風力発電所の集中監視システムソリューション

概要:清潔なエネルギー源の一つとして,風力発電所の設置容量は近年急速に増加しています.風力発電所は陸上風力発電所とオフショア風力発電所に分かれています.遠隔地にある散らばった設備と厳しい環境で風力発電所には,遠隔監視システムが必要で,運用と保守スタッフがより効率的に風力発電所の運営を管理できるようにする..

キーワード:風力発電所,集中監視システム,ボックストランスフォーマー測定・制御装置

1風力発電所の電気機器

各発電機の上部キャビンはタービン発電機で装備され,前端は調節可能な扇風機ブレードです.このシステムは,風の異なる条件に応じて扇風機の刃の傾斜角を調整することができます扇風機の速度は10〜15ppmで,ギアボックスを通して1500ppmの速さに調整して発電機を動かすことができます.機械室には,制御と関連データ収集のための工業用PLCも配置されています.. 風速,風向き,回転速度,発電の活性電力と反応電力とその他の関連データは,PLCによって収集されます.収集されたデータによってリアルタイムで制御されます陸上では,ボックスのトランスフォーマーが風塔の下部に設置され, 推進と収束を担当します. 電力と地理的条件に応じて,複数の風力タービンが一度ブーストされ,ブーストするサブステーションに収束するために並行接続されます.. 電力網に電力を送る. 風力発電所の電気配線図は,図1に示されています. 扇風機が放出する電圧は一般的に0.69kVです.箱変圧器で10kVまたは35kVに電力を上げられる複数の並列合流の後,彼らはステップアップサブステーションの低電圧サイドバスバーに接続され,その後,メイントランスフォーマーによって110kVまたはそれ以上に増加します.

陸上風力発電とは異なり,海上風力発電の厳しい環境 (高湿度,高塩密度)主要増強に使用される乾式トランスフォーマーが吸気扇のエンジンコンパクトに組み込まれている.装置全体の足跡の問題だけでなく,低位置に変圧器を設置することで生じる保護の困難を回避します.

図 1 風力発電所の電気配線図

2風力発電所の保護・測定・制御機器

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電力網には多くの電気機器があり,その種類もたくさんあります.リンクの障害が 風力発電所の正常な動作に影響を与えるそのため,風力発電所の運営状況を包括的に監視するために,風力発電所のすべてのリンクに保護装置と測定装置と制御装置を設置することが必要です.図2は,風力発電所の保護装置と測定装置と制御装置の構成の図式図です..

図 2 風力発電所の保護測定装置と制御装置の構成図

2.1 ボックストランスフォーマー測定・制御装置

陸上風力発電所の線路損失を減らすために,風力タービンの隣に0.69/35 ((10) kVのボックス型ブースターステーションが一般的に設置されています.風力発電所の風力タービンの間の距離は数百メートルですステップアップトランスフォーマーがオープンフィールドにあり,自然環境は比較的厳しいため,手動検査は困難です.箱型トランスフォーマーの測定・制御装置は,風力発電所の監視システムの核心部分です箱型トランスフォーマーをインテリジェントに管理する. 箱型装置の測定と制御装置は,風力発電の箱型装置を保護し,遠隔監視することができます."遠隔信号"の機能を完全に実現する遠隔制御と遠隔調節"により,風力発電所の運用と保守の効率を大幅に向上させる.

図3 風力発電所のボックスステーションの測定・制御装置

AM6-PWC型箱型トランスフォーマー保護測定制御装置は,保護,測定,制御を統合した統合装置です.風力発電と太陽光発電のステップアップトランスフォーマーの異なる要求のための通信機能構成は以下の表で示されています.

2.2 低電圧側線およびバスバー保護の測定と制御

複数の風力タービンは初めて35 (10) kVに上昇し,次にステップアップサブステーションの低電圧サイドバスバーに接続された回路を形成するために並行接続されます. 全面的な監視を達成するために,ラインはライン保護装置,多機能測定および制御装置,電力品質監視装置,線路の電気保護のリアルタイムモニタリングを実現するためのワイヤレス温度測定装置低電圧側バスバーにはアーチ保護装置が装備されている.

