Soluzione di sistema di monitoraggio centralizzato per parchi eolici

Riassunto:In quanto una delle fonti di energia pulita, la capacità installata dei parchi eolici è cresciuta rapidamente negli ultimi anni.si trovano in località remote, con installazioni disperse e ambienti difficili.I parchi eolici hanno bisogno di un sistema di monitoraggio remoto per facilitare il personale di gestione e manutenzione per gestire le operazioni dei parchi eolici in modo più efficiente.

Parola chiave:Parco eolico, sistema di monitoraggio centralizzato, dispositivo di misurazione e controllo del trasformatore a scatola

1.Apparecchiature elettriche per parchi eolici

La cabina superiore di ciascun gruppo generatore è dotata di un generatore a turbina e l'estremità anteriore è una lama regolabile.Il sistema può regolare l'angolo di inclinazione della lama del ventilatore in base alle diverse condizioni del vento. La velocità generale della lama del ventilatore è di 10-15 punti rpm, attraverso il cambio può essere regolato a una velocità di 1500 rpm per guidare il generatore.Un PLC industriale è inoltre configurato nella sala macchine per il controllo e la raccolta di dati correlati. La velocità del vento, la direzione del vento, la velocità di rotazione, la potenza attiva e la potenza reattiva della generazione di energia e altri dati correlati sono raccolti tramite il PLC,e il generatore è controllato in tempo reale attraverso i dati raccoltiSu terra, un trasformatore a scatola è installato in fondo alla torre eolica per essere responsabile del rinforzo e della convergenza.le turbine eoliche multiple sono potenziate una volta e collegate in parallelo per convergere alla sottostazione di potenziamento. inviare elettricità alla rete. Il diagramma di cablaggio elettrico del parco eolico è mostrato nella Figura 1.il quale è alimentato a 10 kV o 35 kV dal trasformatore a scatolaDopo molteplici confluenze parallele, sono collegati alla barra laterale a bassa tensione della sottostazione step-up, e quindi potenziati a 110 kV o superiore dal trasformatore principale nella rete elettrica.

A differenza dell'energia eolica terrestre, a causa dell'ambiente rigido dell'energia eolica offshore (alta umidità, alta densità di sale),il trasformatore a secco utilizzato per il rinforzo primario è integrato nel vano motore del ventilatore a presa, che non solo risolve il problema dell'impressione dell'intera unità, ma evita anche la difficoltà di protezione causata dall'installazione del trasformatore in posizione più bassa.

Figura 1 Diagramma schematico del cablaggio elettrico del parco eolico

2- attrezzature di protezione, misura e controllo per parchi eolici

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 connectionLa rete elettrica ha un gran numero e tipi di apparecchiature elettriche.e qualsiasi guasto in qualsiasi collegamento influenzerà il normale funzionamento del parco eolicoPertanto, è necessario installare dispositivi di protezione e di misura e controllo in tutti i collegamenti del parco eolico per monitorare in modo completo lo stato operativo del parco eolico.La figura 2 è un diagramma schematico della configurazione dei dispositivi di protezione, misurazione e controllo del parco eolico..

Figura 2 Diagramma di configurazione dei dispositivi di misurazione e controllo della protezione per i parchi eolici

2.1 Dispositivo di misurazione e controllo del trasformatore a scatola

Al fine di ridurre le perdite di linea nei parchi eolici terrestri, è generalmente installata accanto alla turbina eolica una stazione di potenziamento a 0,69/35 ((10) kV.La distanza tra le turbine eoliche nel parco eolico è di centinaia di metriI trasformatori step-up sono situati in campo aperto e l'ambiente naturale è relativamente duro, il che rende difficile l'ispezione manuale.Il dispositivo di misura e di controllo del trasformatore a scatola è la parte centrale del sistema di monitoraggio del parco eolicoIl dispositivo di misurazione e di controllo della stazione di misurazione può proteggere e monitorare da remoto la stazione di misurazione e di controllo dell'energia eolica.realizzare pienamente le funzioni di "segnalazione a distanza", telemetria, telecomando e regolazione a distanza", e migliorare notevolmente l'efficienza dell'operatività e della manutenzione dei parchi eolici.

Figura 3 Dispositivo di misurazione e controllo della stazione a scatola del parco eolico

Il dispositivo di misurazione e controllo della protezione del trasformatore AM6-PWC di tipo scatola è un dispositivo integrato che integra protezione, misurazione e controllo,e di comunicazione per i diversi requisiti dei trasformatori di potenza eolica e fotovoltaicaLa sua configurazione funzionale è illustrata nella tabella seguente.

2.2 Misurazione e controllo della protezione della linea laterale e della barra di carico a bassa tensione

Molte turbine eoliche vengono potenziate per la prima volta a 35 (10) kV e successivamente collegate in parallelo per formare un circuito collegato alla barra laterale a bassa tensione della sottostazione step-up. Per ottenere un monitoraggio completo, la linea è dotata di dispositivi di protezione della linea, strumenti di misurazione e controllo multifunzionali, dispositivi di monitoraggio della qualità dell'energia,e dispositivi wireless di misurazione della temperatura per realizzare il monitoraggio in tempo reale della protezione elettrica della linea, misura e temperatura, e le barre laterali a bassa tensione sono dotate di dispositivi di protezione dell'arco.

