풍력 발전소의 중앙 관측 시스템 솔루션

요약:청정 에너지원 중 하나인 풍력 발전소의 설치 용량은 최근 몇 년 동안 급속도로 증가했습니다. 풍력 발전소는 육상 풍력 발전소와 해상 풍력 발전소로 나뉘어 있습니다. 일반적으로,그들은 멀리 떨어진 곳에 있습니다., 분산된 시설과 혹독한 환경으로 인해풍력 발전소는 원격 모니터링 시스템이 필요해 운영 및 유지보수 직원들이 풍력 발전소 운영을 보다 효율적으로 관리할 수 있도록 지원합니다..

키워드:풍력 발전소, 중앙 관측 시스템, 박스 트랜스포머 측정 및 제어 장치

1풍력 발전소의 전기 장비

각 발전기 세트의 상부 객실은 터빈 발전기가 장착되어 있으며, 앞쪽 끝은 조절 가능한 팬 블레이드입니다.이 시스템은 다른 바람 조건에 따라 팬 블레이드의 기울기 각도를 조정할 수 있습니다. 팬 블레이드의 일반적인 속도는 10-15 rpm 포인트, 게어박스를 통해 1500 rpm의 속도에 조율 할 수 있습니다.또한 산업용 PLC는 제어 및 관련 데이터 수집을 위해 기계실에서 구성됩니다.바람 속도, 바람 방향, 회전 속도, 전력 생산의 활성 전력 및 반응 전력 및 기타 관련 데이터는 PLC를 통해 수집됩니다.그리고 생성기는 수집된 데이터를 통해 실시간으로 제어됩니다.육상에서는 풍력 타워의 바닥에 박스 트랜스포머가 설치되어 전력과 지리적 조건에 따라여러 개의 풍력 터빈이 한 번 증폭되고 증폭 서브 스테이션에 동결하기 위해 병렬로 연결됩니다.. 전기를 네트워크로 전송. 풍력 공장의 전기 배선 도표는 그림 1에 표시됩니다. 팬에서 방출되는 전압은 일반적으로 0.69kV입니다.박스 트랜스포머에 의해 10kV 또는 35kV로 증가여러 개의 병렬 합천 후, 그들은 단계식 변속소의 저전압 측면 버스 바에 연결되고, 그 다음 주요 트랜스포머에 의해 110kV 또는 더 높게 증가합니다. 전력 네트워크로.

해상 풍력 발전의 열악한 환경 (고위 습도, 높은 소금 밀도) 으로 인해 육상 풍력 발전과는 다릅니다.1차 부양에 사용되는 건조형 변압기는 류트 팬의 엔진 상부에 통합되어 있습니다., 이는 전체 단위의 발자국 문제를 해결하는 것뿐만 아니라 더 낮은 위치에 변환기를 설치함으로써 발생하는 보호의 어려움을 피합니다.

그림 1 풍력 발전소의 전기 배선 도표

2- 풍력 발전소의 보호 및 측정 및 제어 장비

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, 중간에 2번의 부양이 필요합니다 전력망에 통합되기 전에 전력망에는 많은 수의 전기 장비가 있으며,그리고 모든 연결의 장애가 풍력 발전소의 정상적인 운영에 영향을 미칠 것입니다.따라서 풍력 발전소의 운영 상태를 종합적으로 모니터링하기 위해 풍력 발전소의 모든 링크에 보호 및 측정 및 제어 장치를 설치해야합니다.그림 2는 풍력 발전소의 보호 및 측정 및 제어 장치의 구성의 스케마 도표입니다..

그림 2 풍력 발전소의 보호 측정 및 제어 장치의 구성 도표

2.1 박스 트랜스포머 측정 및 제어 장치

육상 풍력 발전소에서 선 손실을 줄이기 위해, 0.69/35 ((10) kV 박스형 부스터 스테이션은 일반적으로 풍력 터빈 옆에 설치됩니다.풍력 공장의 풍력 터빈 사이의 거리는 수백 미터입니다중앙 제어실에서 멀리 떨어져 있습니다. 스텝업 트랜스포머는 열린 분야에서 위치하고 있으며 자연 환경은 상대적으로 가혹하므로 수동 검사가 어렵습니다.상자형 변압기의 측정 및 제어 장치는 풍력 발전소의 모니터링 시스템의 핵심 부분입니다., 상자형 트랜스포머의 지능적인 관리를 실현합니다. 상자 스테이션 측정 및 제어 장치는 풍력 발전 상자 스테이션을 보호하고 원격 모니터링 할 수 있습니다."리모트 신호"의 기능을 완전히 실현, 원격 측정, 원격 제어 및 원격 조정"을 통해 풍력 발전소 운영 및 유지 보수 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

그림 3 풍력 발전소 상자 역 측정 및 제어 장치

AM6-PWC 박스형 변압기 보호 측정 및 제어 장치는 보호, 측정 및 제어 기능을 통합한 통합 장치입니다.풍력 발전 및 태양광 발전 발전기의 다른 요구 사항에 대한 통신그 기능적 구성은 아래 표에서 나타납니다.

