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ABB YB560103-AC DSQC202風電控制系統(tǒng)功能

WPCS風電控制系統(tǒng)具有以下基本功能：
1、數(shù)據(jù)采集（DAS）功能

    機組運行過程中進行監(jiān)測的相關參數(shù)包括：
    （1）電網(wǎng)參數(shù)，包括電網(wǎng)三相電壓、三相電流、電網(wǎng)頻率、功率因數(shù)等。電壓故障檢測：電網(wǎng)電壓閃變、過電壓、低電壓、電壓跌落、相序故障、三相不對稱等。
    （2）氣象參數(shù)，包括風速、風向、環(huán)境溫度等。
    （3）機組狀態(tài)參數(shù)檢測，包括：風輪轉速、發(fā)電機轉速、發(fā)電機線圈溫度、發(fā)電機前后軸承溫度、齒輪箱油溫度、齒輪箱前后軸承溫度、液壓系統(tǒng)油溫、油壓、油位、機艙振動、電纜扭轉、機艙溫度等。

2、機組啟停、發(fā)電控制

    （1）主控系統(tǒng)檢測電網(wǎng)參數(shù)、氣象參數(shù)、機組運行參數(shù)，當條件滿足時，啟動偏航系統(tǒng)執(zhí)行自動解纜、對風控制，釋放機組的剎車盤，調(diào)節(jié)槳距角度，風車開始自由轉動，進入待機狀態(tài)。
    （2）當外部氣象系統(tǒng)監(jiān)測的風速大于某一定值時，主控系統(tǒng)啟動變流器系統(tǒng)開始進行轉子勵磁，待發(fā)電機定子輸出電能與電網(wǎng)同頻、同相、同幅時，合閘出口斷路器實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。
    （3）風力機組功率、轉速調(diào)節(jié)
    根據(jù)風力機特性，當機組處于*葉尖速比λ運行時，風機機組將捕獲得zui大的能量，雖理論上機組轉速可在任意轉速下運行，但受實際機組轉速限制、系統(tǒng)功率限制，不得不將該階段分為以下幾個運行區(qū)域：即變速運行區(qū)域、恒速運行區(qū)域和恒功率運行區(qū)。額定功率內(nèi)的運行狀態(tài)包括：變速運行區(qū)（*的λ）和恒速運行區(qū)。
    當風機并網(wǎng)后，轉速小于極限轉速、功率低于額定功率時，根據(jù)當前實際風速，調(diào)節(jié)風輪的轉速，使機組工作在捕獲zui大風能的狀態(tài)。

3、ABB YB560103-AC DSQC202風電控制系統(tǒng)輔助設備邏輯

    （1）發(fā)電機系統(tǒng)
    監(jiān)控發(fā)電機運行參數(shù)，通過3臺冷卻風扇和4臺電加熱器，控制發(fā)電機線圈溫度、軸承溫度、滑環(huán)室溫度在適當?shù)姆秶鷥?nèi)，相關邏輯如下：
    當發(fā)電機溫度升高至某設定值后，起動冷卻風扇，當溫度降低到某設定值時，停止風扇運行；當發(fā)電機溫度過高或過低并超限后，發(fā)出報警信號，并執(zhí)行安全停機程序。
    當溫度越低至某設定值后，起動電加熱器，溫度升高至某設定值后時，停止加熱器運行；同時電加熱器也用于控制發(fā)電機的溫度端差在合理的范圍內(nèi)。

    （2）液壓系統(tǒng)
    機組的液壓系統(tǒng)用于偏航系統(tǒng)剎車、機械剎車盤驅動。機組正常時，需維持額定壓力區(qū)間運行。
    液壓泵控制液壓系統(tǒng)壓力，當壓力下降至設定值后，啟動油泵運行，當壓力升高至某設定值后，停泵。

    （3）氣象系統(tǒng)
    氣象系統(tǒng)為智能氣象測量儀器，通過RS485口和控制器進行通訊，將機艙外的氣象參數(shù)采集至控制系統(tǒng)。
    根據(jù)環(huán)境溫度控制氣象測量系統(tǒng)的加熱器以防止結冰。
    閃光障礙燈控制，每個葉片的末端安裝閃光障礙燈，在夜晚點亮。
    機艙風扇控制機艙內(nèi)環(huán)境溫度。