Tabella 1 Misurazione della linea laterale a bassa tensione, protezione della barra di comando e configurazione di controllo

2.3 Misurazione e controllo della protezione del trasformatore principale

Dopo che la generazione di energia da turbina eolica è collegata al busbar laterale a bassa tensione, viene aumentata a 110 kV attraverso il trasformatore principale e collegata alla rete.Il trasformatore principale è dotato di protezione differenziale, protezione di riserva elevata, protezione di riserva bassa, protezione non elettrica, dispositivo di misurazione e controllo, controllo della temperatura del trasformatore e trasmettitore di ingranaggi per realizzare la protezione,funzione di misurazione e controllo del trasformatore principale, e installazione centralizzata di schermi di gruppo.

Tabella 2 Misurazione della protezione del trasformatore principale e configurazione del comando

2.4 Misurazione e controllo della protezione delle linee ad alta tensione

L'energia elettrica generata dal parco eolico viene potenziata due volte a 110 kV e poi incorporata nella rete elettrica.protezione a distanza, dispositivi di protezione contro l'insularità e dispositivi di misurazione e controllo.

Tabella 3 Misurazione e configurazione di controllo della protezione della linea a 110 kV

3Sistema di monitoraggio dei parchi eolici

La piattaforma di monitoraggio del parco eolico consente di monitorare, controllare e gestire lo stato operativo del parco eolico e i dati in tempo reale delle turbine eoliche,Migliora l'affidabilità e l'efficienza operativa del parco eolico, riduce i costi di manutenzione e realizza una gestione intelligente.

Il parco eolico copre una superficie relativamente ampia e le apparecchiature sono sparpagliate.Se le condizioni lo consentono, la rete ad anello ridondante in fibra ottica può essere utilizzata per la raccolta e la comunicazione dei dati e il metodo wireless LORA può essere utilizzato anche per la trasmissione dei dati.

Figura 4 Diagramma del sistema di monitoraggio del parco eolico

I dati dell'unità PLC del ventilatore di presa e del dispositivo di misurazione e controllo del trasformatore a scatola vengono caricati sul server dei dati nella sala di controllo attraverso la rete di anelli in fibra ottica.e i dati del sistema completo di automazione della stazione di potenziamento vengono caricati sul server dati tramite EthernetTrasmettitori, sistemi di corrente continua e altri dispositivi intelligenti sono collegati alla macchina di gestione della comunicazione per caricare i dati sul server.

3.1 Monitoraggio dei parchi eolici

Visualizzazione completa dei parametri di base dell'intero ventilatore a presa del parco eolico (compresa la velocità del vento, la potenza, la velocità, ecc.) e può realizzare la generazione di energia giornaliera, la generazione di energia mensile,Il monitoraggio annuale della produzione di energia è conveniente per il monitoraggio in tempo reale dello stato di funzionamento del ventilatore a presa.

3.2 Monitoraggio dell'equipaggio

monitorare i parametri e lo stato di controllo di ciascun modulo di controllo dell'unità, compresi: passo, guinzaglio, cambio, generatore, stazione idraulica, sala macchine, convertitore, rete elettrica, catena di sicurezza, coppia,albero principale, base della torre, ventometro, ecc. Realizzare la visualizzazione completa di parametri, guasti e grafici di tendenza di ciascun modulo.

3.3 Visualizzazione dei dati in tempo reale

Il ventilatore a presa, le sottostazioni e le altre apparecchiature del parco eolico sono dotati di sensori e di apparecchiature di monitoraggio in grado di raccogliere i dati elettrici di funzionamento, la temperatura,vibrazione e altri parametri dell'apparecchiatura in tempo reale, e dare avvertimenti tempestivi in caso di anomalie.

3.4 Gestione dell'energia

la visualizzazione dei parametri attivi e reattivi, 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 Relazione di produzione

Visualizzazione e segnalazione di funzioni di segnalazione per parametri importanti come l'energia eolica, gli indicatori di prestazione dei parchi eolici e l'unità di nuova energia,e statistiche di supporto del funzionamento di ciascuna attrezzatura del parco eolico in base alla dimensione temporale (giorno)Secondo il metodo di consultazione di giorno, mese e anno, i parametri importanti vengono classificati e contati per voce, e viene generato il rapporto.

3.6 Analisi statistica

Sostenere una varietà di funzioni di analisi statistica, sfruttare appieno il valore potenziale dei dati, fornire soluzioni di ottimizzazione per il risparmio energetico, fornire una base decisionale per i manager,migliorare in modo fattibile il livello di gestione delle imprese, e infine raggiungere l'obiettivo di risparmio energetico, riduzione delle emissioni e produzione scientifica.Rapporto di potenza della velocità del vento, utilizzo mensile e giornaliero e statistiche sui tempi di fermo, ecc.

Referenze:

[1] Acrel Enterprise Microgrid Design and Application Manual. Versione 2022.05