Giải pháp hệ thống giám sát tập trung cho trang trại gió

Kỹ sư: Michelle zhou điện thoại: 86 18795636361 e-mail: michelle.zhou@email.acrel.cn

Jiangsu acrel Electrical Mfg co. Ltd

Trừu tượng:Là một trong những nguồn năng lượng sạch, Công suất lắp đặt của các trang trại gió đã phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây. Các trang trại gió được chia thành các trang trại gió trên bờ và các trang trại gió ngoài khơi. Nói chung, chúng được đặt ở các địa điểm xa xôi, với các cài đặt rải rác và môi trường khắc nghiệt. Do đó, các trang trại gió cần một hệ thống giám sát từ xa để tạo điều kiện cho nhân viên vận hành và bảo trì để quản lý hoạt động của trang trại gió hiệu quả hơn.

Từ khóa:Trang trại gió, hệ thống giám sát tập trung, thiết bị đo lường và điều khiển biến áp hộp

1. Thiết bị điện cho trang trại gió

Cabin trên cùng của mỗi bộ máy phát điện được trang bị một Máy phát điện tuabin, và mặt trước là một cánh quạt có thể điều chỉnh. Hệ thống có thể điều chỉnh góc nghiêng của cánh quạt theo các điều kiện gió khác nhau. Tốc độ chung của cánh quạt là 10-15 điểm vòng/phút, thông qua hộp số có thể được điều chỉnh ở tốc độ 1500 vòng/phút để điều khiển máy phát điện. Một PLC công nghiệp cũng được cấu hình trong phòng máy để điều khiển và thu thập dữ liệu liên quan. Tốc độ gió, hướng gió, tốc độ quay, Công suất hoạt động và công suất phản kháng của máy phát điện và các dữ liệu liên quan khác được thu thập thông qua PLC, và máy phát điện được điều khiển trong thời gian thực thông qua dữ liệu thu thập được. Trên đất liền, một máy biến áp hộp được lắp đặt ở dưới cùng của tháp gió để chịu trách nhiệm thúc đẩy và hội tụ. Theo công suất và điều kiện địa lý, nhiều tuabin gió được tăng cường một lần và được kết nối song song để hội tụ với trạm biến áp tăng cường. Gửi điện vào lưới điện. Sơ đồ nối dây điện của trang trại gió được thể hiện trong hình 1. Điện áp phát ra từ quạt thường là 0,69kv, được tăng lên 10KV hoặc 35KV bằng máy biến áp hộp. Sau nhiều hợp lưu song song, chúng được kết nối với thanh cái bên điện áp thấp của trạm biến áp tăng cường, sau đó được tăng lên 110kv hoặc cao hơn bằng máy biến áp chính. Vào lưới điện.

Khác với năng lượng gió trên bờ, do môi trường khắc nghiệt của năng lượng gió ngoài khơi (độ ẩm cao, mật độ muối cao), máy biến áp loại khô được sử dụng để tăng tốc sơ cấp được tích hợp trong khoang động cơ của quạt gió, không chỉ giải quyết vấn đề dấu chân của toàn bộ thiết bị, Nhưng nó cũng tránh được những khó khăn trong việc bảo vệ do lắp đặt máy biến áp ở vị trí thấp hơn.

Hình 1 Sơ đồ hệ thống dây điện của trang trại gió

2. Thiết bị bảo vệ và đo lường và kiểm soát cho các trang trại gió

Từ máy phát điện tuabin gió-máy biến áp hộp tăng áp-trạm hợp lưu-trạm tăng áp thanh cái điện áp trung bình-máy biến áp chính-trạm tăng áp thanh cái điện áp cao-ổ cắm điện áp cao-kết nối lưới, phần giữa cần được tăng cường hai lần trước khi được Sáp Nhập vào lưới, lưới điện có số lượng lớn và các loại thiết bị điện, Và bất kỳ lỗi nào trong bất kỳ liên kết nào cũng sẽ ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của trang trại gió. Do đó, cần thiết lập các thiết bị bảo vệ và đo lường và điều khiển trong tất cả các liên kết của trang trại gió để theo dõi toàn diện tình trạng hoạt động của trang trại gió. Hình 2 là sơ đồ cấu hình của các thiết bị bảo vệ và đo lường và điều khiển của trang trại gió.