2.2 저전압 부류선 및 버스바 보호 측정 및 제어

여러 개의 풍력 터빈은 처음으로 35 (10) kV로 부양되고, 그 다음 단계 상부 역의 저전압 측면 버스 바에 연결된 회로를 형성하기 위해 병렬로 연결됩니다. 포괄적 인 모니터링을 달성하기 위해 선에는 선 보호 장치, 다기능 측정 및 제어 장치, 전력 품질 모니터링 장치,및 라인 전기 보호의 실시간 모니터링을 실현하기 위해 무선 온도 측정 장치, 측정 및 온도, 그리고 저전압 측면 버스바에는 활 보호 장치가 장착됩니다.

표 1 저전압 옆선, 버스바 보호 측정 및 제어 구성

2.3 주 트랜스포머 보호 측정 및 제어

풍력 터빈의 전력 생산이 저전압 측면 버스 바에 합류 한 후, 주요 트랜스포머를 통해 110kV로 증가하고 네트워크에 연결됩니다.주 트랜스포머는 차차 보호 장치가 장착되어 있습니다., 높은 백업 보호, 낮은 백업 보호, 비 전기 보호, 측정 및 제어 장치, 트랜스포머 온도 제어, 보호 실현을 위해 기어 송신기,주 트랜스포머의 측정 및 제어 기능, 중앙집단 화면 설치

표 2 주요 트랜스포머 보호 측정 및 제어 구성

2.4 고전압 선 보호 측정 및 제어

풍력 발전소에서 생산되는 전기 에너지는 두 번 110kV로 증가하고 전력망에 통합됩니다. 110kV 라인은 광섬유 차이 보호 장치가 장착되어 있습니다.원격 보호, 섬화 방지 장치 및 측정 및 제어 장치.

표 3 110kV 선 보호 측정 및 제어 구성

3풍력 발전소 모니터링 시스템

풍력 발전소 모니터링 플랫폼은 풍력 발전소의 운영 상태와 풍력 터빈의 실시간 데이터를 모니터링하고 제어하고 관리합니다.풍력발전소의 신뢰성 및 운영 효율성을 향상시킵니다., 유지보수 비용을 줄이고 지능적인 관리를 실현합니다.

풍력 공장은 상대적으로 넓은 면적을 차지하고 장비는 흩어져 있습니다. 시스템은 데이터 통신 신뢰성과 실시간 성능에 대해 상대적으로 높은 요구 사항을 가지고 있습니다.조건이 허락한다면, 광섬유 리던던트 링 네트워크는 데이터 수집 및 통신에 사용될 수 있으며, LORA 무선 방법은 또한 데이터 전송에 사용될 수 있습니다.

그림 4 풍력 발전소 모니터링 시스템 다이어그램

유출 팬 유닛 PLC와 박스 트랜스포머 측정 및 제어 장치의 데이터는 광섬유 링 네트워크를 통해 제어실의 데이터 서버에 업로드됩니다.그리고 부스터 스테이션의 종합 자동화 시스템의 데이터는 이더넷을 통해 데이터 서버에 업로드됩니다.송신기, DC 시스템 및 다른 스마트 기기는 통신 관리 기계에 연결되어 서버에 데이터를 업로드합니다.

3.1 풍력 발전소 모니터링

전체 풍력 공장의 기본 매개 변수 (바람 속도, 힘, 속도 등) 를 포괄적으로 표시하고 매일 전력 생산, 월간 전력 생산을 실현 할 수 있습니다.전력 생산의 연간 모니터링은 드래그 팬의 작동 상태를 실시간 모니터링하기 위해 편리합니다.

3.2 승무원 감시

단위의 각 제어 모듈의 매개 변수 및 제어 상태를 모니터링합니다. 여기에는: 피치, 기어, 기어박스, 제너레이터, 수압 역, 엔진 룸, 컨버터, 전력 네트워크, 안전 체인, 토크,주축, 타워 베이스, 풍력 지표 등 각 모듈의 매개 변수, 결함 및 트렌드 그래프의 포괄적인 표시를 실현.

3.3 실시간 데이터 표시

바람 공장의 류트 팬, 서브 스테이션 및 기타 장비는 센서와 모니터링 장비로 장착되어 작동 전기 데이터, 온도,진동 및 장비의 다른 매개 변수 실시간, 그리고 이상 발생 시 적시에 경고합니다.

3.4 전력 관리

액티브 및 반응성 매개 변수 표시 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 생산 보고서

풍력 발전, 풍력 발전소 성능 지표 및 새로운 에너지 단위와 같은 중요한 매개 변수에 대한 표시 및 보고서 보고서 기능시간 차원 (일) 에 따라 각 풍력 발전소 장비의 운영에 대한 지원 통계날짜, 달 및 년의 질의 방법에 따라 중요한 매개 변수는 항목별로 분류되고 계산되며 보고서를 생성합니다.

3.6 통계적 분석

다양한 통계 분석 기능을 지원하고, 데이터의 잠재적인 가치를 최대한 활용하고, 에너지 절감 최적화 솔루션을 제공하고, 관리자에게 의사 결정 기반을 제공합니다.기업 경영 수준을 실질적으로 향상시킬 수 있습니다., 그리고 마지막으로 에너지 절감, 배출량 감축 및 과학적 생산의 목표를 달성합니다. 분석 방법에는 오류 통계, 전력 곡선, 가용성 통계, 풍광 다이어그램,풍속 전력 보고, 월간 및 일일 사용량 및 다운타임 통계 등

참조:

[1] 아크렐 엔터프라이즈 마이크로 그리드 설계 및 응용 설명서. 2022 버전.05