風力発電所向けの集中監視システムソリューション

エンジニア: Michelle Zhou Tel: 86 18795636361電子メール: michelle.zhou@email.acrel.cn

江蘇エーカー電気MFG Co. Ltd

要約:クリーンエネルギー源の1つとして、風力発電所の設備容量は近年急速に増加しています。 風力発電所は、陸上風力発電所と洋上風力発電所に分かれています。 一般的に、それらは遠隔地にあり、設置が散在し、過酷な環境があります。 したがって、風力発電所は、風力発電所の運用をより効率的に管理するための運用および保守担当者を容易にするための遠隔監視システムを必要としています。

キーワード:風力発電所、集中監視システム、ボックス変圧器測定および制御装置

1.風力発電所のための電気機器

各発電セットの上部キャビンにはタービン発電機が装備されており、フロントエンドは調整可能なファンブレードです。 システムは、さまざまな風の状態に応じてファンブレードの傾斜角を調整できます。 ファンブレードの一般的な速度は10〜15 rpmポイントで、ギアボックスを介して1500 rpmの速度に調整して発電機を駆動することができます。 産業用PLCは、制御および関連するデータ収集のために機械室にも構成されています。 風速、風向、回転速度、アクティブパワー、発電およびその他の関連データは、PLCを通じて収集されます。そして発電機は収集されたデータを通してリアルタイムで制御されます。 陸上では、風力タワーの下部にボックス変圧器が設置されており、ブーストと収束を担当しています。 電力と地理的条件に応じて、複数の風力タービンが1回ブーストされ、並列に接続されてブースト変電所に収束します。 グリッドに電気を送ります。 風力発電所の電気配線図を図1に示します。ファンから放出される電圧は通常0.69kVであり、ボックストランスによって10kVまたは35kVにブーストされます。 複数の並列合流後、それらはステップアップ変電所の低電圧側バスバーに接続され、主変圧器によって110kV以上にブーストされます。 電力網に。

洋上風力発電 (高湿度、高塩密度) の過酷な環境のため、陸上風力発電とは異なり、一次ブーストに使用されるドライタイプの変圧器は、ドラフトファンのエンジンルームに統合されており、ユニット全体のフットプリントの問題を解決するだけでなく、 しかしまたそれはより低い位置で変圧器を取付けることによって引き起こされる保護の難しさを避けます。

図1ウィンドファームの電気配線の概略図

2.風力発電所のための保護および測定および制御装置

風力タービン発電-ブースターボックス変圧器-合流-ブースターステーション中電圧バスバー-主変圧器-ブースターステーション高電圧バスバー-高電圧コンセント-グリッド接続から、グリッドに統合される前に、中央を2回ブーストする必要があります電力網には、多数の種類の電気機器があります。 リンクの障害は、風力発電所の通常の操作に影響します。 したがって、風力発電所の稼働状況を包括的に監視するために、風力発電所のすべてのリンクに保護および測定および制御装置を設置する必要があります。 図2は、風力発電所の保護および測定および制御装置の構成の概略図です。

図2風力発電所の保護測定および制御装置の構成図

2.1ボックス変圧器の测定および制御装置

陸上の風力発電所でのライン損失を減らすために、0.69/35(10)kVボックスタイプのブースターステーションが通常風力タービンの隣に設置されます。 風力発電所の風力タービン間の距離は数百メートルで、中央制御室から遠く離れています。 ステップアップ変圧器はオープンフィールドにあり、自然環境は比較的厳しく、手動検査は困難です。 ボックス型変圧器の測定および制御装置は、ボックス型変圧器のインテリジェントな管理を実現する風力発電所の監視システムの中核部分です。 ボックスステーション測定および制御装置は、風力発電ボックスステーションを保護およびリモート監視し、「リモートシグナリング、テレメトリ、リモートコントロール、およびリモート調整」の機能を完全に実現できます。風力発電所の運用とメンテナンスの効率を大幅に向上させます。

図3風力発電所ボックスステーションの測定および制御装置

AM6-PWCボックスタイプの変圧器保護測定および制御装置は、風力および太陽光発電のさまざまな要件に対応する保護、測定および制御、および通信を統合した統合デバイスです。 その機能構成を以下の表に示します。

2.2低電圧サイドラインとバスバー保護の測定と制御

複数の風力タービンが初めて35 (10) kVにブーストされ、次に並列に接続されて、ステップアップ変電所の低電圧側バスバーに接続された回路を形成します。。 包括的な監視を実現するために、ラインにはライン保護デバイス、多機能測定および制御機器、電力品質監視デバイスが装備されています。ライン電気保護、測定、温度のリアルタイム監視を実現するためのワイヤレス温度測定デバイスと、低電圧サイドバスバーにはアーク保護デバイスが装備されています。