Hình 2 Sơ Đồ cấu hình thiết bị đo lường và điều khiển bảo vệ cho trang trại gió

Thiết bị đo và điều khiển biến áp hộp 2.1

Để giảm tổn thất đường dây trong các trang trại gió trên bờ, trạm tăng áp loại hộp 0.69/35(10) KV thường được lắp đặt bên cạnh tuabin gió. Khoảng cách giữa các tuabin gió trong trang trại gió là hàng trăm mét, cách xa phòng điều khiển trung tâm. Các máy biến áp tăng cường được đặt trong trường mở, và môi trường tự nhiên tương đối khắc nghiệt, khiến việc kiểm tra thủ công trở nên khó khăn. Thiết bị đo lường và điều khiển của máy biến áp loại hộp là phần cốt lõi của hệ thống giám sát của trang trại gió, thực hiện quản lý thông minh của máy biến áp loại hộp. Thiết bị đo và điều khiển trạm hộp có thể bảo vệ và giám sát từ xa trạm hộp điện gió, nhận ra đầy đủ các chức năng của "tín hiệu từ xa, Đo từ xa, điều khiển từ xa và điều chỉnh từ xa", và cải thiện đáng kể hiệu quả vận hành và bảo trì trang trại gió.

Hình 3 Thiết bị đo lường và điều khiển trạm hộp trang trại gió

Thiết bị đo lường và điều khiển bảo vệ máy biến áp loại hộp AM6-PWC là một thiết bị tích hợp tích hợp bảo vệ, đo lường và điều khiển, và truyền thông cho các yêu cầu khác nhau của máy biến áp tăng cường năng lượng gió và quang điện. Cấu hình chức năng của nó được hiển thị trong bảng dưới đây.

2.2 đo lường và kiểm soát bảo vệ đường dây bên và thanh cái điện áp thấp

Nhiều tuabin gió được tăng cường lên 35 (10) KV lần đầu tiên và sau đó được kết nối song song để tạo thành một mạch kết nối với thanh cái bên điện áp thấp của trạm biến áp tăng cường. Để đạt được sự giám sát toàn diện, dây chuyền được trang bị các thiết bị bảo vệ đường dây, dụng cụ đo lường và điều khiển đa chức năng, thiết bị giám sát chất lượng điện, và các thiết bị đo nhiệt độ không dây để thực hiện giám sát thời gian thực về bảo vệ điện, đo lường và nhiệt độ đường dây, và các thanh nối bên điện áp thấp được trang bị các thiết bị bảo vệ hồ quang.

Sản phẩm	Ảnh	Mô hình	Chức năng	Ứng dụng
Bảo vệ đường dây		AM6-L	35 (10) KV bảo vệ dòng điện và điện áp mạch, bảo vệ không dùng điện, đo lường và chức năng điều khiển tự động.	Bảo vệ đường dây và đo lường và điều khiển ở phía điện áp thấp của trạm tăng áp
Thiết bị giám sát chất lượng điện		Apview500	Theo dõi thời gian thực về chất lượng điện như độ lệch điện áp, độ lệch tần số, mất cân bằng điện áp ba pha, dao động điện áp và nhấp nháy, sóng hài, v. v., ghi lại các sự kiện chất lượng điện khác nhau, và xác định vị trí các nguồn gây nhiễu.
Máy đo năng lượng đa năng		Apm520	Nó có đầy đủ công suất đo, tỷ lệ méo hài, thống kê tốc độ truyền điện áp, thống kê năng lượng điện chia sẻ thời gian, đầu vào và đầu ra công tắc, đầu vào và đầu ra analog.
Bảo vệ hồ quang Xe Buýt		Arb6	Nó phù hợp để thu thập tín hiệu ánh sáng hồ quang và tín hiệu dòng điện của tủ công tắc, và điều khiển việc mở tất cả các tủ công tắc trên đường dây đến, dây buộc xe buýt hoặc xe buýt	Bảo vệ thanh cái ở phía điện áp thấp của trạm tăng áp
Cảm biến nhiệt độ không dây		Ate400	Theo dõi nhiệt độ của thanh cái và các điểm kết nối cáp từ 35KV trở xuống hệ thống phân phối điện áp và Cảnh Báo Sớm về việc tăng nhiệt độ.	Nhiệt độ. Đo các tiếp điểm đường dây và thanh bus ở phía điện áp thấp của trạm tăng áp

Bảng 1 đường dây bên điện áp thấp, cấu hình điều khiển và đo bảo vệ Thanh cái

Điều khiển và đo bảo vệ máy biến áp chính 2.3

Sau khi phát điện tuabin gió được kết hợp với thanh cái bên điện áp thấp, nó được tăng lên 110kv thông qua máy biến áp chính và kết nối với lưới điện. Máy biến áp chính được trang bị bảo vệ vi sai, bảo vệ dự phòng cao, bảo vệ dự phòng thấp, bảo vệ không dùng điện, thiết bị đo lường và điều khiển, điều khiển nhiệt độ máy biến áp và máy phát bánh răng để nhận ra sự bảo vệ, chức năng đo lường và điều khiển của máy biến áp chính và lắp đặt màn hình nhóm tập trung.

