Sistema de controle elétrico de equipamentos de geração de energia eólica

Sistema de controle elétrico de turbina eólica: O sistema de controle elétrico de turbinas eólicas é dividido principalmente em cinco partes: sistema de alimentação, sistema de controle de frequência constante de velocidade variável, sistema de controle de guinada, sistema de controle de inclinação e sistema de controle principal. Fonte de alimentação da turbina eólica: O gerador e o conversor são fontes de energia AC 690V, que são potencializados e conectados à rede do parque eólico através de um transformador de caixa. Sistema de controle de frequência constante de velocidade variável 1. Gerador: Um ventilador converte energia mecânica rotativa em energia elétrica. Existem dois tipos de turbinas eólicas: geradores assíncronos de alimentação dupla e geradores de ímã permanente. Um gerador assíncrono duplamente alimentado refere-se a um conversor (conversor de frequência) que conecta os enrolamentos trifásicos do estator e do rotor a uma fonte de energia simétrica trifásica independente, conecta diretamente o enrolamento do estator à rede elétrica e ajusta a frequência, amplitude, e fase do enrolamento do rotor de acordo com os requisitos. O inversor é conectado à rede elétrica através de um link CC e inversor, controlando o motor para manter o status de geração de energia em velocidades subsíncronas e supersíncronas e ajustando a velocidade do gerador com mudanças na velocidade do vento para troca de energia. A tecnologia de gerador de ímã permanente só recentemente se tornou uma nova queridinha na indústria de energia eólica. No passado, os principais fabricantes mundiais de turbinas eólicas utilizavam apenas tecnologia de gerador assíncrono duplamente alimentado, mas agora começaram a utilizar geradores de ímanes permanentes. Além disso, vários estudos independentes realizados por especialistas do setor provaram que os geradores de ímã permanente são a tecnologia preferida para o futuro. 2. Conversor: O inversor é um componente importante das turbinas eólicas, que converte a energia eólica em constante mudança em energia CA com frequência e tensão constantes e a alimenta na rede elétrica, garantindo uma operação estável e confiável de conexão à rede das turbinas eólicas. Os conversores são divididos em conversores duplamente alimentados e conversores de potência total com base na forma de geradores. O conversor duplamente alimentado é aplicado para geradores assíncronos duplamente alimentados, enquanto o conversor de potência total é usado para geradores de ímã permanente. Impulsionados pelo rápido desenvolvimento do mercado de equipamentos de energia eólica, os conversores de energia eólica cresceram rapidamente. Em 2009, atingiu cerca de 3,45 mil milhões de yuans e, em 2010, ultrapassou os 4 mil milhões de yuans. Atualmente, as empresas conversoras que abastecem os principais fabricantes nacionais de turbinas eólicas são principalmente empresas internacionais, e os conversores nacionais de turbinas eólicas ainda estão em fase de aplicação em pequena escala em parques eólicos. Os conversores da Huarui são adquiridos principalmente de supercondutores americanos e, nos últimos anos, eles também desenvolveram e produziram conversores de suporte de forma independente; A Jinfeng tem vários fornecedores, incluindo Switch, ABB e Converteam, e atualmente é desenvolvida de forma independente e apoiada pela Jinfeng Science and Technology Innovation; A Dongfang Electric aplica conversores ABB e Converteam, e Chengdu Fute também os oferece suporte. A Dongfang Electric Automation e a Dongfang Hitachi também desenvolvem e produzem sistemas de suporte a conversores; Outras empresas costumam usar conversores de energia eólica ABB e Converteam. Espera-se que a Emerson tenha uma escala de aplicação anual de cerca de 100 milhões devido à sua entrada relativamente tardia na indústria de energia eólica. Sistema de controle de guinada: O sistema de controle de guinada é controlado por um cata-vento para alinhar a turbina eólica com a direção do vento. A cabine gira em relação à torre por meio de acionamento elétrico, que é fixado à estrutura principal e opera sobre uma grande coroa dentada conectada à torre por meio de uma engrenagem de dentes retos. O método de controle adota um conversor de frequência para acionar quatro motores de frequência variável, com controle de malha aberta. O dispositivo de detecção de posição da cabine é um codificador incremental que pode detectar a posição atual da cabine. Ao comparar o