Giải pháp hệ thống giám sát tập trung cho các trang trại gió

Tóm lại:Là một trong những nguồn năng lượng sạch, công suất lắp đặt của các trang trại gió đã tăng nhanh chóng trong những năm gần đây.chúng nằm ở những địa điểm xa xôi, với các thiết bị phân tán và môi trường khắc nghiệt.Các trang trại gió cần một hệ thống giám sát từ xa để tạo điều kiện cho nhân viên vận hành và bảo trì để quản lý hoạt động trang trại gió hiệu quả hơn.

Từ khóa:trang trại gió, hệ thống giám sát tập trung, thiết bị đo và điều khiển biến áp hộp

1Thiết bị điện cho các trang trại gió

Cabin trên cùng của mỗi bộ máy phát điện được trang bị một máy phát điện tua-bin, và đầu trước là một cánh quạt có thể điều chỉnh.Hệ thống có thể điều chỉnh góc nghiêng của cánh quạt theo các điều kiện gió khác nhau. Tốc độ chung của cánh quạt là 10-15 điểm rpm, thông qua hộp số có thể được điều chỉnh đến một tốc độ 1500 rpm để lái máy phát điện.Một PLC công nghiệp cũng được cấu hình trong phòng máy để điều khiển và thu thập dữ liệu liên quanTốc độ gió, hướng gió, tốc độ xoay, công suất hoạt động và công suất phản ứng của sản xuất điện và các dữ liệu liên quan khác được thu thập thông qua PLC,và máy phát điện được điều khiển trong thời gian thực thông qua dữ liệu thu thậpTrên đất liền, một bộ biến áp hộp được lắp đặt ở đáy của tháp gió để chịu trách nhiệm tăng và hội tụ.nhiều tuabin gió được tăng cường một lần và kết nối song song để hội tụ với trạm phụ tăng cường. Gửi điện vào lưới điện. Biểu đồ dây điện của trang trại gió được hiển thị trong hình 1.được tăng lên 10kV hoặc 35kV bởi bộ biến áp hộpSau nhiều lần hội tụ song song, chúng được kết nối với thanh buýt bên điện áp thấp của trạm phụ bước lên, và sau đó được tăng lên 110kV hoặc cao hơn bởi biến áp chính vào lưới điện.

Khác với năng lượng gió trên đất liền, do môi trường khắc nghiệt của năng lượng gió ngoài khơi (lượng ẩm cao, mật độ muối cao),bộ biến áp loại khô được sử dụng để tăng cường ban đầu được tích hợp trong khoang động cơ của quạt hút, điều này không chỉ giải quyết vấn đề của toàn bộ đơn vị mà còn tránh được khó khăn bảo vệ do lắp đặt biến áp ở vị trí thấp hơn.

Hình 1 Sơ đồ sơ đồ dây điện của trang trại gió

2Thiết bị bảo vệ và đo lường và điều khiển cho các trang trại gió

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 connection, giữa cần được tăng cường hai lần trước khi được sáp nhập vào lưới lưới điện có một số lượng lớn và các loại thiết bị điện,và bất kỳ sự cố nào trong bất kỳ liên kết nào sẽ ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của trang trại gióDo đó, cần thiết phải thiết lập các thiết bị bảo vệ và đo lường và kiểm soát ở tất cả các liên kết của trang trại gió để theo dõi toàn diện tình trạng hoạt động của trang trại gió.Hình 2 là sơ đồ cấu hình của các thiết bị bảo vệ và đo lường và điều khiển của trang trại gió.

Hình 2 Biểu đồ cấu hình của các thiết bị đo lường và điều khiển bảo vệ cho các trang trại gió

2.1 Thiết bị đo và điều khiển biến áp hộp

Để giảm tổn thất đường dây trong các trang trại gió trên đất liền, một trạm tăng cường loại hộp 0,69/35 ((10) kV thường được lắp đặt bên cạnh tuabin gió.Khoảng cách giữa các tuabin gió trong trang trại gió là hàng trăm métCác bộ biến đổi bước lên nằm trong lĩnh vực mở, và môi trường tự nhiên tương đối khắc nghiệt, khiến kiểm tra thủ công khó khăn.Thiết bị đo lường và điều khiển của biến áp hộp là phần cốt lõi của hệ thống giám sát của trang trại gióThiết bị đo lường và điều khiển trạm điện gió có thể bảo vệ và theo dõi từ xa trạm điện gió,hoàn toàn nhận ra các chức năng của "điện hiệu tín hiệu từ xa, đo từ xa, điều khiển từ xa và điều chỉnh từ xa", và cải thiện đáng kể hiệu quả hoạt động và bảo trì trang trại gió.

Hình 3 Thiết bị đo và điều khiển trạm hộp của trang trại gió

Thiết bị đo và điều khiển bảo vệ biến áp loại hộp AM6-PWC là một thiết bị tích hợp tích hợp bảo vệ, đo và điều khiển,và thông tin liên lạc cho các yêu cầu khác nhau của điện gió và biến áp photovoltaicCấu hình chức năng của nó được hiển thị trong bảng dưới đây.

2.2 đo lường và kiểm soát bảo vệ đường bên và thanh buýt điện áp thấp

Nhiều tua bin gió được tăng lên 35 (10) kV lần đầu tiên và sau đó kết nối song song để tạo thành một mạch kết nối với thanh buýt bên điện áp thấp của trạm phụ tăng. Để đạt được giám sát toàn diện, đường dây được trang bị các thiết bị bảo vệ đường dây, các thiết bị đo lường và kiểm soát đa chức năng, các thiết bị giám sát chất lượng điện,và thiết bị đo nhiệt độ không dây để nhận ra theo dõi thời gian thực của bảo vệ điện đường dây, đo lường và nhiệt độ, và các thanh bus bên điện áp thấp được trang bị các thiết bị bảo vệ cung.

