Zentralisierte Überwachungssystemlösung für Windparks

Zusammenfassung:Als eine der sauberen Energiequellen ist die installierte Kapazität von Windparks in den letzten Jahren rasant gewachsen.Sie befinden sich in abgelegenen Gebieten, mit verstreuten Anlagen und rauen Umgebungen.Windparks benötigen ein Fernüberwachungssystem, um Betriebs- und Wartungspersonal zu erleichtern, um den Betrieb des Windparks effizienter zu steuern.

Schlüsselwort:Windpark, zentralisiertes Überwachungssystem, Mess- und Steuergerät für Boxtransformatoren

1.Elektroausrüstung für Windparks

Die obere Kabine jedes Generatorsatzes ist mit einem Turbinengenerator ausgestattet, und das vordere Ende ist eine einstellbare Lüfterblätter.Das System kann den Neigungswinkel der Lüfterblätter je nach Windverhältnissen anpassen. Die allgemeine Geschwindigkeit der Ventilatorblätter beträgt 10-15 Drehpunkte pro Minute, durch das Getriebe kann auf eine Geschwindigkeit von 1500 Drehpunkten pro Minute eingestellt werden, um den Generator anzutreiben.In der Maschinenkammer ist auch eine industrielle Steuerungseinheit für die Steuerung und die Datenerhebung eingerichtet.. Die Windgeschwindigkeit, die Windrichtung, die Drehgeschwindigkeit, die aktive Leistung und die Reaktionsleistung der Stromerzeugung sowie andere Daten werden über den PLC erfasst,und der Generator wird in Echtzeit durch die gesammelten Daten gesteuertAn Land wird am Boden des Windturms ein Box-Transformator installiert, der für die Ankurbelung und Konvergenz verantwortlich ist.Mehrfache Windkraftanlagen werden einmal angeschaltet und parallel miteinander verbunden, um zur Antriebsanlage zu konvergieren. Strom ins Netz senden. Das elektrische Verkabelungsdiagramm des Windparks ist in Abbildung 1 dargestellt.der durch den Boxtransformator auf 10 kV oder 35 kV angetrieben wirdNach mehrfacher Parallelverschmelzung werden sie an die Niederspannungs-Seitenleiste der Step-up-Umspannstation angeschlossen und dann durch den Haupttransformator auf 110 kV oder höher in das Stromnetz gesteigert.

Unterschiedlich von der Landwindenergie aufgrund der rauen Umgebung der Offshore-Windenergie (hohe Luftfeuchtigkeit, hohe Salzdichte),der für die primäre Antriebsbewegung verwendete Trockentyptransformator ist in den Motorraum des Zugventilators integriertDies löst nicht nur das Problem des gesamten Anlagenabdrucks, sondern vermeidet auch die Schwierigkeiten beim Schutz, die durch die Installation des Transformators in einer niedrigeren Position entstehen.

Abbildung 1 Schema der elektrischen Verkabelung eines Windparks

2- Schutz-, Mess- und Steuergeräte für Windparks

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, die Mitte muss zweimal angeschaltet werden, bevor sie in das Stromnetz integriert wird.und jede Störung eines Verbindungsansatzes den normalen Betrieb des Windparks beeinträchtigtDaher ist es notwendig, in allen Verbindungen des Windparks Schutz- und Mess- und Steuerungseinrichtungen zu installieren, um den Betriebszustand des Windparks umfassend zu überwachen.Abbildung 2 ist ein schematisches Diagramm der Konfiguration der Schutz-, Mess- und Steuervorrichtungen des Windparks.

Abbildung 2 Konfigurationsdiagramm der Schutzmess- und Steuervorrichtungen für Windparks

2.1 Mess- und Steuervorrichtung für den Boxtransformator

Zur Verringerung des Leitungsverlustes in Landwindparks wird im Allgemeinen eine 0,69/35 ((10) kV Box-Boosterstation neben der Windkraftanlage installiert.Der Abstand zwischen den Windkraftanlagen im Windpark beträgt Hunderte von Metern.Die Step-up-Transformatoren befinden sich im offenen Feld, und die natürliche Umgebung ist relativ hart, was die manuelle Inspektion erschwert.Die Mess- und Steuervorrichtung des Box-Transformators ist der Kernteil des Überwachungssystems des WindparksDie Mess- und Steuervorrichtung der Windkraftstation kann die Windkraftstation schützen und fernüberwachen."Fernsignalisierung", Telemetrie, Fernsteuerung und Fernregelung" und verbessern die Effizienz des Betriebs und der Wartung von Windparks erheblich.

Abbildung 3 Mess- und Steuereinrichtung für Windpark-Boxstation

Die Mess- und Steuervorrichtung für den Schutz von Transformatoren des Kassentypes AM6-PWC ist eine integrierte Vorrichtung, die Schutz, Messung und Steuerung integriert.und Kommunikation für verschiedene Anforderungen an Windkraft- und Photovoltaik-Step-up-TransformatorenDie Funktionskonfiguration ist in der nachstehenden Tabelle dargestellt.

2.2 Messung und Steuerung des Niederspannungsseitenleitungs- und Busbarschutzes

Mehrere Windkraftanlagen werden zum ersten Mal auf 35 (10) kV angeschaltet und dann parallel an den Niederspannungsseitenstreifen der Stepp-up-Unterstation angeschlossen. Um eine umfassende Überwachung zu gewährleisten, sind die Leitungen mit Leitungsschutzeinrichtungen, multifunktionalen Mess- und Steuerungsinstrumenten, Stromqualitätsüberwachungseinrichtungen,und drahtlose Temperaturmessgeräte, um die Echtzeitüberwachung des elektrischen Schutzes der Leitungen zu realisieren, Messung und Temperatur, und die Nebenstreifen für Niederspannung sind mit Lichtbogenschutzvorrichtungen ausgestattet.