表 1 低電圧側線,バスバー保護の測定と制御構成

2.3 メイントランスフォーマー保護の測定と制御

風力タービンの発電が低電圧サイドバスバーに合流した後,メイントランスフォーマーを通って110kVに引き上げられ,グリッドに接続されます.メイントランスフォーマーには差分保護装置があります高バックアップ保護,低バックアップ保護,非電気保護,計測制御装置,トランスフォーマー温度制御,保護を実現するためのギアトランスミッター,主変圧器の測定・制御機能集中型グループスクリーン設置.

表 2 主変圧器の保護測定と制御構成

2.4 高圧線保護の測定と制御

風力発電所から発生する電気エネルギーは2回 110kVに上昇し,その後電力網に組み込まれます. 110kVの線は光ファイバーの差分保護装置で装備されています.距離保護防島装置,計測・制御装置

表 3 110kVの線路保護の測定と制御構成

3風力発電所のモニタリングシステム

風力発電所のモニタリングプラットフォームは,風力発電所の運用状況と風力タービンのリアルタイムデータをモニタリング,制御,管理します.風力発電所の信頼性と運用効率を向上させるメンテナンスのコストを削減し,知的な管理を実現します.

風力発電所は比較的大きな面積をカバーし,設備は分散しています.このシステムはデータ通信の信頼性とリアルタイムパフォーマンスに対して比較的高い要求事項を持っています.条件が許せば,光ファイバー冗長リングネットワークはデータ収集と通信に使用され,LORA無線方法もデータ送信に使用できます.

図4 風力発電所の監視システム図

抽出扇風機ユニットPLCとボックストランスフォーマー測定制御装置のデータは光ファイバーリングネットワークを通じて制御室のデータサーバーにアップロードされます.エーテルネット経由でデータサーバーにアップロードされます.送信機,DCシステム,その他のスマートデバイスは 通信管理マシンに接続され サーバにデータをアップロードします

3.1 風力発電所の監視

風力発電所全体の抽出扇風機の基本パラメータの包括的な表示 (風速,パワー,速度,などを含む),および日々の発電,月間発電を実現することができます発電の年間モニタリングは,抽出扇風機の動作状態のリアルタイムモニタリングに便利です.

3.2 乗組員の監視

装置内の各制御モジュールのパラメータと制御状態を監視し,以下を含む:ピッチ,イア,ギアボックス,発電機,水力ステーション,エンジンルーム,コンバーター,電力網,安全チェーン,トルク,主軸各モジュールのパラメータ,欠陥,傾向グラフの包括的な表示を実現します.

3.3 リアルタイムデータ表示

風力発電所の吸気扇風機,サブステーション,その他の設備は センサーとモニタリング機器で装備されており,リアルタイムで機器の振動および他のパラメータ異常が発生した場合に及時に警告します.

3.4 電力管理

活性パラメータと反応パラメータの表示 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 生産報告

重要なパラメータ,風力発電所のパフォーマンス指標,新しいエネルギー単位などの表示および報告レポート機能時間次元 (日) に基づいて各風力発電所の設備の運用のサポート統計日,月,年のクエリ方法に従って,重要なパラメータは項目ごとに分類され,カウントされ,レポートが生成されます.

3.6 統計分析

様々な統計分析機能をサポートし,データの潜在的価値を最大限に活用し,省エネの最適化ソリューションを提供し,管理者の意思決定基盤を提供します.企業の経営レベルを可行に向上させる分析方法には,故障統計,電力曲線,利用統計,風のバラ図,風速電力の報告月間,日用,ダウンタイムなど

参考資料:

[1] アクレルエンタープライズマイクログリッド設計およびアプリケーションマニュアル.バージョン 2022.05