华锐电控系统介绍

1、16:26:201电控系统介绍培训部16:26:20216:26:20316:26:20416:26:205概述16:26:20616:26:207主要内容 电控部分主要由以下几个方面组成： Training 1500 Control Training 1500 Yaw Training 1500 Brake Training 1500 Oil Training 1500 Water Training 1500 Converter Training 1500 pitch Training 1500 Battery Training 1500 Safety Chain Training 1500

2、 Other16:26:208Control 控制系统主要分为两部分： 通信回路 控制面板 远程PWM远程PWM软件的操作方法和现场的控制面板基本一致，建议在掌握控制面板的使用方法后在学习PWM软件的使用。16:26:209Control通讯回路16:26:2010Control通讯回路16:26:2011Control通讯回路16:26:2112Control控制面板 优点 只有一个接口机舱控制柜NCC310外侧连接到主站PLC塔基控制柜TBC100外侧连接到塔基PLC 不需要额外的操作软件 可以简便地更改PLC的算法 简单、使用、可靠16:26:2113Control控制面板 可以操作的对

3、象： 风机的启动、停止 变桨的启动、停止 刹车的启动、停止 变频器的相关操作 偏航的操作 油冷系统的操作 水冷系统的操作 加热系统的操作16:26:2114Control控制面板 可以查看的参数信息 风机所处的状态 运行、停机、故障 查看即时的故障信息 故障代码、简单描述 各个设备的即时参数 温度、电压、角度 各个设备所处的状态 启动、停止 信息的记录 发电量、发电时间、耗电量16:26:2115Control控制面板16:26:2116Control登陆等级16:26:2117Control菜单内容16:26:2118控制面板操作手册-中文.pdf16:26:2119ControlWPM 远

4、程的WPM操作有Server、Local组成 Server版本用于整个风场的管理 Local版本用于单个风机的管理 其操作方法和使用控制面板基本一致control16:26:2120中央监控系统中央监控系统本文档主要讲解本文档主要讲解SCADA系统的使用系统的使用16:26:2121在监控室工作站上运行以下三个程序:WPM.Authority.exe Wpm.DlRec.exe WPM.MbDc.exe文件路径为:C:ProgrammeWindtecWpm.Server16:26:2122运行三个程序后，屏幕显示如下16:26:2123Wpm.DlRec.exe目前SCADA监控系统自动下载数

5、据时间间隔为24小时,时间运行是以倒计时形式运行。但也可以在任意时间手动下载，按下Set Timer 0即可。16:26:2124WPM.MbDc.exe列表内显示本现场所有风机，包括主机名IP地址PLC程序版本是否在线，16:26:2125TntFrmAuthority.exe记录用户登陆信息16:26:2126主程序：WPM.exe路径C:ProgrammeWindtecWpm16:26:2127主程序登陆窗口第一行：服务端IP地址第二行：用户名第三行：密码16:26:2228主程序界面16:26:2229群操作16:26:2230风机状态发电状态发电状态不在线状态不在线状态故障状态故障状

6、态16:26:2231查看某台风机的详细信息单击主界面内某台风机即可16:26:2232某台风机主界面16:26:2233命令栏详细信息16:26:2234实时数据POWER一分钟有功功率WINSPE 一秒钟平均风速IWINFIL五分钟平均风速16:26:2235Spe.Con发电机检测速度Spe.Rot轮毂检测速度速度16:26:2236变桨IhububTor 变桨电机力矩IhububTor 变桨电机力矩IhububTor 变桨电机力矩HubPos001 叶片1角度HubPos002 叶片2角度HubPos003 叶片3角度16:26:2237温 度16:26:2238服务 16:26:22

7、39故 障 16:26:2240警 告 16:26:2241历史数据主界面 16:26:2242历史数据-故障 16:26:2243历史数据-故障 16:26:2344历史数据-总计数器 16:26:2345历史数据-功率曲线 风频发电量16:26:2346历史数据-月功率曲线 发电量风频16:26:2347主要内容 电控部分主要由以下几个方面组成： Training 1500 Control Training 1500 Yaw Training 1500 Brake Training 1500 Oil Training 1500 Water Training 1500 Converter T

