Windturbinensteuerung
Eine kurze Beschreibung eines Windkraftsteuerungssystems
Das Windenergiesteuersystem umfasst eine Windenergieanlagensteuereinheit vor Ort, ein redundantes faseroptisches Hochgeschwindigkeits-Ethernet-Ringtyp und eine entfernte Host-Computer-Bedienerstation. Die Steuereinheit für Windkraftanlagen vor Ort ist das Kernstück jeder Lüftersteuerung, die die Funktionen zur Überwachung von Geräteparametern, zur automatischen Stromerzeugungssteuerung und zum Schutz der Ausrüstung realisiert. Jede Windenergieanlage ist mit einer In-Situ-HMI-Mensch-Maschine-Schnittstelle für die lokale Bedienung, Inbetriebnahme und Wartungseinheit ausgestattet. Hochgeschwindigkeits-Ring-Redundanz-Glasfaser-Ethernet ist die Datenautobahn des Systems, die die Echtzeitdaten des Geräts an die Host-Computer-Schnittstelle sendet. Die Host-Computer-Bedienerstation ist der Betriebsüberwachungskern der Windenergieanlage und verfügt über eine vollständige Gerätestatusüberwachung, Parameteralarm, Echtzeit- / historische Datenaufzeichnung und andere Funktionen. Der Bediener realisiert die Betriebsüberwachung und den Betrieb der organischen Windgruppe Gruppe im Kontrollraum.
Die Wind Turbine Control Unit (WPCU) ist der Steuerungskern jeder Windkraftanlage und ist im Turm und in der Gondel der Einheit verteilt. Aufgrund der rauen Betriebsumgebung der Windenergieanlage sind die Zuverlässigkeitsanforderungen an das Steuersystem sehr hoch und das Windenergiesteuerungssystem ist auf die Betriebsanforderungen großer Windparks ausgelegt. Es sollte eine hohe Anpassungsfähigkeit an die Umgebung und gegen elektromagnetische Interferenzen aufweisen. Die Systemstruktur sieht wie folgt aus:
Die Feldsteuerstation des Windenergiesteuerungssystems umfasst: Tower-Hauptcontrollerschrank, Kabinensteuerstationsschrank, Pitchsystem, Konvertersystem, On-Site-Touchscreen-Station, Ethernet-Switch, Feldbus-Kommunikationsnetzwerk, USV-Stromversorgung, Notabschaltsicherungssystem Warten. Die Netzwerkstruktur des Windkraftsteuerungssystems ist in Abbildung 1 dargestellt:
1. Tower-Kontrollstation
Die Tower Control Station, dh der Hauptcontrollerschrank, ist das Herzstück der Steuerung von Windenergieanlagen, hauptsächlich Controller, E / A-Module usw. Die Controller-Hardware verwendet einen 32-Bit-Prozessor und die Systemsoftware ein starkes Echtzeitbetriebssystem. Die verschiedenen Arten der komplexen Master-Steuerlogik der laufenden Einheit kommunizieren über den Feldbus mit dem Kabinencontrollerschrank, dem Pitchsystem und dem Konvertersystem. Damit das Gerät optimal läuft.
Die Konfiguration des Controllers übernimmt eine Konfigurationsfunktion mit umfangreichen Funktionen und einer benutzerfreundlichen Schnittstelle sowie die Konfigurationsmethode, die dem Standard IEC61131-3 entspricht, einschließlich: Funktionsplan (FBS), Anweisungsliste (LD), sequentieller Funktionsblock (SFC), Leiterdiagramm. , strukturierter Text und andere Konfigurationsmethoden.
2. Maschinenraumkontrollstation
Die Kabinensteuerstation sammelt Signale wie Temperatur, Druck, Geschwindigkeit und Umgebungsparameter, die vom Einheitssensor gemessen werden, kommuniziert mit der Hauptsteuerstation der Einheit über den Feldbus, und der Hauptcontroller steuert das Rack durch die Kabine, um die Funktionen zu realisieren von Gieren und Kabelabwickeln der Einheit. Es steuert auch verschiedene Hilfsmotoren, Ölpumpen und Lüfter im Motorraum, damit das Gerät optimal funktioniert.
3, Pitchsystem
Große Windkraftanlagen der MW-Klasse verwenden normalerweise hydraulische Pitchsysteme oder elektrische Pitchsysteme. Das Pitchsystem wird vom Frontcontroller zum Pitchantrieb der drei Lüfterblätter gesteuert. Es ist die Ausführungseinheit der Hauptsteuerung. Er kommuniziert über CANOPEN mit dem Hauptcontroller, um die Steigung der drei Flügel optimal einzustellen. Status. Das Pitchsystem verfügt über ein Notstromsystem und einen Sicherheitskettenschutz, um die Notabschaltung unter kritischen Bedingungen sicherzustellen.
4, Umrichtersystem
Große Windturbinen verwenden derzeit Hochleistungsumrichter, um die Umwandlung der Stromerzeugung zu realisieren. Das Umrichtersystem kommuniziert über den Feldbus mit der Hauptsteuerung, um die Geschwindigkeit, die Wirkleistung und die Blindleistung des Geräts anzupassen.
5, die Site-Touchscreen-Station
Die On-Site-Touchscreen-Station ist die lokale Bedienstation für die Einheitenüberwachung, die die Einstellung der lokalen Parameter, das Debugging der Geräte und die Wartungsfunktionen der Windkraftanlage realisiert. Es ist die Vor-Ort-Hostcomputer-Bedienstation des Steuerungssystems der Einheit.
6, Ethernet-Switch (HUB)
Das System verwendet industrielle Ethernet-Switches, um die Steuerung einer einzelnen Einheit, den Touchscreen des Felds und das Netzwerk der Fernsteuerungszentrale zu verbinden. Das Vor-Ort-Gehäuse ist über ein gemeinsames Twisted-Pair-Kabel verbunden, und der obere Computer der Fernbedienung ist über ein optisches Kabel verbunden.
7, Kommunikationsnetz vor Ort
Der Hauptcontroller verfügt über verschiedene Arten von Feldbusschnittstellen wie CANOPEN, PROFIBUS, MODBUS, Ethernet usw., die entsprechend den tatsächlichen Anforderungen des Projekts konfiguriert werden können.
8, USV-Stromversorgung
Die USV-Stromversorgung wird verwendet, um die Stromversorgung des Steuerungssystems der Einheit, des kritischen Schutzsystems und der entsprechenden Ausführungseinheit im Falle eines externen Stromausfalls sicherzustellen.
9. Backup kritisches Sicherheitskettensystem
Das backup-kritische Sicherheitskettensystem ist unabhängig von den Hardwareschutzmaßnahmen des Computersystems. Selbst wenn das Steuersystem anormal ist, beeinträchtigt es nicht den normalen Betrieb der Sicherheitskette. Die Sicherheitskette ist ein Notstromkreis, der abnormale Fehler verbindet, die die Windenergieanlage tödlich beschädigen können. Wenn die Sicherheitskette aktiviert ist, führt dies zu einer Notabschaltung und das Gerät wird vom Netzwerk getrennt, um die Sicherheit des Geräts zu gewährleisten.
