风力发电场scada系统的设计

根据大规模风力发电场的需要,设计了一套风电场监控与数据采集(SCADA)系统的软硬件平台.实现了数据的采集与记录、单机控制、机群控制、图形化显示及远程发布界面等功能,能够有效地对各风力机进行监控,使整个风场风机安全、可靠和经济的运行.     

基于支持向量机和微分进化算法的风电机优化运行

风电机出力控制是风电场运行过程中的一个关键问题。针对风电机出力与风速和桨距角之间存在非常复杂的关系,很难建立通用准确的数学模型,提出了一种新的风电机出力优化模式,即首先通过支持向量机算法建立风电机出力与运行参数之间的非线性拟合模型,并基于此模型和风速的变化,采用高效的微分进化算法对风力机桨距角进行快速动态优化,从而实现风电机出力最大化。以鄱阳湖长岭风电场风电机组实际运行数据进行了仿真应用与分析。结果表明通过优化风力机桨距角可有效地提高风电机出力,验证了文中方法的可行性和优越性。采用文中方法可准确建立风速与最优桨距角的动态对应关系,为风电机的优化运行提供了科学的指导。     

浅谈M1500—600／150kW风电机运行管理

风电机能否正常可靠地运行是我们风电场关心和讨论较多的话题之一，风电机运行的好坏在很大程度上依赖于我们的运行管理，本文根据Micon M1500—600／150kW风电机(以下简称风电机)四年多的运行经验，对风电机的定期维护、巡视检查、缺陷消除、运行分析及技术改进等方面作了简单阐述，希望能在我们风电场中起到交流和促进作用。     

分布式风储控制系统硬件设计

分布式风储系统是储能与风电配合的一种新的形式,其控制系统运行环境恶劣但可靠性要求高。为了实现分布式风储系统的稳定运行,以确保安全、满足性能、硬件成熟、数据存储可靠为基本原则对内蒙古某风电场的分布式风储系统的控制系统硬件进行了设计。设计采用了无风扇高可靠工业控制计算机作为主控制器,以数据采集卡实现现场信号的采集,设计的电压电流信号调理电路实现了现场信号的隔离输入,主控制器与现场信号实现了三级信号隔离,保障了设备和人员的安全。通过后备电源设计保证了控制系统的掉电安全。上述设计在风电场实现并成功运行,可为风储系统的推广与应用提供参考。     

基于PI数据库的风电场实时监控系统应用研究

介绍了PI(Plant Information System)数据库系统构成(PI系统服务器端、PI客户端软件)和系统特点,以及与关系数据库的区别,针对PI系统特点,提出了测点编码唯一性方案。详细阐述了一种基于PI数据库的风电场远程集中监控系统部署方案,以及在系统建设中的数据采集、交换与存储、风机控制、变电站控制、数据计算、外送和展示等关键技术的具体实现,对风电场远程监控系统建设有一定的借鉴作用。     

风力发电实用软件产品介绍

在风电场设计、建造和运营过程中,需要应用大量新技术,其中一个重要的技术工具就是相配套的设计和运行软件。国外目前在风电领域中的风资源预测、风电场设计优化、仿真模拟以及风电机组设计、风电场运行监控与数据采集等方面,已开发了多种常用软件。文章介绍了针对不同解决方案的软件产品的功能和应用范围。     

风电场集成监控平台的研究

实现风电场调度控制的自动化、常规化和智能化是其融入电网管理体系的关键。设计了风电场集成监控平台,在数据采集与控制系统的基础上,将风电场内所有设备组织成一个有机整体,可实现有功控制、电压控制、发电与检修计划安排等高级应用功能。平台以风功率预测为基础,制定发电、储能与检修计划,并报送电网调度中心,供后者编制全局优化方案;在运行时响应电网调度指令,实现闭环控制,使风电场真正成为电网的一个可预测、可调节和可靠的优质电源。     

风电场集成监控平台的研究

实现风电场调度控制的自动化、常规化和智能化是其融入电网管理体系的关键.设计了风电场集成监控平台,在数据采集与控制系统的基础上,将风电场内所有设备组织成一个有机整体,可实现有功控制、电压控制、发电与检修计划安排等高级应用功能.平台以风功率预测为基础,制定发电、储能与检修计划,并报送电网调度中心,供后者编制全局优化方案;在运行时响应电网调度指令,实现闭环控制,使风电场真正成为电网的一个可预测、可调节和可靠的优质电源.     

集成服务环境下风电并网的无功调节（一）无功调节

依据风电功率预测和地区系统无功优化运行方案,计算风电机组电气控制参考值,通过每台风电机控制器和变频器调节风电场注入系统的无功功率。提出了集成服务环境下风电场的无功调节策略,介绍了风电数据采集与监控（SCADA）系统的功率预测过程和参数整定过程。以基于双馈异步发电机的变速恒频风电机组为例,介绍了风电机组无功调节的实现方案。     

基于STC12C5A60S2单片机的RTU硬件系统设计和研发

远程终端单元(RTU)主要功能是数据采集、存储和传输,以STC12C5A60S2单片机作为主控芯片,设计了一种能够应用于多种环境采集终端的RTU硬件系统.给出了RTU硬件组成框图,开发了模数转换、存储器、通信、输入输出、电机驱动等相关模块,该系统经测试实现了RTU的多路数据采集、通信、驱动控制等功能,解决了早期RTU系...     