sinal de direção do vento com o dispositivo de detecção de direção do vento, é alcançado um controle preciso da direção do vento do sistema de guinada. Sistema de reboco: Depois que a turbina eólica é conectada à rede, o sistema de controle ajusta a potência de saída ajustando o ângulo da pá através do mecanismo de ajuste de passo com base nas mudanças na velocidade do vento e utiliza a energia eólica de forma mais eficaz. Abaixo da velocidade nominal do vento, quando o ângulo de ataque da pá está próximo de zero graus, pode ser considerado equivalente a uma turbina eólica de passo fixo, e a potência de saída do gerador muda com a velocidade do vento. Quando a velocidade do vento ultrapassa a velocidade nominal do vento, o mecanismo de passo variável desempenha um papel no ajuste do ângulo de ataque das pás para garantir que a potência de saída do gerador esteja dentro da faixa permitida. O sistema de controle de inclinação é um componente importante das turbinas eólicas e sua principal função é obter a máxima captura de energia eólica e operação em velocidade constante, controlando o ângulo de inclinação da pá. O sistema de controle de passo também é o principal sistema de freio das turbinas eólicas, e o sistema elétrico de controle de passo permite que cada pá ajuste seu ângulo de forma independente. Normalmente, um sistema completo de pitch AC ou DC consiste principalmente em três motores elétricos (incluindo freios, codificadores, sensores de temperatura, ventiladores de resfriamento, etc.), três gabinetes de controle de eixo com drivers e três gabinetes de energia de backup, bem como cabos relacionados e plugues. Todos esses componentes são instalados dentro do cubo da roda. Driver de pitch SSB Driver de pitch variável Helishi O design integrado do driver de pitch Hollysys LK820 não apenas aciona servo motores para ajuste da lâmina, mas também integra funções de controle PLC, que podem completar o controle de temperatura, leitura de sinal do sensor, operação da cadeia de segurança, etc. gabinete de eixo. Sistema de controle principal: O sistema de controle principal é o cérebro do ventilador, controlando todos os componentes do ventilador para trabalharem em coordenação. O sistema de controle principal é dividido em gabinete de controle base da torre e gabinete de controle da casa de máquinas, que se comunicam entre si por meio de barramento de campo. O principal sistema de controle é o sistema nervoso central das turbinas eólicas modernas. O sistema de controle principal de energia eólica pode controlar o sistema com base na velocidade e direção do vento, operar em tensão e frequência estáveis, conectar e desconectar automaticamente da rede e monitorar a temperatura operacional da caixa de engrenagens e do gerador, a pressão do óleo do sistema hidráulico sistema, alarme para qualquer anormalidade e desligamento automático se necessário. Garantir a operação segura e confiável das turbinas eólicas, atingir a taxa máxima de utilização e taxa de conversão de energia do vento natural e fornecer boa energia elétrica à rede elétrica. Geralmente, PAC e PLC são usados ​​como os principais controladores deste sistema de controle. Ao detectar parâmetros da rede, condições do vento e parâmetros de temperatura no local, a turbina eólica é conectada e desconectada da rede. Ao mesmo tempo, a guinada, a inclinação e outras ações são realizadas de acordo com as condições do vento para otimizar o controle e melhorar a eficiência operacional e a qualidade da geração de energia da turbina eólica. Os controladores incluem principalmente produtos de empresas como Bachmann, Beckhoff, ABB, Mita, etc. Os principais sistemas de controle são projetados principalmente por fábricas de turbinas eólicas em conjuntos completos, enquanto fábricas de turbinas eólicas de pequena escala são integradas por empresas profissionais nacionais, como como Konowei, Chengdu Fute, Tianjin Ruineng, Dongfang Electric Automation, Shanghai Haide, etc. Gabinetes: Realize o monitoramento de vários parâmetros: velocidade do vento, direção, frequência de vibração da torre, velocidade do fuso, temperatura da caixa de engrenagens, temperatura do gerador, temperatura do óleo lubrificante e temperatura da cabine ; Implemente instruções para diversas funções de controle. Especificamente, inclui as seguintes funções: controlar o aquecedor da cabine para aquecimento, umidificação da caixa de câmbio e iluminação; Estabeleça uma comunicação entre o gabinete inferior da torre e o sistema de pitch; Fornece energia ao sistema de pitch