方向。

偏航误差
当转子不垂直于风向时,风电机存在偏航误差。偏航误差意味着,风中的能量只有很少一部分可以在转子区域流动。如果只发生这种情况,偏航控制将是控制向风电机转子电力输入的极佳方式。但是,转子靠近风源的部分受到的力比其它部分要大。一方面,这意味着转子倾向于自动对着风偏转,逆风或顺风的汽轮机都存在这种情况。另一方面,这意味着叶片在转子每一次转动时,都会沿着受力方向前后弯曲。存在偏航误差的风电机,与沿垂直于风向偏航的风电机相比,将承受更大的疲劳负载。

偏航机构
几乎所有水平轴的风电机都会强迫偏航。即,使用一个带有电动机及齿轮箱的机构来保持风电机对着风偏转。本图显示的是750千瓦风电机上的偏航机构。我们可以看到环绕外沿的偏航轴承,及内部偏航马达及偏航闸的轮子。几乎所有逆风设备的制造商都喜欢在不需要的情况下,停止偏航机构。偏航机构由电子控制器来激发。

电缆扭曲计数器
电缆用来将电流从风电机运载到塔下。但是当风电机偶然沿一个方向偏转太长时间时,电缆将越来越扭曲。因此风电机配备有电缆扭曲计数器,用于提醒操作员应该将电缆解开了。类似于所有风电机上的安全机构,系统具有冗余。风电机还会配备有拉动开关,在电缆扭曲太厉害时被激发。

http://www.tosafe.net/riskman/ShowArticle.asp?ArticleID=262

⑷ 发电厂的自动设备都有哪些(风力发电)

变桨距和变速恒频技术为大型风力发电机的控制提供了技术保障其应用可减小风力发电机的体积重量和成本,增加发电量,提高教率和电能质量。

⑸ 风力发电自动灭火装置主要是针对哪里灭火,目前最先进的方案是什么

肯定是发电机舱、控制柜及输变电设备。七氟丙烷或IG541气体是首选方案。

⑹ 变压器测控柜。公用测控柜,有关风电场的,哪位高人帮我解答一下它的主要作用和原理,谢了啊

变压器测控柜是装变压器测控装置的,里面不是保护,就是信息自动装置,公用测控柜里面放的不是直流就是信息远传,不放保护。

⑺ 关于风力发电场的所有设备有哪些除了风机。。

除了风机,风力发电场的设备还必须有升压站(包括升压变压器、控制柜、自动保护、计量装置等),把电压升高到35KV或110KV,汇流、以并网、远距离输送。

⑻ 风电场输变电设备有哪些

从风机出来,有一个箱变,一般采用690V转11000V的,然后各集电线路集中到风电场内主变,主变再由11000V转送到外网集电线路上。主变配套有无功补偿、操作控制、二次保护等设备。

⑼ 风电场有同期装置吗在哪里,原理如何

同期抄装置是发电机运行并网时的指示监视装置,可以是同期表、零位电压表或非同期指示灯。当发电机的电压、频率与电网相同时,同期表指针指在上方正中位置及非同期指示灯最暗时,表示待并发电机与电网的相位相同,此时即可迅速合闸并网 。
科技名词定义
中文名称:风电场英文名称:wind power plant,wind farm;wind farm定义1:由多台风力发电机组构成的发电厂。应用学科:电力(一级学科);可再生能源(二级学科)定义2:在一个风能资源丰富的场地,由一批风力发电机组或机组群组成的电站。应用学科:资源科技(一级学科);能源资源学(二级学科)
不好意思,我也不懂,所以在网上帮你查了一下,至于有没有,楼主根据上面的定义判断下哈~

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