Tabelle 1 Seitenleitung für Niederspannung, Messung und Steuerung des Schutzes der Busbar

2.3 Messung und Steuerung des Schutzes des Haupttransformators

Nachdem die Windkraftanlage durch den Niederspannungsseitenbus verbunden ist, wird sie durch den Haupttransformator auf 110 kV angehoben und an das Netz angeschlossen.Der Haupttransformator ist mit einem Differentialschutz ausgestattet, hoher Sicherungsschutz, geringer Sicherungsschutz, nicht elektrischer Schutz, Mess- und Steuervorrichtung, Temperaturregelung des Transformators und Getriebesender, um den Schutz zu erreichen,Mess- und Steuerungsfunktion des Haupttransformators, und eine zentrale Gruppenbildschirminstallation.

Tabelle 2 Haupttransformatorschutzmessung und Steuerungskonfiguration

2.4 Messung und Steuerung des Hochspannungsleitungsschutzes

Die von dem Windpark erzeugte elektrische Energie wird zweimal auf 110 kV erhöht und anschließend in das Stromnetz integriert.Abstandsschutz, Schutz gegen Inseln sowie Mess- und Steuerungsvorrichtungen.

Tabelle 3 110-kV-Leitungsschutzmessung und Steuerungskonfiguration

3.Windparküberwachungssystem

Die Überwachungsplattform des Windparks ermöglicht die Überwachung, Kontrolle und Verwaltung des Betriebszustands des Windparks und der Echtzeitdaten der Windkraftanlagen.Verbesserung der Zuverlässigkeit und Betriebseffizienz des Windparks, reduziert die Wartungskosten und realisiert ein intelligentes Management.

Der Windpark erstreckt sich über eine relativ große Fläche und die Ausrüstung ist verstreut.Wenn die Bedingungen es erlauben, kann das optische Glasfaser-Ringnetz für die Datenerhebung und -kommunikation verwendet werden, und die drahtlose Methode LORA kann auch für die Datenübertragung verwendet werden.

Abbildung 4 Diagramm des Überwachungssystems für Windparks

Die Daten der Zuglüftungseinheit PLC und der Mess- und Steuervorrichtung des Boxtransformators werden über das Glasfaserringnetz an den Datenserver im Kontrollraum hochgeladen.und die Daten des umfassenden Automatisierungssystems der Boosterstation werden über den Ethernet-Datenserver hochgeladenÜbertragungsgeräte, Gleichspannungssysteme und andere intelligente Geräte werden an die Kommunikationsmanagementmaschine angeschlossen, um Daten auf den Server hochzuladen.

3.1 Überwachung von Windparks

Umfassende Anzeige der grundlegenden Parameter des gesamten Windpark-Truckventilators (einschließlich Windgeschwindigkeit, Leistung, Geschwindigkeit usw.) und kann die tägliche Stromerzeugung, die monatliche Stromerzeugung,Die jährliche Überwachung der Stromerzeugung ist bequem für die Echtzeitüberwachung des Betriebszustands des Zugventilators.

3.2 Überwachung der Besatzung

Überwachung der Parameter und des Steuerungsstatus jedes Steuerungsmoduls in der Einheit, einschließlich: Abstand, Schwenken, Getriebe, Generator, Hydraulikstation, Maschinenraum, Konverter, Stromnetz, Sicherheitskette, Drehmoment,Hauptwelle, Turmbasis, Windmessgerät usw. Erstellen Sie die umfassende Anzeige von Parametern, Störungen und Trenddiagrammen jedes Moduls.

3.3 Echtzeitdatenanzeige

Der Zugventilator, die Umspannwerke und andere Geräte des Windparks sind mit Sensoren und Überwachungsausrüstung ausgestattet, die die Betriebsdaten, Temperatur,Vibration und andere Parameter der Anlagen in Echtzeit, und bei Anomalien rechtzeitig zu warnen.

3.4 Stromverwaltung

Anzeige der aktiven und reaktiven Parameter, 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 Produktionsbericht

Anzeige- und Berichterstattungsfunktionen für wichtige Parameter wie Windkraft, Leistungsindikatoren von Windparks und neue Energieeinheiten,und Stützungsstatistiken über den Betrieb der einzelnen Anlagen des Windparks gemäß der Zeitdimension (Tag)Nach der Abfragemethode Tag, Monat und Jahr werden die wichtigen Parameter nach Posten klassifiziert und gezählt und der Bericht erstellt.

3.6 Statistische Analyse

Unterstützung einer Vielzahl von statistischen Analysefunktionen, vollständige Nutzung des potenziellen Wertes von Daten, Bereitstellung energieeinsparender Optimierungslösungen, Entscheidungsgrundlage für die Manager,Verbesserung des Managementniveaus der Unternehmen auf praktikable WeiseDie Analyseverfahren umfassen: Fehlerstatistiken, Leistungskurve, Verfügbarkeitsstatistiken, Windrose Diagramm,Windgeschwindigkeits- und Leistungsbericht, monatliche und tägliche Nutzungs- und Ausfallzeitstatistiken usw.

Referenzen:

[1] Acrel Enterprise Microgrid Design and Application Manual. Version 2022.05