风电机组故障诊断实现方法探讨

笔者针对风电厂优化运行管理的要求,讨论了风电场状态监测解决方案.以小波分析故障诊断的理论为基础,提出了风电机组状态监测的实现方法.根据风电机组传动链多采用齿轮箱的实际情况,塔建了实验室齿轮箱模拟试验台,并模拟实验获取故障特征值的方法;最后给出了基于风电场监控系统的OPC嵌入式风电机组状态监测和故障诊断系统包括现场监控数...     

小型风力发电机偏航控制系统实验研究

为提高风力发电机发电效率,提出一种基于PLC控制的小型风力发电机偏航控制系统方案,搭建以PLC为控制器,风速风向传感器为检测装置,步进电机为偏航驱动装置的实验平台,重点介绍了基于modbus总线通信的风速风向数据采集、基于PLS指令编程的偏航电机控制和基于MCGS组态软件的上位机监控。经系统测试与实验验证表明,数据采集系统能够实时显示现场风速风向数据,偏航电机能够根据风向的变化而自动迎风,满足了控制要求,取得了良好的控制效果,具有成本低、稳定性好的优点。系统的应用为提高风能利用率提供了保障,为小型风力发电机偏航电机控制提供了参考     

基于MMS的风电设备信息模型获取方法

风电机组与数据采集与监控(SCADA)系统之间数据不兼容将影响风电场的扩容和技术升级,需构建统一的数据模型.以一种基于IEC 61400-25协议和制造报文规范(MMS)通信协议的风电场通信软件开发为背景,介绍了风电场SCADA系统中对风电设备信息模型的获取方法.设计了风电场通信软件的体系结构和交互流程,构建了IEC 61400-25协议的风电机组信息模型,从业务逻辑控制模式、抽象通信服务接口(ACSI)服务到MMS服务的映射以及MMS报文生成等3个方面,阐述了风电设备信息模型在SCADA系统中重构的实现方法.     

基于大数据分析的风机轴承故障预警

将大数据分析应用到风机轴承故障预警中,使用栈式自动编码器（SAE）为基本结构,通过逐层提取风机轴承监视控制与数据采集系统（SCADA）数据深层特征,将散乱的SCADA大数据转化成能够深度刻画风机轴承运行状态的内在特征。利用预训练、微调的方法并结合误差反向传播算法（BP）构建SAE故障预警模型,通过SAE模型对大数据处理得到反映风机轴承运行状态的重构误差平均值,以均值漂移聚类算法动态地计算出风机轴承稳定运行状态重构误差基准值为预警的标准。最后利用某风电场机组的SCADA数据进行工程实例仿真分析,验证了基于大数据分析用于风机轴承故障预警的可行性。     

大型风力发电机组微机监控装置的研制

介绍了国家“九五”攻关项目风力发电机组微机监控装置的技术方案,其核心是两个高性能的微处理器芯片,分别负责模拟量、开关量的采集、处理及机组控制、交流量采集与计算。系统主要功能有：风力发电机组的自动启、停及顺序控制,由双向可控硅控制的软并网功能,电气保护与安全保护等。提供了硬件结构框图及软件设计思想。该系统已在国内某风电厂投运成功。     

电池储能系统用于改善并网风电场电能质量和稳定性的研究

建立了基于等效电路的电池储能系统和基于异步发电机风力发电系统的整体动态数学模型,设计了相应的控制策略,并以随机风和电网大扰动为例,采用电池储能系统对并网风电场的电能质量和稳定性问题进行仿真。结果表明采用该控制策略的电池储能系统可很好地改善并网风电场的电能质量和稳定性。     

基于超级电容储能的风电场功率调节系统建模与控制

随着风电装机容量的不断提高,风电输出功率的波动性给电网带来的不利影响越来越得到重视。文中介绍一种基于超级电容储能的风电场功率调节系统,利用超级电容器组作为储能元件,平抑风电场有功、无功功率波动,维持风电场输出端电压,降低风电场对电网电能质量的影响。基于功率调节系统的结构特点和工作原理,提出了一种网级控制、超级电容能量管理和变流器控制相结合的控制策略,并建立了变流器的动态小信号模型,进行了环路控制器设计。利用仿真软件PSCAD/EMTDC对系统的控制策略进行了仿真分析,仿真结果验证了该装置具有良好的运行性能。     

风电机组齿轮箱非平稳振动信号谱分析方法

齿轮箱是风电机组的重要部件,其运行状态直接决定了风电场的收益,通过研究齿轮箱的振动信号来评判齿轮箱的运行状态具有重要意义。论述了风电齿轮箱的结构形式和故障特征,依据某类型风电机组齿轮箱特点,制定振动数据采集方案,采集2台风电机组齿轮箱高速轴振动信号;应用Hilbert能量谱和短时傅里叶重排谱对比分析,分别提取2台机组齿轮箱高速轴测点振动信号中蕴含的故障特征频率。分析得到一台机组齿轮箱高速轴损伤,实际验证了该齿轮箱高速轴故障为齿面点蚀。证实了Hilbert能量谱和短时傅里叶重排谱相结合的分析方法在提取风电齿轮箱故障特征频率的有效性和实用性。     

基于MCGS的风力发电机监控系统设计

风力发电机监控系统采用上位机和下位机的两级控制方式。上位机由计算机和通用监控系统软件组成,可实现数据采集、显示和监控等功能;下位机以西门子S7-200PLC为核心、,通过风向检测、风速检测、风沙强度检测、PID控制等措施,实现了风力发电机的自动控制;为相关企业利用现有的设备组建计算机控制系统提供借鉴。