    （4）ABB YB560103-AC DSQC202電動變槳距系統(tǒng)
    變槳距系統(tǒng)包括每個葉片上的電機、驅動器、以及主控制PLC等部件，該PLC通過CAN總線和機組的主控系統(tǒng)通訊，是風電控制系統(tǒng)中槳距調(diào)節(jié)控制單元，變槳距系統(tǒng)有后備DO順槳控制接口。

    （5）增速齒輪箱系統(tǒng)
    齒輪箱系統(tǒng)用于將風輪轉速增速至雙饋發(fā)電機的正常轉速運行范圍內(nèi)，需監(jiān)視和控制齒輪油泵、齒輪油冷卻器、加熱器、潤滑油泵等等。
    當齒輪油壓力低于設定值時，起動齒輪油泵；當壓力高于設定值時，停止齒輪油泵。當壓力越限后，發(fā)出警報，并執(zhí)行停機程序。
    齒輪油冷卻器/加熱器控制齒輪油溫度：當溫度低于設定值時，起動加熱器，當溫度高于設定值時停止加熱器；當溫度高于某設定值時，起動齒輪油冷卻器，當溫度降低到設定值時停止齒輪油冷卻器。
    潤滑油泵控制，當潤滑油壓低于設定值時，起動潤滑油泵，當油壓高于某設定值時，停止?jié)櫥捅谩?/span>

    （6）ABB YB560103-AC DSQC202偏航系統(tǒng)控制
    根據(jù)當前的機艙角度和測量的低頻平均風向信號值，以及機組當前的運行狀態(tài)、負荷信號，調(diào)節(jié)CW（順時針）和CCW（逆時針）電機，實現(xiàn)自動對風、電纜解纜控制。
    自動對風：當機組處于運行狀態(tài)或待機狀態(tài)時，根據(jù)機艙角度和測量風向的偏差值調(diào)節(jié)CW、CCW電機，實現(xiàn)自動對風。（以設定的偏航轉速進行偏航，同時需要對偏航電機的運行狀態(tài)進行檢測）
    自動解纜控制：當機組處于暫停狀態(tài)時，如機艙向某個方向扭轉大于720度時，啟動自動解纜程序，或者機組在運行狀態(tài)時，如果扭轉大于1024度時，實現(xiàn)解纜程序。

    （7）大功率變流器通訊
    主控制器通過CANOPEN通訊總線和變流器通訊，變流器實現(xiàn)并網(wǎng)/脫網(wǎng)控制、發(fā)電機轉速調(diào)節(jié)、有功功率控制、無功功率控制：
    并網(wǎng)和脫網(wǎng)：變流器系統(tǒng)根據(jù)主控的指令，通過對發(fā)電機轉子勵磁，將發(fā)電機定子輸出電能控制至同頻、同相、同幅，再驅動定子出口接觸器合閘，實現(xiàn)并網(wǎng)；當機組的發(fā)電功率小于某值持續(xù)幾秒后或風機或電網(wǎng)出現(xiàn)運行故障時，變流器驅動發(fā)電機定子出口接觸器分閘，實現(xiàn)機組的脫網(wǎng)。
    發(fā)電機轉速調(diào)節(jié)：機組并網(wǎng)后在額定負荷以下階段運行時，通過控制發(fā)電機轉速實現(xiàn)機組在*λ曲線運行，通過將風輪機當做風速儀測量實時轉距值，調(diào)節(jié)機組至*狀態(tài)運行。
    功率控制：當機組進入恒定功率區(qū)后，通過和變頻器的通訊指令，維持機組輸出而定的功率。
    無功功率控制：通過和變頻器的通訊指令，實現(xiàn)無功功率控制或功率因數(shù)的調(diào)節(jié)。

    （8）安全鏈回路
    安全鏈回路獨立于主控系統(tǒng)，并行執(zhí)行緊急停機邏輯，所有相關的驅動回路有后備電池供電，保證系統(tǒng)在緊急狀態(tài)可靠執(zhí)行。