8、raining 1500 pitch Training 1500 Battery Training 1500 Safety Chain Training 1500 Other16:26:2348Yaw16:26:2349偏航系统的功能是什么?- 在安装时配合叶轮吊装- 调整机舱方向，最大限度的吸收风能组成- 风速风向仪- 偏航变频器- 偏航电机- 旋转编码器工作情况- 偏航变频器与PLC连接，控制偏航电机的动作- 四个偏航电机统一协调工作，达到偏航目的- 偏航计数器对偏航角度进行计算，反馈报警信号- 左右方向偏航极限700度限制报警偏航系统16:26:2350风速风向仪 工作概况 工作原理 信

9、号采集和通讯协议16:26:2351工作概况 SL1500风力发电机组使用的是超声波风速风向测试仪。 风速仪可以各种环境下测量风速、风向、和外界温度，并通过防雷模块（输入接风速仪、输出接接口）、串行通讯数据线传给从属PLC。 通过对风向的测试，确定风力发电机组与正风向之间的夹角。 通过对风速的检测，从而限制风力发电机组的工作状态16:26:2352工作概况 风速 范围065m/s 精度0.1m/s 5m/s 风向 范围0360 精度1.0 温度 范围-40+70C 精度5.0C 加热功能16:26:2353风速风向仪 工作概况 工作原理 信号采集和通讯协议16:26:2354工作原理16:26

10、:2355工作原理风速和风向的测量波特率9600,采样周期5ms测量结果处理为1s、5min的平均值16:26:2356工作原理安装位置、温度测量16:26:2357风速风向仪 工作概况 工作原理 信号采集和通讯协议16:26:2358信号采集和通讯协议风速风向仪与RS232/RS485转换设备的RS485接口连接根据转换接口拨码设置不同，连接方式也不同。PLC与风速仪间数据传输遵照RS232协议风速仪信号有RXD、RXD、TXD、TXD、24V电源。6（RXB）53（TXB）47（RXA）24（TXA）1双工模式 （8、9 off）6（RXB）457（RXA）12单工模式 （8、9 on）R

11、S422接口端子风速仪接口端子工作模式单工 双工使用中16:26:2359偏航系统的功能是什么?- 在安装时配合叶轮吊装- 调整机舱方向，最大限度的吸收风能组成- 风速风向仪- 偏航变频器- 偏航电机- 旋转编码器偏航系统16:26:2360偏航变频器 偏航变频器与从站PLC连接，使PLC通过CAN总线与偏航变频器通讯。 偏航变频器内部有独立的程序，PLC内对偏航变频器有一定的设置程序。 偏航变频器的CAN总线设置开关设置为off。 偏航变频器需要380VAC，经过PLC的程序要求，控制偏航变频器动作。16:26:2361偏航变频器程序的传输在下载完程序后，需要重新启动变频器！严禁带电插拔数据

12、线！16:26:2362偏航变频器偏航变频器存在以下两种不同的操作状态：PLC模式偏航变频器在PLC模式下工作，由PLC经过CANopen将相关频率和启动/停止命令传输。相关设置的信号决定了偏航的方向。手动模式手动模式通过连接手动控制盒连接完成。手动控制盒未连接时，偏航变频器服务在PLC模式。在手动模式下，偏航变频器通过手动操作盒上的两个按钮控制。输入信号F（手动偏航）：向左偏航输入信号R（手动偏航）：向右偏航16:26:2463手动偏航 利用三相380V交流电源和手动控制盒即可实现。16:26:2464偏航系统的功能是什么?- 在安装时配合叶轮吊装- 调整机舱方向，最大限度的吸收风能组成-

13、风速风向仪- 偏航变频器- 偏航电机- 旋转编码器偏航系统16:26:2465偏航电机 偏航电机的额定工作电压是380VAC，额定转速为1350rpm，额定功率2.2kW 偏航电机通过偏航齿轮箱与偏航大齿圈咬合。 偏航电机有温度控制开关保护电机在正常温度范围内工作。(90度报警)16:26:2466偏航电机 刹车反馈 温度控制开关16:26:2467偏航系统故障列表错误排除后需复位！16:26:2468偏航系统的功能是什么?- 在安装时配合叶轮吊装- 调整机舱方向，最大限度的吸收风能组成- 风速风向仪- 偏航变频器- 偏航电机- 旋转编码器偏航系统16:26:2469旋转编码器旋转编码器主要执

