Gecentraliseerde bewakingssysteemoplossing voor windparken

Samenvatting:Als een van de schone energiebronnen is de geïnstalleerde capaciteit van windparken de afgelopen jaren snel gegroeid.zij bevinden zich op afgelegen plaatsen, met verspreide installaties en ruwe omgevingen.windparken een systeem voor afstandsbewaking nodig hebben om het operationele en onderhoudspersoneel te vergemakkelijken om de werking van windparken efficiënter te beheren.

Sleutelwoord:windpark, gecentraliseerd bewakingssysteem, metings- en besturingsapparaat voor een boxtransformer

1Elektrische apparatuur voor windparken

De bovenste cabine van elke generator is uitgerust met een turbinegenerator en het voorste deel is een verstelbaar ventilatorblad.Het systeem kan de hellingshoek van het ventilatorblad aanpassen volgens verschillende windomstandigheden. De algemene snelheid van het ventilatorblad is 10-15 tpm punten, via de versnellingsbak kan worden ingesteld op een snelheid van 1500 tpm om de generator te rijden.Een industriële PLC is ook geconfigureerd in de machinekamer voor de besturing en de verwante gegevensverzamelingDe windsnelheid, windrichting, rotatiesnelheid, actief vermogen en reactief vermogen van de elektriciteitsopwekking en andere gerelateerde gegevens worden via de PLC verzameld.en de generator wordt in real time bestuurd door de verzamelde gegevensOp het land is een boxtransformer aan de onderkant van de windtoren geïnstalleerd die verantwoordelijk is voor het opvoeren en convergeren.Meerdere windturbines worden één keer aangespoeld en parallel met elkaar verbonden om samen te komen met het versterkende substation.De elektrische bedradingsdiagram van het windpark is weergegeven in figuur 1. De door de ventilator uitgestraalde spanning is over het algemeen 0,69 kV.die wordt verhoogd tot 10kV of 35kV door de boxtransformerNa meerdere parallelle samenvloeiingen worden ze aangesloten op de laagspanningszijdebus van het step-up-onderstation en vervolgens door de hoofdtransformator naar 110 kV of hoger aangespoeld in het elektriciteitsnet.

In tegenstelling tot de windenergie aan land, vanwege de ruwe omgeving van offshore windenergie (hoge luchtvochtigheid, hoge zoutdichtheid),de droge transformator die wordt gebruikt voor primaire boost, is geïntegreerd in de motorruimte van de trekventilatorDe installatie van de transformator in een lagere positie vermijdt bovendien de beveiligingsproblemen die het gevolg zijn van de installatie van de transformator.

Figuur 1 Schematisch schema van de elektrische bedrading van een windpark

2- Beschermings-, meet- en regelingsapparatuur voor windparken

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 connectionHet elektriciteitsnet heeft een groot aantal en verschillende soorten elektrische apparatuur.en een storing in een verbinding de normale werking van het windpark zal beïnvloedenDaarom is het noodzakelijk om in alle verbindingen van het windpark beschermings- en meet- en regelingsapparatuur in te stellen om de bedrijfsstatus van het windpark volledig te controleren.Figuur 2 is een schematisch schema van de configuratie van de beschermings- en meet- en regelinrichtingen van het windpark.

Figuur 2 Configuratieschema van beschermings- en regelinrichtingen voor windparken

2.1 Maat- en bedieningsinrichting voor een doostransformator

Om het lijnverlies in windparken aan land te verminderen, wordt over het algemeen een boosterstation van 0,69/35 ((10) kV naast de windturbine geïnstalleerd.De afstand tussen de windturbines in het windpark is honderden meters.De step-up-transformatoren bevinden zich in het open veld en de natuurlijke omgeving is relatief hard, waardoor handmatige inspectie moeilijk is.De meet- en regelinrichting van de doosvormige transformator vormt het kernonderdeel van het bewakingssysteem van het windparkHet meet- en bedieningsapparaat van de windenergiecentrale kan de windenergiecentrale beschermen en op afstand controleren.De functies van "afstandssignaalverwerking" worden volledig gerealiseerd., telemetrie, afstandsbediening en afstandsregeling", en de efficiëntie van de exploitatie en het onderhoud van windparken aanzienlijk verbeteren.

Figuur 3 Maatstaf- en bedieningsinrichting voor de boxstation van het windpark

De AM6-PWC-doosvorming voor transformatorbescherming is een geïntegreerd apparaat dat bescherming, meting en besturing combineert.en communicatie voor de verschillende vereisten van windenergie en fotovoltaïsche step-up transformatorenDe functionele configuratie is weergegeven in de onderstaande tabel.

2.2 Beveiliging van zijlijnen en busbaren tegen lage spanning

Er worden meerdere windturbines voor het eerst op 35 (10) kV aangesloten en vervolgens parallel aan elkaar aangesloten om een circuit te vormen dat is aangesloten op de laagspanningszijbalk van het step-up-onderdelstation. Om een uitgebreide monitoring te bereiken, is de lijn uitgerust met lijnbeschermingsapparatuur, multifunctionele meet- en regelinstrumenten, apparatuur voor het toezicht op de elektriciteitskwaliteit,en draadloze temperatuurmeting apparaten om real-time monitoring van de lijn elektrische bescherming te realiseren, meting en temperatuur, en de laagspanningszijdebusbars zijn voorzien van boogbeschermingsinrichtingen.

