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風(fēng)幕機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展

發(fā)布時(shí)間:2023-04-26 00:00:00   點(diǎn)擊次數(shù):2090次
  風(fēng)幕機(jī)的控制系統(tǒng)是風(fēng)機(jī)的重要組成部分,它承擔(dān)著風(fēng)機(jī)監(jiān)控、自動(dòng)調(diào)節(jié)、實(shí)現(xiàn)zui大風(fēng)能捕獲以及保證良好的電網(wǎng)兼容性等重要任務(wù),它主要由監(jiān)控系統(tǒng)、主控系統(tǒng)、變槳控制系統(tǒng)以及變頻系統(tǒng)(變頻器)幾部分組成。各部分的主要功能如下:
  
  監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA):監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)全風(fēng)場(chǎng)風(fēng)機(jī)狀況的監(jiān)視與啟、停操作,它包括大型監(jiān)控軟件及完善的通訊網(wǎng)絡(luò)。
  
  主控系統(tǒng):主控系統(tǒng)是風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的主體,它實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟動(dòng)、自動(dòng)調(diào)向、自動(dòng)調(diào)速、自動(dòng)并網(wǎng)、自動(dòng)解列、故障自動(dòng)停機(jī)、自動(dòng)電纜解繞及自動(dòng)記錄與監(jiān)控等重要控制、保護(hù)功能。它對(duì)外的三個(gè)主要接口系統(tǒng)就是監(jiān)控系統(tǒng)、變槳控制系統(tǒng)以及變頻系統(tǒng)(變頻器),它與監(jiān)控系統(tǒng)接口完成風(fēng)機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的交換,與變槳控制系統(tǒng)接口完成對(duì)葉片的控制,實(shí)現(xiàn)zui大風(fēng)能捕獲以及恒速運(yùn)行,與變頻系統(tǒng)(變頻器)接口實(shí)現(xiàn)對(duì)有功功率以及無(wú)功功率的自動(dòng)調(diào)節(jié)。
  
  變槳控制系統(tǒng):與主控系統(tǒng)配合,通過(guò)對(duì)葉片節(jié)距角的控制,實(shí)現(xiàn)zui大風(fēng)能捕獲以及恒速運(yùn)行,提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行靈活性。目前來(lái)看,變槳控制系統(tǒng)的葉片驅(qū)動(dòng)有液壓和電氣兩種方式,電氣驅(qū)動(dòng)方式中又有采用交流電機(jī)和直流電機(jī)兩種不同方案。究竟采用何種方式主要取決于制造廠家多年來(lái)形成的技術(shù)路線及傳統(tǒng)。
  
  變頻系統(tǒng)(變頻)器:與主控制系統(tǒng)接口,和發(fā)電機(jī)、電網(wǎng)連接,直接承擔(dān)著保證供電品質(zhì)、提高功率因素,滿足電網(wǎng)兼容性標(biāo)準(zhǔn)等重要作用。
  
  從我國(guó)目前的情況來(lái)看,風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的上述各個(gè)組成部分的自主配套規(guī)模還相當(dāng)不如人意,到目前為止對(duì)國(guó)外品牌的依賴仍然較大,仍是風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)中zui薄弱的環(huán)節(jié)。而風(fēng)機(jī)其它部件,包括葉片、齒輪箱、發(fā)電機(jī)、軸承等核心部件已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化配套(盡管質(zhì)量水平及運(yùn)行狀況還不能令人滿意),之所以如此,原因主要有:
  
  (1)我國(guó)在這一技術(shù)領(lǐng)域的起步較晚,尤其是對(duì)兆瓦級(jí)以上大功率機(jī)組變速恒頻控制技術(shù)的研究,更是zui近幾年的事情,這比風(fēng)機(jī)技術(shù)國(guó)家要落后二十年時(shí)間。前已述及,我國(guó)風(fēng)電制造產(chǎn)業(yè)是從2005年開始的zui近四年才得到快速發(fā)展的,國(guó)內(nèi)主要風(fēng)機(jī)制造廠家為了快速搶占市場(chǎng),都致力于擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,無(wú)力對(duì)控制系統(tǒng)這樣的技術(shù)含量較高的產(chǎn)品進(jìn)行自主開發(fā),因此多直接從MITA、Windtec等國(guó)外公司采購(gòu)產(chǎn)品或引進(jìn)技術(shù)。
  
 ?。?)就風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)本身的要求來(lái)看,確有它的特殊性和復(fù)雜性。從硬件來(lái)講,風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)隨風(fēng)機(jī)一起安裝在接近自然的環(huán)境中,工作有較大振動(dòng)、大范圍的溫度變化、強(qiáng)電磁干擾這樣的復(fù)雜條件下,因此其硬件要求比一般系統(tǒng)要高得多。從軟件來(lái)講,風(fēng)機(jī)要實(shí)現(xiàn)*的自動(dòng)控制,必須有一套與之相適應(yīng)的完善的控制軟件。主控系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)和變頻器需要協(xié)同工作才能實(shí)現(xiàn)在較低風(fēng)速下的zui大風(fēng)能捕獲、在中等風(fēng)速下的定轉(zhuǎn)速以及在較大風(fēng)速下的恒頻、恒功運(yùn)行,這需要在這幾大部件中有一套、復(fù)雜的控制算法。國(guó)內(nèi)企業(yè)要*自主掌握確實(shí)需要一定時(shí)間。
  
 ?。?)風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)是與風(fēng)機(jī)特性高度結(jié)合的系統(tǒng),包括主控、變槳和變頻器在內(nèi)的控制軟件不僅算法復(fù)雜,而且其各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)定與風(fēng)機(jī)本身緊密,風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的任務(wù)不僅僅是實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)的高度自動(dòng)化監(jiān)控以及向電網(wǎng)供電,而且還必須通過(guò)合適的控制實(shí)現(xiàn)風(fēng)能捕獲的zui大化和載荷的zui小化,一般的自動(dòng)化企業(yè)即使能研制出樣機(jī),也很難得到驗(yàn)證,推廣就更加困難。而中小規(guī)模的風(fēng)機(jī)制造商又無(wú)力進(jìn)行這樣的開發(fā)。
  
  即便如此,國(guó)內(nèi)企業(yè)通過(guò)這幾年的努力,已經(jīng)在控制系統(tǒng)主要部件的開發(fā)上取得了積極進(jìn)展,已基本形成了自主的技術(shù)開發(fā)能力,所欠缺的主要是產(chǎn)品的大規(guī)模投運(yùn)業(yè)績(jī)以及技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)積累。比如,作為風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)中技術(shù)含量zui高的主控系統(tǒng)和變頻器,國(guó)內(nèi)企業(yè)在自主開發(fā)上已取得重要進(jìn)展。東方自控經(jīng)過(guò)幾年的努力,已成功開發(fā)出DWS5000風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng),并已完成各種測(cè)試及風(fēng)機(jī)運(yùn)行驗(yàn)證,實(shí)現(xiàn)了規(guī)?;a(chǎn),基本形成了自主開發(fā)能力??浦Z偉業(yè)也研制出了兆瓦級(jí)機(jī)組的控制系統(tǒng)。在變頻器方面,東方自控、合肥陽(yáng)光、清能華福、科諾偉業(yè)等一批企業(yè)也異軍突起,開發(fā)出了大功率雙饋及直驅(qū)機(jī)型的變頻器,產(chǎn)品已有小批量在風(fēng)場(chǎng)投運(yùn),呈獻(xiàn)出可喜的發(fā)展勢(shì)頭。
  
 
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