14、行两个任务第一，检测机舱偏航超出工作位置。第二，计算偏航旋转角度。16:26:2470偏航系统的功能是什么?- 在安装时配合叶轮吊装- 调整机舱方向，最大限度的吸收风能组成- 风速风向仪- 偏航变频器- 偏航电机- 旋转编码器工作情况- 偏航变频器与PLC连接，控制偏航电机的动作- 四个偏航电机统一协调工作，达到偏航目的- 偏航计数器对偏航角度进行计算，反馈报警信号- 左右方向偏航极限700度限制报警偏航系统16:26:2471主要内容 电控部分主要由以下几个方面组成： Training 1500 Control Training 1500 Yaw Training 1500 Brake Tr

15、aining 1500 Oil Training 1500 Water Training 1500 Converter Training 1500 pitch Training 1500 Battery Training 1500 Safety Chain Training 1500 Other16:26:2472Brake16:26:2473为什么我们需要制动器?应用于以下情况： - 过速 - 紧急停机- 风机进行维护时- 为了锁上叶轮锁Brake主要功能16:26:2474如何操作制动器?-自动模式自动控制-服务模式由控制面板进行操作-叶轮锁齿轮箱旁边的叶轮锁Brake16:26:2475

16、Brake传感器 刹车压力传感器 刹车调整传感器 刹车打开反馈 刹车调整反馈 刹车警告传感器 刹车片磨损报警16:26:2476Brake16:26:2477Brake16:26:2578Brake16:26:2579Brake16:26:2580Brake16:26:2581主要内容 电控部分主要由以下几个方面组成： Training 1500 Control Training 1500 Yaw Training 1500 Brake Training 1500 Oil Training 1500 Water Training 1500 Converter Training 1500 pit

17、ch Training 1500 Battery Training 1500 Safety Chain Training 1500 Other16:26:2582Oil Cooling16:26:2583Oil原则油冷的目的是什么油冷的目的是什么?- 为齿轮箱润滑为齿轮箱润滑- 冷却齿轮油冷却齿轮油组成组成- 齿轮箱齿轮箱- 油冷泵、过滤器、温度传感器油冷泵、过滤器、温度传感器- 油冷风扇油冷风扇工作情况工作情况- 到齿轮箱和冷却系统分两套回路到齿轮箱和冷却系统分两套回路- 由参数的设定而决定油路由参数的设定而决定油路16:26:2584Oil16:26:2585Oil Pictures16:

18、26:2586Oil Pictures16:26:2587Oil Pictures16:26:2688Oil Pictures16:26:2689主要内容 电控部分主要由以下几个方面组成： Training 1500 Control Training 1500 Yaw Training 1500 Brake Training 1500 Oil Training 1500 Water Training 1500 Converter Training 1500 pitch Training 1500 Battery Training 1500 Safety Chain Training 1500

19、Other16:26:2690Water16:26:2691Water 为什么要有水冷系统？ 对发电机、变频器、机柜进行冷却。 组成 水泵、温度感应模块或三相阀 没有风扇的冷却器 没有过滤器 传感器：冷水温度、热水温度、水压力 状况 温度感应模块或三相阀在软件中不起作用16:26:269216:26:2693水管分布16:26:2694水流：PLC通过压力开关检测意外泄漏。发电机流速： 50l/min在50l/min下的压力：0.8bar机舱变频器机柜流速： 60l/min在60l/min下的压力：1barWater16:26:2695主要内容 电控部分主要由以下几个方面组成： Trainin

20、g 1500 Control Training 1500 Yaw Training 1500 Brake Training 1500 Oil Training 1500 Water Training 1500 Converter Training 1500 pitch Training 1500 Battery Training 1500 Safety Chain Training 1500 Other16:26:2696Converter16:26:2697Converter16:26:2698Converter16:26:2699Converter16:26:26100SL1500中变频器

