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贝加莱风力发电控制系统

2011-04-06 15:45来源:贝加莱工业自动化(上海)有限公司市场部 宋华振关键词:风力发电控制系统贝加莱风电收藏点赞

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4.2.1.4工作模式

■ 滑动窗口同步模式

■ 同步状态监测模式

■ 低电压非同步模式

在B&R集成开发环境Automation Studio中可对模块功能及参数进行一些设置,如工作模式、同步端口选择、同步窗口参数、电流电压放大倍数、状态监测等等.

4.2.2其它I/O模块简要描述

除了专用的X20CM0985,B&R还提供:

4.2.2.1带有示波器功能的AI/AO模块:对于监控风电参数,并提供示波器显示分析能力。

4.2.2.2光纤中继器模块:X20BH模块用于远程的设备通信可以使得远程站扩展到2km以上.

4.2.2.3PWM输出模块:用于针对逆变器的控制等专用模块。

4.2.2.4IP67等级模块:除了针对机柜内的控制系统,IP67等级模块也适用于风力发电野外应用的灵活配置和现场接线能力,上述的AI/AO均有IP67防护等级产品,支持M12的连接。

这些,都是B&R可以应用于风力发电领域的特殊设计模块。

4.3风电安全回路设计

4.3.1 B&R Safety技术

B&R safety技术是目前运行最高效率的安全系统,并且有完整的产品线如Safetylogic 、Safety I/O,Safety Motion、Powerlink Safety,满足SIL 3级别的设计,安全逻辑的扫描周期为1ms,是目前刷新最快的Safety Logic产品,B&R SafetyLogic是基于POWERLINK实时通信技术而设计的,通过将系统中关键的逻辑如强风、恶劣天气,机组的状态变化如叶轮过速、扭缆、电源失效、制动和操作人员的紧急按钮动作等通过黄色的X20 Safety I/O输入到系统中,而Safetylogic控制器作为一个POWERLINK Controlled Node来运行,只有在Safety逻辑对应的I/O动作时才引发一个安全逻辑的执行过程(这些过程依据引发安全的源而设计为不同),Safetylogic是独立于标准控制单元的。

4.3.2风力发电安全逻辑设计

通常,有多个安全系统过程可用,每一个安全系统过程制定激活哪一个安全回路,有多个传感器开关:叶轮转速、电机转速、掉电后电机功率、机舱振动,制定不同安全传感器的级别和不同安全逻辑生效下的不通设备失效动作的时间延迟,Safetylogic系统将引导紧急停机,例如失效下安全的变桨动作、电机切出、应用轴刹车以及断开偏航驱动、机组脱网动作,最大限度的保证机组的安全,并且这些安全相关的数据将被存储到紧急停车过程中,后备电源将纳入安全逻辑中来以便为停机过程提供控制器电源保障。

B&R Automation Studio工具包支持PLCopen的Safety库应用,支持20种开放的PLCopenSafety功能块,对于风力发电这样牵扯到严格的机组安全的应用而言,它不仅高效、完整的并且开放,易于构建安全逻辑。

即使对于恶劣的环境,B&R也有IP67等级的Safety模块可供使用。

4.4. PLCopen Hydraulic库支持液压控制

在风力发电中,液压变桨方案由于其输出功率大等特点而被大量应用,而刹车制动、偏航系统的液压也采用了液压系统来进行。

通过在齿轮箱输出端与发电机之间安装液压系统、限压系统、压力补偿、恒流恒速以及制动系统,在桨叶转数随风速变化时,不会导致发电机组的输出电压和频率的不稳定,有利于并网运行。

目前750kW机组通常采用叶尖刹车系统和高速轴机械阀刹车系统,采用失效-安全保护模式来运行。

B&R Automation Studio支持液压库,AsHydCon V1在2006年已经发布开始使用,可提供液压定位、补偿和PID调节算法功能块,支持PLCopen的Hydraulic库使得B&R Automation Studio可以为风力发电设计液压控制的系统。

4.5.远程诊断和维护

4.5.1远程维护是必需的设计

对于风力发电机组而言,远程监控无疑至关重要,因为,风力发电机组的安装往往是在海边、山谷风口、沙漠隔壁这样的远离市区的地方,因为,只有这些地方才能提供较大的风力资源。

4.5.2多种远程维护方案

远程诊断与维护提供了维护风电场设备和系统的便捷方案,在B&R系统中,实现远程方案灵活并且能够不增加或很少的成本即可。

4.5.2.1基于VNC Server的远程维护

在B&R的HMI和Controller中,VNC Server和Web Server只需配置即可,这是一个软件功能块形式存在的,无需增加任何成本,并且,VNC Server的监控软件是免费的可获得的,不仅提供完全现场监控级的权限,也能够提供参数修改和设置的能力。

4.5.2.2 Web Server则提供了基于Internet远程访问的能力

通过Windows自带的IE浏览器即可实现对远程主机的数据监控,包括CPU运行、当前I/O参数等。

4.5.2.3 FTP Server提供了远程的程序传输能力

通过FTP Server程序的修改可以由本地PC完成后经由Internet远程下载到控制器中。

4.5.2.4 SNMP则提供了电子邮件发送数据的可能

E-mail可以传送如现场数据、报警信息等到监控端的电子信箱中。

4.5.2.5GSM支持则使得关键数据可以通过手机MMS短信形式在最快的时间里发送到监控工程师的手机上,以便及时的对现场问题采取措施。

4.5.3监控范围

在B&R的系统中,远程维护不仅仅代表在软硬件意义上可以有灵活的实现,而且也包含了:

4.5.3.1针对各种参数的监控

不仅仅是电流、电压,事实上在风力发电场的每个参数,一个传感器的输入、I/O模块、CPU、甚至软件中的中间变量都可以被远程监控到。

4.5.3.2运行分析

通过灵活的软件平台,B&R也能为风力发电场提供整场运行的数据分析基础,包括设备维护、根源分析等管理级任务,这个可以由B&R APROL DCS系统来完成,贝加莱提供了不仅仅是整机控制、监控、也提供面向整场的管理级服务。

 

  

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