アイテム	写真	モデル	関数	アプリケーション
ライン保護		AM6-L	35 (10) kV回路電流および電圧保護、非電気保護、測定および自動制御機能。	ブースターステーションの低電圧側のライン保護と測定と制御
パワー品质モニタリングデバイス		APView500	電圧偏差、周波数偏差、三相電圧アンバランス、電圧変動とちらつき、高調波などの電力品質のリアルタイム監視は、さまざまな電力品質イベントを記録します。そして妨害源を見つけて下さい。
多機能エネルギーメーター		APM520	フルパワー測定、高調波歪み率、電圧通過率統計、タイムシェアリング電気エネルギー統計、スイッチ入力と出力、アナログ入力と出力を備えています。
バスアーク保護		ARB6	スイッチキャビネットのアークライト信号と電流信号を収集し、着信ライン、バスタイ、またはバスのすべてのスイッチキャビネットの開口部を制御するのに適しています	ブースターステーションの低電圧側のバスバー保護
ワイヤレス温度センサー		ATE400	35kV以下の配電システムのバスバーとケーブル接続ポイントの温度と温度上昇の早期警告を監視します。	一時的です。 ブースターステーションの低電圧側のライン接点とバスバーの測定

表1低電圧サイドライン、バスバー保護測定および制御構成

2.3主要な変圧器の保護の測定および制御

風力タービンの発電は、低電圧サイドバスバーの影響を受けた後、主変圧器を介して110kVにブーストされ、グリッドに接続されます。 主変圧器は、保護を実現するために、差動保護、高バックアップ保護、低バックアップ保護、非電気保護、測定および制御装置、変圧器温度制御、およびギアトランスミッタを備えています。主変圧器の測定と制御機能、および集中型グループ画面のインストール。

表2主な変圧器保護の測定と制御の構成

2.4高電圧ライン保護の測定と制御

表3 110kVライン保護の測定と制御の構成

3.Windファームモニタリングシステム

風力発電所監視プラットフォームは、風力発電所の稼働状況と風力タービンのリアルタイムデータの監視、制御、管理を実現します。風力発電所の信頼性と運用効率を向上させ、メンテナンスコストを削減し、インテリジェントな管理を実現します。

風力発電所は比較的広いエリアをカバーし、機器は散在しています。 このシステムは、データ通信の信頼性とリアルタイム性能に対する要求が比較的高い。 条件が許せば、光ファイバー冗長リングネットワークをデータ収集と通信に使用でき、LORAワイヤレス方式もデータ送信に使用できます。

図4風力発電所モニタリングシステム図

ドラフトファンユニットPLCとボックストランス測定および制御装置のデータは、光ファイバーリングネットワークを介して制御室のデータサーバーにアップロードされ、ブースターステーションの包括的な自動化システムのデータは、イーサネットを介してデータサーバーにアップロードされます。 送信機、DCシステム、およびその他のスマートデバイスが通信管理マシンに接続され、サーバーにデータをアップロードします。

3.1風力発電所の監視

風力発電所のドラフトファン全体の基本パラメータ (風速、電力、速度などを含む) を包括的に表示し、毎日の発電、毎月の発電を実現することができます。毎年の発電の監視は、ドラフトファンの動作状態をリアルタイムで監視するのに便利です。

3.2乗組員モニタリング

ユニット内の各制御モジュールのパラメータと制御状態を監視します。これには、ピッチ、ヨー、ギアボックス、発電機、油圧ステーション、エンジンルーム、コンバーター、パワーグリッド、安全チェーン、トルク、メインシャフト、タワーベース、風ゲージなどパラメータの包括的な表示を実現し、 各モジュールの障害とトレンドグラフ。

3.3リアルタイムデータ表示

風力発電所の喫水ファン、変電所、その他の機器には、動作中の電気データ、温度を収集できるセンサーと監視装置が装備されています。機器の振動やその他のパラメータをリアルタイムで行い、異常が発生した場合にはタイムリーに警告します。

3.4パワー管理

アクティブおよびリアクティブパラメータの表示、アクティブおよびアクティブ電力およびアクティブ電力およびその他の機能の制御と調整により、企業の運用コストを効果的に削減し、省エネと排出削減の目標に対するデータサポートを提供できます。

3.5生産レポート

風力発電、風力発電所の性能指標、ユニットの新エネルギーなどの重要なパラメータのレポート機能を表示およびレポートします。時間の寸法 (日、月、年) に応じて、各風力発電設備の操作の統計をサポートします。 日、月、年のクエリ方法に従って、重要なパラメータが分類され、アイテムによってカウントされ、レポートが生成されます。

3.6統計分析

さまざまな統計分析機能をサポートし、データの潜在的な価値を完全に活用し、省エネ最適化ソリューションを提供し、管理者に意思決定基盤を提供します。実行可能な方法で企業の管理レベルを向上させ、最終的に省エネ、排出削減、科学的生産の目標を達成します。 分析方法には、障害統計、電力曲線、可用性統計、風のバラ図、風速電力レポート、月次および日次の使用率、ダウンタイム統計などが含まれます。

参考文献:

[1] Acrel Enterprise Microgridデザインとアプリケーションマニュアル。 バージョン2022.05