Bảng 2 cấu hình điều khiển và đo bảo vệ máy biến áp chính

Điều khiển và đo bảo vệ đường dây điện cao thế 2.4

Cấu hình điều khiển và đo lường bảo vệ đường dây 110KV Bảng 3

3. Hệ thống giám sát trang trại gió

Nền tảng giám sát trang trại gió hiện thực hóa việc giám sát, kiểm soát và quản lý tình trạng hoạt động của trang trại gió và dữ liệu thời gian thực của tuabin gió, cải thiện độ tin cậy và hiệu quả vận hành của trang trại gió, giảm chi phí bảo trì và thực hiện quản lý thông minh.

Trang trại gió có diện tích tương đối lớn và thiết bị nằm rải rác. Hệ thống có yêu cầu tương đối cao về độ tin cậy truyền thông dữ liệu và hiệu suất thời gian thực. Nếu điều kiện cho phép, mạng Vòng dự phòng sợi quang có thể được sử dụng để thu thập và liên lạc dữ liệu và phương pháp không dây Lora cũng có thể được sử dụng để truyền dữ liệu.

Hình 4 sơ đồ hệ thống giám sát trang trại gió

Dữ liệu của PLC bộ phận quạt dự thảo và thiết bị đo lường và điều khiển biến áp hộp được tải lên máy chủ dữ liệu trong phòng điều khiển thông qua mạng Vòng sợi quang, và dữ liệu của hệ thống tự động hóa toàn diện của trạm tăng áp được tải lên máy chủ dữ liệu thông qua Ethernet. Máy phát, hệ thống DC và các thiết bị thông minh khác được kết nối với máy quản lý truyền thông để tải dữ liệu lên máy chủ.

Giám sát trang trại gió 3.1

Hiển thị toàn diện các thông số cơ bản của toàn bộ quạt gió trang trại gió (bao gồm tốc độ gió, công suất, tốc độ, v. v.) và có thể nhận ra sự phát điện hàng ngày, phát điện hàng tháng, việc giám sát phát điện hàng năm thuận tiện cho việc theo dõi thời gian thực trạng thái hoạt động của quạt gió.

Giám sát Phi Hành Đoàn 3.2

Theo dõi các thông số và trạng thái điều khiển của từng mô-đun điều khiển trong thiết bị, bao gồm: cao độ, Yaw, hộp số, máy phát điện, trạm thủy lực, phòng động cơ, bộ chuyển đổi, lưới điện, chuỗi an toàn, Mô-men xoắn, trục chính, đế tháp, đồng hồ đo gió, v. v. nhận ra hiển thị toàn diện các thông số, Lỗi và biểu đồ xu hướng của mỗi mô-đun.

Hiển thị dữ liệu thời gian thực 3.3

Quạt gió, trạm biến áp và các thiết bị khác trong trang trại gió được trang bị cảm biến và thiết bị giám sát, có thể thu thập dữ liệu điện, nhiệt độ hoạt động, rung và các thông số khác của thiết bị trong thời gian thực, và đưa ra cảnh báo kịp thời trong trường hợp bất thường.

Quản lý điện năng 3.4

Hiển thị các thông số hoạt động và phản ứng, việc kiểm soát và điều chỉnh công suất hoạt động và công suất phản kháng và các chức năng khác có thể giảm chi phí vận hành của doanh nghiệp một cách hiệu quả và hỗ trợ dữ liệu cho mục tiêu bảo tồn năng lượng và giảm phát thải.

Báo cáo sản xuất năm 3.5

Chức năng hiển thị và báo cáo báo cáo cho các thông số quan trọng như năng lượng gió, chỉ số hiệu suất của trang trại gió và Đơn vị năng lượng mới, và hỗ trợ thống kê hoạt động của từng thiết bị trang trại gió theo kích thước thời gian (ngày, tháng và năm). Theo phương pháp truy vấn ngày, tháng và năm, các thông số quan trọng được phân loại và tính theo mục và báo cáo được tạo.

Phân Tích Thống Kê 3.6

Hỗ trợ nhiều chức năng phân tích thống kê, khai thác đầy đủ giá trị tiềm năng của dữ liệu, cung cấp các giải pháp tối ưu hóa tiết kiệm năng lượng, cung cấp cơ sở Ra Quyết Định cho người quản lý, cải thiện trình độ quản lý của doanh nghiệp một cách khả thi, và cuối cùng đạt được mục tiêu tiết kiệm năng lượng, Giảm phát thải và sản xuất khoa học. Các phương pháp phân tích bao gồm: Thống Kê lỗi, đường cong công suất, thống kê tình trạng sẵn có, sơ đồ tăng gió, báo cáo năng lượng tốc độ gió, thống kê sử dụng và thời gian chết hàng tháng và hàng ngày, v. v.

Tài liệu tham khảo:

[1] Hướng dẫn sử dụng thiết kế và ứng dụng microgrid của acrel Enterprise. Phiên bản 2022.05