Tabel 1 Zijdelingse laagspanningsleiding, meting van de busbalkbescherming en besturingsconfiguratie

2.3 Beveiligingsmeting en -controle van de hoofdtransformator

Nadat de windturbine door de laagspanningszijdebus wordt aangesloten, wordt deze via de hoofdtransformator op 110 kV verhoogd en aan het net aangesloten.De hoofdtransformator is voorzien van een differentiële bescherming., hoge back-upbescherming, lage back-upbescherming, niet-elektrische bescherming, meet- en regelapparaat, transformertemperatuurregeling en versnellingszender om de bescherming te realiseren,metings- en besturingsfunctie van de hoofdtransformer, en gecentraliseerde groepsscherminstallatie.

Tabel 2 Maatstaf van de transformatorbescherming en besturingsconfiguratie

2.4 Meting en controle van de bescherming van hoogspanningsleidingen

De elektrische energie die door het windpark wordt opgewekt, wordt tweemaal verhoogd tot 110 kV en vervolgens in het elektriciteitsnet opgenomen.afstandsbescherming, anti-inselingsbescherming en meet- en regelapparatuur.

Tabel 3 110 kV-lijnbeschermingsmeting en besturingsconfiguratie

3.Windparkenbewakingssysteem

Het monitoringplatform voor windparken realiseert de monitoring, controle en beheersing van de bedrijfsstatus van het windpark en de realtime gegevens van de windturbines.Verbetert de betrouwbaarheid en de operationele efficiëntie van het windpark, vermindert de onderhoudskosten en realiseert intelligent beheer.

Het windpark beslaat een relatief groot gebied en de apparatuur is verspreid. Het systeem heeft relatief hoge eisen aan betrouwbaarheid van de gegevenscommunicatie en realtime prestaties.Indien de omstandigheden het toelaten, kan het optische vezel redundant ring netwerk worden gebruikt voor gegevensverzameling en -communicatie, en de draadloze LORA-methode kan ook worden gebruikt voor gegevensoverdracht.

Figuur 4 Diagram van het monitoringssysteem voor windparken

De gegevens van de PLC van de trekventilator-eenheid en van het metings- en besturingsapparaat van de boxtransformator worden via het glasvezelringnetwerk naar de gegevensserver in de controlekamer geüpload.en de gegevens van het uitgebreide automatiseringssysteem van het boosterstation worden via de Ethernet naar de data server geüploadTransmitters, gelijkstroomsystemen en andere slimme apparaten worden aangesloten op de communicatiebeheersmachine om gegevens naar de server te uploaden.

3.1 Bewaking van windparken

Uitgebreide weergave van de basisparameters van de gehele windpark trekventilator (inclusief windsnelheid, vermogen, snelheid, enz.), en kan de dagelijkse energieopwekking, maandelijkse energieopwekking,De jaarlijkse monitoring van de elektriciteitsopwekking is handig voor realtime monitoring van de bedrijfsstatus van de trekventilator.

3.2 Bewaking van de bemanning

Monitoring van de parameters en de controlestatus van elke besturingsmodule in de eenheid, met inbegrip van: kanteling, kanteling, versnellingsbak, generator, hydraulisch station, machinekamer, omvormer, elektriciteitsnet, veiligheidsketen, koppel,hoofdas, torenbasis, windmeter, enz. Realiseer de uitgebreide weergave van parameters, fouten en trendgrafieken van elke module.

3.3 Realtime weergave van gegevens

De trekventilator, de substations en andere apparatuur in het windpark zijn uitgerust met sensoren en monitoringsapparatuur die de operationele elektrische gegevens, temperatuur,trillingen en andere parameters van de apparatuur in realtime, en tijdige waarschuwingen geven in geval van afwijkingen.

3.4 Energiebeheer

het weergeven van actieve en reactieve parameters; 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 Productieverslag

Toon en rapporteer verslagfuncties voor belangrijke parameters zoals windenergie, prestatie-indicatoren voor windparken en eenheidsen nieuwe energie,de statistieken van de exploitatie van elk windparkapparaat volgens de tijdsdimensie (dag)Volgens de vraagmethode van dag, maand en jaar worden de belangrijke parameters geclassificeerd en geteld per item, en wordt het rapport gegenereerd.

3.6 Statistische analyse

Ondersteunen van een verscheidenheid aan statistische analysefuncties, het volledig benutten van de potentiële waarde van gegevens, het verstrekken van energiebesparende optimalisatieoplossingen, het verstrekken van een basis voor besluitvorming voor managers,het beheersniveau van ondernemingen op haalbare wijze verbeterenDe analysemethoden omvatten: foutstatistieken, vermogenskurve, beschikbaarheidsstatistieken, windroosdiagram,windsnelheid en vermogen, maandelijkse en dagelijkse statistieken over gebruik en stilstand, enz.

Referenties:

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