21、功能介绍 变桨用变频器为伺服系统。 硬件上，变桨用变频器采用了一公共整流，三个变桨变频器通过逆变控制电机。 软件上，变桨用变频器采用矢量控制，并进行位置控制，从而对桨叶角度进行快速、准确的调节。16:26:26101SL1500中变频器功能介绍 偏航用变频器为开环系统。 硬件上，偏航用变频器采用了一拖多的控制拓扑结构：即一台变频器控制四台电机。 软件上，变桨用变频器采用开环控制，由PLC接受凸轮的位置反馈信号，并向变频器发出速度控制指令、启动时间等信息，从而调节了偏航角度。16:26:26102SL1500中变频器功能介绍 发电机用变频器。 硬件上，发电机用变频器为IGBT整流变频器，SVPW

22、M(空间矢量脉宽调制 )技术。16:26:26103SL1500中变频器功能介绍 发电机侧变频器与发电机转子相连。 功率容量上，两倍于网侧变频器。 软件上，发电机侧变频器采用矢量控制，接受来自发电机的速度反馈并进行解藕。16:26:26104 电机侧变频器 发电机力矩控制 功率因数调节 发电机同步 速度监视 Crowbar触发16:26:26105SL1500中变频器功能介绍 网侧变频器与电网连接。16:26:26106LSC和GSC的目的 电网侧变频器 控制DC母线 预充电 线路滤波同步处理 电网监视16:26:26107SL1500中变频器功能介绍 变频器具有以下特点： 系统元件按20年使

23、用寿命设计。系统可在恒定的转矩或功率下工作，突变转矩和作用在机械部件上的合力被有效地减到最小，因此使用寿命更长。 变频器可以通过控制柜上的按钮、PC机或者自动控制系统来操作。当发出启动信号时，变频器可在设定的速度范围内自动运行或者由PLC控制系统根据输入参数控制变频器自动运行。 紧凑、体积小。 防护等级为IP55，有效的防尘防水。 冷却系统采用空水冷冷却方式。功率变频器内部通过位于柜侧的空气水换热器进行冷却。此外在功率变频器内有一套专门冷却功率半导体的空气水换热器。有效散热、防止变频器温度过高，保护器件和系统。16:26:27108发电机16:26:27109 变速恒频发电机组具有以下优点：

24、双馈异步发电机只处理转差能量就可以控制电机的力矩和无功功率，降低了变频器的造价。变频器的容量仅为总机组容量的1/3左右。在最大输出功率时，转子和定子共发出1.5MW的电能。转差频率调节,调速范围为发电机同步转速的33.3。降低控制系统成本、减少系统损耗，提高效率。 功率因数可调，发电机组具有无功功率控制能力，功率因数可恒为1。根据需要，功率因数可在额定电压下最大达到容性0.95，感性0.90。 低风速时能够根据风速变化，在运行中保持最佳叶尖速比以获得最大风能；高风速时储存或释放风能量，提高传动系统的柔性，使功率输出更加平稳。 先进的双PWM变频器，实现四象限运行。 变速恒频技术大幅延长了核心部

25、件的使用寿命，同时显著提高发电量。 16:26:27110直驱发电机能量流图直驱发电机能量流图93.2% 电网电网100%变频器变频器发电机发电机4.0%2.8%功率损耗功率损耗 功率损耗功率损耗16:26:27111双馈感应电机能量流图双馈感应电机能量流图77.8% 100%19.4%0.8% 能量损耗能量损耗变频器变频器18.6%96.4% 电网电网2.8%发电机发电机16:26:27112 交流励磁变速恒频风力发电机发电系统结构图如下所示，其中省略了变压器、滤波器等构件。其中定子接入电网，转子绕组由频率、相位、幅值都可以调节的三相低频交流励磁电流16:26:27113并网过程演示16:2

