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

Điện thoại: +86 18702111813 Email: shelly@acrel.cn

Acrel Co,. Công ty TNHH

Trừu tượng: Là một trong những nguồn năng lượng sạch, công suất lắp đặt của các trang trại gió tăng trưởng nhanh chóng trong những năm gần đây. Trang trại gió được chia thành trang trại gió trên bờ và trang trại gió ngoài khơi. Nói chung, chúng được đặt ở những địa điểm xa xôi, với các cơ sở lắp đặt rải rác và môi trường khắc nghiệt. Vì vậy, các trang trại gió cần một hệ thống giám sát từ xa để tạo điều kiện thuận lợi cho nhân viên vận hành và bảo trì quản lý hoạt động trang trại gió hiệu quả hơn.

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

1.Thiết bị điện cho trang trại gió

Cabin trên cùng của mỗi tổ máy phát điện được trang bị một máy phát tua-bin, phía trước là cánh quạt có thể điều chỉnh được. 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 vòng/phút, thông qua hộp số có thể điều chỉnh tốc độ 1500 vòng/phút để dẫn động máy phát điện. Một PLC công nghiệp cũng được cấu hình trong phòng máy để điều khiển và thu thập dữ liệu liên quan. Tốc độ gió, hướng gió, tốc độ quay, công suất tác dụng và công suất phản kháng của quá trình phát điện và các dữ liệu liên quan khác được thu thập thông qua PLC và máy phát điện được điều khiển theo thời gian thực thông qua dữ liệu được thu thập. Trên đất liền, máy biến áp hộp được lắp đặt dưới chân tháp gió có nhiệm vụ tăng tốc và hội tụ. Tùy theo điều kiện công suất và địa lý, nhiều tuabin gió được tăng áp một lần và kết nối song song để hội tụ về trạm biến áp tăng áp. Gửi điện vào lưới điện. Sơ đồ nối dây điện của trang trại gió được thể hiện trên Hình 1. Điện áp phát ra từ quạt thường là 0,69kV, được tăng lên 10kV hoặc 35kV bằng máy biến áp hộp. Sau nhiều điểm hợp lưu song song, chúng được kết nối với thanh cái phía hạ áp của trạm biến áp tăng áp, sau đó được tăng áp lên 110kV hoặc cao hơn bằng máy biến áp chính. vào lưới điện.

Khác với điện gió trên bờ, do môi trường khắc nghiệt của điện gió ngoài khơi (độ ẩm cao, mật độ muối cao), máy biến áp loại khô dùng để tăng áp sơ cấp được tích hợp trong khoang động cơ của quạt gió không chỉ giải quyết được vấn đề diện tích của toàn bộ thiết bị mà còn tránh được khó khăn trong việc bảo vệ do lắp đặt máy biến áp ở vị trí thấp hơn.

Hình 1 Sơ đồ nối dây điện của trang trại gió

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

Từ máy phát điện tua bin gió - máy biến áp hộp tăng áp - hợp lưu - trạm tăng áp thanh cái trung thế - máy biến áp chính - trạm tăng áp thanh cái cao áp - ổ cắm điện áp cao - nối lưới, phần giữa cần được tăng áp hai lần trước khi hòa vào lưới điện có số lượng và chủng loại thiết bị điện lớn, bất kỳ sự cố nào ở bất kỳ liên kết nào cũng sẽ ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của trang trại gió. Vì vậy, cần thiết lập các thiết bị bảo vệ, đo lường, điều khiển tại tất cả các mắt xích của trang trại gió để giám sát toàn diện tình trạng vận hành của trang trại gió. Hình 2 là sơ đồ cấu hình các thiết bị bảo vệ, đo lường và điều khiển của trang trại gió.

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

2.1 Thiết bị đo và điều khiển máy biến áp hộp

Để giảm tổn thất đường dây ở các trang trại gió trên bờ, trạm tăng áp kiểu hộp 0,69/35(10)kV thường được lắp đặt bên cạnh tuabin gió. Khoảng cách giữa các tuabin gió trong trang trại gió lên tới hàng trăm mét, cách xa phòng điều khiển trung tâm. Các máy biến áp tăng áp được đặt ở ngoài trời, môi trường tự nhiên tương đối khắc nghiệt nên việc kiểm tra thủ công gặp khó khăn. Thiết bị đo lường và điều khiển của máy biến áp kiểu hộp là bộ phận cốt lõi của hệ thống giám sát của trang trại gió, giúp thực hiện quản lý thông minh máy biến áp kiểu hộp. Thiết bị đo lường và điều khiển trạm hộp có thể bảo vệ và giám sát từ xa trạm hộp điện gió, thực hiện đầy đủ các chức năng "báo hiệu từ xa, đo từ xa, điều khiển từ xa và điều chỉnh từ xa", đồng thời cải thiện đáng kể hiệu quả vận hành và bảo trì trang trại gió .

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

Thiết bị đo lường và điều khiển bảo vệ máy biến áp kiểu hộp AM6-PWC là một thiết bị tích hợp tích hợp bảo vệ, đo lường, điều khiển và liên lạc cho các yêu cầu khác nhau của máy biến áp tăng cường năng lượng gió và quang điện. Cấu hình chức năng của nó được hiển thị trong bảng dưới đây.

2.2 Đo và điều khiển bảo vệ đường dây hạ áp và thanh cái

Nhiều tuabin gió lần đầu tiên được tăng áp lên 35 (10) kV sau đó mắc song song tạo thành mạch nối với thanh cái phía hạ áp của trạm biến áp tăng áp. . Để đạt được sự giám sát toàn diện, đường dây được trang bị các thiết bị bảo vệ đường dây, dụng cụ đo lường và điều khiển đa chức năng, thiết bị giám sát chất lượng điện năng và thiết bị đo nhiệt độ không dây để thực hiện giám sát thời gian thực về bảo vệ điện, đo lường và nhiệt độ đường dây, và các thanh cái bên điện áp thấp được trang bị các thiết bị bảo vệ hồ quang.

