風電場機組控制系統及遠程監控11節能工程技術葉雪萍23風力發電控制系統介紹風電機組類型-并網型失速型（恒速恒頻）單速型雙速型變速恒頻雙饋式直驅式混合式失速型（恒速恒頻）機組結構

失速型（恒速恒頻）機組特點

風力發電機組的轉速不隨風速的波動而變化，始終維持恒轉速運轉，從而輸出恒定額定頻率的交流電。

系統目前普遍采用，簡單可靠，但是對風能的利用不充分，因為風力機只有在一定的葉尖速比的數值下才能達到最高的風能利用率。

變速恒頻機組結構變速恒頻機組特點

風力發電機組的轉速隨風速的波動作變速運行，但仍輸出恒定頻率的交流電。

此方式提高了風能的利用率，增加了系統的柔動性，但將導致必須增加實現恒頻輸出的電力電子設備，增加系統復雜性。風電控制系統的三大組成部分：現場風力發電機組控制單元高速環型冗余光纖以太網遠程上位機操作員站風力發電機組控制單元是每臺風機控制的核心，實現機組的參數監視、自動發電控制和設備保護等功能；每臺風力發電機組配有就地HMI人機接口以實現就地操作、調試和維護機組；高速環型冗余光纖以太網是系統的數據高速公路，將機組的實時數據送至上位機界面；上位機操作員站是風電廠的運行監視核心，并具備完善的機組狀態監視、參數報警，實時/歷史數據的記錄顯示等功能，操作員在控制室內實現對風場所有機組的運行監視及操作。上位機監控軟件的功能：①系統具有友好的控制界面。在編制監控軟件時，充分考慮到風電場運行管理的要求，使用漢語菜單，使操作簡單，盡可能為風電場的管理提供方便。②系統顯示各臺機組的運行數據，如每臺機組的瞬時發電功率、累計發電量、發電小時數、風輪及電機的轉速和風速、風向等，將下位機的這些數據調入上位機，在顯示器上顯示出來，必要時還可以用曲線或圖表的形式直觀地顯示出來。③系統顯示各風電機組的運行狀態，如開機、停車、調向、手/自動控制以及大/小發電機工作等情況，通過各風電機組的狀態了解整個風電場的運行情況。④系統能夠及時顯示各機組運行過程中發生的故障。在顯示故障時，能顯示出故障的類型及發生時間，以便運行人員及時處理及消除故障，保證風電機組的安全和持續運行。⑤系統能夠對風電機組實現集中控制。值班員在集中控制室內，只需對標明某種功能的相應鍵進行操作，就能對下位機進行改變設置狀態和對其實施控制。如開機、停機和左右調向等。但這類操作有一定的權限，以保證整個風電場的運行安全。⑥系統管理。監控軟件具有運行數據的定時打印和人工即時打印以及故障自動記錄的功能，以便隨時查看風電場運行狀況的歷史記錄情況。控制系統的基本組成

功率柜:

風力發電機組的主配電系統，包括發電機與電網連接主回路、低壓配電控制回路、電源變換、防雷保護回路等；變頻器柜:

主要是IGBT等電力電子器件組成的整流、逆變電路；電容及預充電電路；變槳距系統:主要控制葉片改變槳距角。計算機柜:包括中心控制器及其接口電路、電量采集及其安全保護電路等。風機內部控制通信部分控制系統的功能結構

風機與風機間或風機與控制中心的網絡通信部分

風電控制系統的現場控制站包括：塔座主控制器機柜機艙控制站機柜變槳距系統變流器系統現場觸摸屏站以太網交換機現場總線通訊網絡UPS電源緊急停機后備系統風電控制系統基本功能：

（1）數據采集（DAS）功能：包括采集電網、氣象、機組參數，實現控制、報警、記錄、曲線功能等（2）機組控制功能：包括自動啟動機組、并網控制、轉速控制、功率控制、無功補償控制、自動對風控制、解纜控制、自動脫網、安全停機控制等（3）遠程監控系統功能：包括機組參數、相關設備狀態的監控，歷史和實時曲線功能，機組運行狀況的累計監測等。利用CoCo做遠程監控：設備：描述CoCo-80/90CoCo

硬件,

2/4/8/16

通道CoCo

應用程序

PC

端EDM

軟件電源從發電機中接出，或者利用太陽能夾具帶三腳架的不銹鋼夾具無線網絡無線路由GPRS天線網絡服務傳感器電力夾,

電壓探針加速度,

IEPE,

數據線,

安裝附件加速度傳感器無線路由野外無線網絡天線CoCo-80：風力發電整體的監控

一個遠程監控的例子

遠程監控的優點:

具有嚴密安全傳輸手段，保障生產數據的遠程傳送，具有多級權限控制系統，分層管理，保障管理數據的安全