26、6:27114主要内容 电控部分主要由以下几个方面组成： Training 1500 Control Training 1500 Yaw Training 1500 Brake Training 1500 Oil Training 1500 Water Training 1500 Converter Training 1500 pitch Training 1500 Battery Training 1500 Safety Chain Training 1500 Other16:26:27115Pitch主要功能为什么要有变桨系统？ 在风速小于目标风速时，通过调整叶片角度，来得到最佳的发电功率

27、。 当风速大于目标风速时，变桨系统调节叶片角度，控制风机的速度和功率维持在一个最优的水平。 当安全链断开的时候，把叶片转到顺桨位置（安全运行），把风轮当成一个空气动力学的刹车来使用。 利用风和叶轮的相互作用，减小摆动从而将机械负载最小化。变桨系统是如何实现的？- 从站PLC控制操作- 电气变桨系统，3个通过变频器控制的辅助马达间接变速装置（伺服电机）。- 机舱内的电池系统。16:26:27116轮毂轴承小齿轮避雷装置玻璃钢外壳Pitch16:26:27117结构： 变桨制动器轮毂轮毂变桨控制柜变桨限位撞块变桨接近开关缓冲器极限工作位置开关极限工作位置撞块轮毂罩分隔壁导流帽变桨控制原理与功能16

28、:26:27118Pitch16:26:27119滑环系统每个叶片一个配备 - 变桨机柜 - 变桨驱动 (齿轮箱, 补助马达间接变速 装置, 编码器，飞轮单元，刹车) - 接近传感器 - 工作位置开关 变桨机柜包括 - 变桨变频器, 刹车断路器, - 总开关, 230VAC 工组插头 - 机柜加热器 - 继电器Pitch16:26:27120 与其他类型的风力发电机组相比，减少了元件的数量。 刹车系统有完整的空气动力学故障保护。 轮毂内没有电池。 可以对单个叶片控制 (IPC)。Pitch16:26:27121Pitch16:26:27122Pitch16:26:28123风向顺桨位置变桨电机

29、小齿轮变桨齿轮边缘工作位置大约90度的调节范围Pitch16:26:28124两个独立的刹车系统：电气机械Pitch16:26:28125 叶片垂直向下是，变桨从叶片垂直向下是，变桨从0度转向度转向86度度010203040506005000100001500020000250003000035000(ms)(Nm) (A)变桨力矩电流86 position0 positionPitch16:26:28126Pitch电缆的固定16:26:28127主要内容 电控部分主要由以下几个方面组成： Training 1500 Control Training 1500 Yaw Training 15

30、00 Brake Training 1500 Oil Training 1500 Water Training 1500 Converter Training 1500 pitch Training 1500 Battery Training 1500 Safety Chain Training 1500 Other16:26:28128Battery 为什么要电池单元？ 确保在电网短时间掉电的时候风机可以正常运行 在掉电后，变桨系统可以安全停机 掉电后，为控制系统提供24V电源16:26:28129Battery16:26:28130Battery16:26:28131Battery16:2

31、6:28132Battery16:26:28133用途用途 - 电池通过整流桥连接到普通的直流电源供电单元，确保变桨系统供电不会中断。- 风机在自动运行时，首先要检查电池系统是否正常。加热加热- 温度传感器在电池柜内，并由PLC控制。当温度在零度以下时，机柜加热启用。- 加热控制通过PLC执行。Battery16:26:28134主要内容 电控部分主要由以下几个方面组成： Training 1500 Control Training 1500 Yaw Training 1500 Brake Training 1500 Oil Training 1500 Water Training 1500

32、Converter Training 1500 pitch Training 1500 Battery Training 1500 Safety Chain Training 1500 Other16:26:29135Safety Chain安全链的目的是什么？保护风机GL证书的一部分保护风机的最后一道防线注意：必须检测决不允许修改错误是很严重的16:26:29136Safety Chain24VDC供电供电, 熔丝，急停熔丝，急停发电机超速发电机超速振动开关振动开关轮糓超速轮糓超速看门狗看门狗制动器位置制动器位置工作位置工作位置变桨驱动变桨驱动存储继电器存储继电器轮糓超速轮糓超速三个叶片故障三个叶片故障制动器打开制动器打开制动器关闭制动器关闭16:26:29