Bảng 1 Cấu hình đo và điều khiển đường dây hạ thế, bảo vệ thanh cái

2.3 Đo và điều khiển bảo vệ máy biến áp chính

Sau khi việc phát điện tuabin gió được hợp lưu bởi thanh cái phía điện áp thấp, nó được tăng áp lên 110kV thông qua máy biến áp chính và kết nối với lưới điện. Máy biến áp chính được trang bị bảo vệ vi sai, bảo vệ dự phòng cao, bảo vệ dự phòng thấp, bảo vệ không dùng điện, thiết bị đo lường và điều khiển, điều khiển nhiệt độ máy biến áp và bộ truyền bánh răng để thực hiện chức năng bảo vệ, đo lường và điều khiển của máy biến áp chính và tập trung cài đặt màn hình nhóm.

Bảng 2 Cấu hình đo và điều khiển bảo vệ máy biến áp chính

2.4 Đo và điều khiển bảo vệ đường dây cao áp

Năng lượng điện do trang trại gió tạo ra được tăng gấp đôi lên 110kV và sau đó được hòa vào lưới điện. Đường dây 110kV được trang bị bảo vệ vi sai cáp quang, bảo vệ khoảng cách, bảo vệ chống đảo và các thiết bị đo lường điều khiển.

Bảng 3 Cấu hình đo và điều khiển bảo vệ đường dây 110kV

3. Hệ thống giám sát trang trại gió

Nền tảng giám sát trang trại gió thực hiện việc giám sát, kiểm soát và quản lý trạng thái vận hành của trang trại gió và dữ liệu thời gian thực của tua-bin gió, cải thiện độ tin cậy và hiệu quả vận hành của trang trại gió, giảm chi phí bảo trì và thực hiện quản lý thông minh .

Trang trại gió có diện tích tương đối rộng và thiết bị nằm rải rác. Hệ thống có yêu cầu tương đối cao về độ tin cậy truyền dữ liệu và hiệu suất thời gian thực. Nếu điều kiện cho phép, mạng vòng dự phòng cáp quang có thể được sử dụng để thu thập và liên lạc dữ liệu, đồng thời phương pháp không dây LORA cũng có thể được sử dụng để truyền dữ liệu.

Hình 4 Sơ đồ hệ thống giám sát trang trại gió

Dữ liệu của bộ quạt gió PLC và thiết bị đo lường và điều khiển máy biến áp hộp được tải lên máy chủ dữ liệu trong phòng điều khiển thông qua mạng vòng cáp quang, đồng thời dữ liệu của hệ thống tự động hóa toàn diện của trạm tăng áp được tải lên dữ liệu máy chủ thông qua Ethernet. Các máy 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 gió (bao gồm tốc độ gió, công suất, tốc độ, v.v.) và có thể nhận ra việc phát điện hàng ngày, phát điện hàng tháng, hàng năm. Việc giám sát phát điện thuận tiện cho thời gian thực giám sát tình trạng hoạt động của quạt gió.

3.2 Giám sát thuyền viên

Giám sát các thông số, trạng thái điều khiển của từng module điều khiển trong thiết bị, bao gồm: bước, độ lệch, hộp số, máy phát điện, trạm thủy lực, phòng máy, bộ chuyển đổi, lưới điện, xích an toàn, mô men xoắn, trục chính, chân tháp, máy đo gió, v.v. . Thực hiện hiển thị toàn diện các thông số, lỗi và biểu đồ xu hướng của từng mô-đun.

3.3 Hiển thị dữ liệu thời gian thực

Quạt hút, trạm biến áp 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 vận hành, nhiệt độ, độ rung 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 nguồn điện

Việc hiển thị các thông số tác dụng và phản kháng, kiểm soát và điều chỉnh công suất tác dụng và phản kháng cũng như các chức năng khác có thể giảm chi phí vận hành của doanh nghiệp một cách hiệu quả và cung cấp hỗ trợ dữ liệu cho mục tiêu bảo tồn năng lượng và giảm phát thải.

3.5 Báo cáo sản xuất

Chức năng hiển thị và báo cáo các thông số quan trọng như năng lượng gió, chỉ số hiệu suất trang trại gió, đơn vị năng lượng mới và hỗ trợ thống kê hoạt động của từng thiết bị trang trại gió theo chiều thời gian (ngày, tháng, năm). Theo phương pháp truy vấn ngày, tháng, năm, các tham số quan trọng được phân loại và đếm theo mục và tạo báo cáo.

3.6 Phân tích thống kê

Hỗ trợ nhiều chức năng phân tích thống kê, khai thác triệt để giá trị tiềm năng của dữ liệu, cung cấp giải pháp tối ưu hóa tiết kiệm năng lượng, cung cấp cơ sở ra quyết định cho người quản lý, nâng cao trình độ quản lý của doanh nghiệp một cách khả thi và cuối cùng đạt được mục tiêu về năng lượng- tiết kiệm, giảm phát thải và sản xuất khoa học. Các phương pháp phân tích bao gồm: thống kê lỗi, đường cong công suất, thống kê khả dụng, sơ đồ gió tăng, báo cáo năng lượng tốc độ gió, thống kê thời gian ngừng hoạt động và sử dụng hàng tháng và hàng ngày, v.v.

Người giới thiệu:

[1] Hướng dẫn ứng dụng và thiết kế lưới điện siêu nhỏ Acrel Enterprise. Phiên bản 2022.05