Bảng 1 Đường dây bên điện áp thấp, đo lường bảo vệ thanh bus và cấu hình điều khiển

2.3 đo lường và kiểm soát bảo vệ biến áp chính

Sau khi sản xuất điện tuabin gió được kết hợp với thanh buýt bên điện áp thấp, nó được tăng lên 110kV thông qua biến áp chính và kết nối với lưới điện.Máy biến áp chính được trang bị bảo vệ khác biệt, bảo vệ dự phòng cao, bảo vệ dự phòng thấp, bảo vệ không điện, thiết bị đo lường và điều khiển, điều khiển nhiệt độ biến áp và bộ truyền bánh để thực hiện bảo vệ,chức năng đo lường và điều khiển của biến áp chính, và lắp đặt màn hình nhóm tập trung.

Bảng 2 Đánh giá bảo vệ biến áp chính và cấu hình điều khiển

2.4 đo lường và kiểm soát bảo vệ đường dây cao áp

Năng lượng điện được tạo ra bởi trang trại gió được tăng gấp đôi lên 110kV và sau đó được kết hợp vào lưới điện.bảo vệ từ xa, bảo vệ chống đảo, và các thiết bị đo lường và điều khiển.

Bảng 3 Đo và cấu hình điều khiển bảo vệ đường dây 110kV

3Hệ thống giám sát trang trại gió

Nền tảng giám sát trang trại gió thực hiện giám sát, kiểm soát và quản lý tình trạng hoạt động của trang trại gió và dữ liệu thời gian thực của các tuabin gió,cải thiện độ tin cậy và hiệu quả hoạt động của trang trại gió, giảm chi phí bảo trì, và nhận ra quản lý thông minh.

Công viên gió bao gồm một khu vực tương đối rộng và các thiết bị được phân tán. Hệ thống có yêu cầu tương đối cao về độ tin cậy truyền thông dữ liệu và hiệu suất thời gian thực.Nếu điều kiện cho phép, mạng lưới vòng thừa sợi quang có thể được sử dụng để thu thập và truyền thông dữ liệu, và phương pháp không dây LORA cũng có thể được sử dụng để truyền dữ liệu.

Hình 4 Biểu đồ hệ thống giám sát trang trại gió

Dữ liệu của đơn vị quạt kéo PLC và thiết bị đo và điều khiển biến áp hộp được tải lên máy chủ dữ liệu trong phòng điều khiển thông qua mạng lưới vòng sợi quang,và dữ liệu của hệ thống tự động hóa toàn diện của trạm tăng cường được tải lên máy chủ dữ liệu thông qua EthernetCác bộ phát, hệ thống DC và các thiết bị thông minh khác được kết nối với máy quản lý truyền thông để tải dữ liệu lên máy chủ.

3.1 Giám sát trang trại gió

Hiển thị toàn diện các thông số cơ bản của toàn bộ quạt gió trang trại (bao gồm tốc độ gió, sức mạnh, tốc độ, vv), và có thể nhận ra sản xuất điện hàng ngày, sản xuất điện hàng tháng,Việc giám sát hàng năm của sản xuất điện là thuận tiện để theo dõi thời gian thực của tình trạng hoạt động của quạt hút.

3.2 Giám sát phi hành đoàn

Theo dõi các thông số và trạng thái điều khiển của mỗi mô-đun điều khiển trong đơn vị, bao gồm: độ cao, đường nghiêng, hộp số, máy phát điện, trạm thủy lực, phòng máy, chuyển đổi, lưới điện, chuỗi an toàn, mô-men xoắn,trục chínhThực hiện hiển thị toàn diện các thông số, lỗi và biểu đồ xu hướng của mỗi mô-đun.

3.3 Hiển thị dữ liệu trong thời gian thực

Cây quạt, trạm phụ và các thiết bị khác trong trang trại gió được trang bị cảm biến và thiết bị giám sát có thể thu thập dữ liệu điện hoạt động, nhiệt độ,rung động và các thông số khác của thiết bị trong thời gian thực, và đưa ra cảnh báo kịp thời trong trường hợp bất thường.

3.4 Quản lý năng lượng

Hiển thị các thông số hoạt động và phản ứng, 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 Báo cáo sản xuất

Hiển thị và báo cáo các chức năng báo cáo cho các thông số quan trọng như năng lượng gió, chỉ số hiệu suất trang trại gió và năng lượng mới đơn vị,và hỗ trợ thống kê hoạt động của mỗi thiết bị trang trại gió theo chiều dài thời gian (ngàyTheo phương pháp truy vấn ngày, tháng và năm, các thông số quan trọng được phân loại và đếm theo mục, và báo cáo được tạo ra.

3.6 Phân tích thống kê

Hỗ trợ một loạt các chức năng phân tích thống kê, khai thác đầy đủ giá trị tiềm năng của dữ liệu, cung cấp các giải pháp tối ưu hóa tiết kiệm năng lượng, cung cấp cơ sở ra quyết định cho các nhà quản lý,Cải thiện mức độ quản lý của các doanh nghiệp theo cách thực tế, và cuối cùng đạt được mục tiêu tiết kiệm năng lượng, giảm phát thải và sản xuất khoa học.Báo cáo sức mạnh tốc độ gió, thống kê sử dụng hàng tháng và hàng ngày và thời gian ngừng hoạt động, vv

Địa chỉ:

[1] Hướng dẫn thiết kế và ứng dụng Acrel Enterprise Microgrid. Phiên bản 2022.05