风力发电机组控制系统（介绍）
    根据风机的部件分布及IO分布情况，控制系统分布在塔基和机舱进行控制。塔基与机舱之间通过EtherCAT总线光缆进行连接通讯。网络结构可分为控制层、信息层。控制层包括：1)控制器与IO端子连接的EtherCAT总线；2)与变桨系统连接的总线CanOPEN、ModBUS；3)与变频系统连接的CanOPEN总线等；4)与振动传感器连接的CanOPEN总线。信息层包括：1)与远程控制连接的EtherNET网络，提供机组信息到远方控制室，并接受远方控制指令。
    塔基柜负责监控变频器的通讯、箱变状态、电网数据、环境数据等。为了维护和检修的方便，把控制器的CPU单元和触摸屏也都布置在塔基柜。而机舱柜负责所有机舱内、轮毂内的设备的监控：包括变桨系统、齿轮箱系统、发电机系统、偏航系统、液压系统、风传感器、振动传感器等等。

1.技术特点

1）整机协调控制算法
2）适应气候环境要求的结构设计及控制模式
3）机组安全保护功能设计
4）多种总线接口兼容的先进系统

2.硬件构成

1）塔基柜体
2）机舱柜体
3）控制器及IO系统
4）电源分配系统
5）安全保护系统
6）雷电保护系统
7）不间断电源UPS

1. 满足机组运行环境的机柜加热、冷却系统；
2. 提供所有受控对象的电气接口；
3. 实现机组全自动无人值守运行的控制软件；
4. 整机转速控制、功率控制、桨距控制、振动监控等协调控制算法；
5. 提供完整的安全保护系统（超速保护、纽缆保护、急停保护、振动保护等）；
6. 提供完整的机组报警信息；
7. 提供远程控制EtherNET接口；
8. 提供运行、调试、检修界面；
9. 柜门布置常用的操作按钮，指示灯；
10. 实现单机报警记录、5min平均值记录功能；
11. 单机用户登录管理功能；

4.同类产品（服务）的竞争优势

1. 基于世界知名PLC控制器，如：Beckhoff PLC、Bachmann PLC、Phoenix PLC、Moller PLC等。低压部件与目前市场工控主流厂家PHONIEX、SIEMENS、ABB等部件集成一套先进、可靠的控制系统；
2. 主控系统具有低电压穿越功能；
3. 适用于兆瓦级双馈机组和直驱机组两种机型；
4. 与各部件现场总线方式通讯，总线形式可跟随部件配套，如Profibus、CANopen等。
5. 适应国内的气候环境，如雷击、台风、低温、沙尘暴等；
6. 先进的控制策略，优化功率曲线；提高风机利用率，增加发电量，提高投资回收率；降低机械摩损，延长风机使用寿命；
7. 完整的安全保护系统；
8. 方便的调试界面，调试人员容易上手

5.主控系统单线图

二、变频器

综合介绍

    本公司研制的1.5MW双馈变频器主要应用于1.5MW双馈式变速恒频并网型风力发电系统当中，通过对变速运行的发电机转子电流进行高速、精确和平滑控制，实现双馈风力发电机输出电压和功率（转矩）的实时独立调节，使双馈异步发电机获得与同步发电机同样优异的输出特性。以实现双馈式风电机组在风速大范围变化情况下的恒压恒频并网发电运行。

1. 产品特点
    1）功率器件采用先进的智能功率模块，体积小、可靠性高
    2）控制系统采用PLC+DSP+CPLD的拓扑结构，系统集成度高，可靠性好。
    3）灵活快速的调节发电机有功功率、无功功率和功率因数
    4）具备完善的故障诊断和记录功能
    5）全面的防雷设计，能够满足多雷区的要求
    6）可靠性高，能够在沙漠，海边等恶劣的风场正常运行
    7）控制方式灵活，通讯接口丰富，便于与现场其它控制设备接口
2.系统单线图

3.技术的先进性
    1)主电路功率器件采用先进的智能功率模块—SkiiP模块
    2) 安全而且没有相互之间的电磁耦合和电磁干扰，提高了可靠性
    3) 150MHz高性能浮点DSP 控制芯片，实现了全数字化系统控制
    4) 高集成度、高可靠性和算法复杂庞大的控制系统全数字化设计
    5) 完善的故障诊断和记录功能
    6) 基于定子磁链定向的矢量解耦控制算法，实现了有功功率和无功功率的独立调节
4. 技术指标

三、变桨系统

综合性介绍

    变桨系统是针对独立电动变桨风电机组进行专门设计的控制装置。该产品为适应轮毂恶劣的工作环境，在结构和电气设计方面做了充分的考虑和试验验证，实现了风电机组在低风速是的最大风能捕获和在高风速时功率的稳定输出，同时在极端故障情况下能可靠快速顺桨，保证机组的安全。

1.主要功能特点：

1. 控制核心采用高可靠性PLC,针对便将系统工作环境做了减震和防水，防腐蚀处理。
2. 针对变桨执行机构调整电机驱动硬件，灵活适应电流电机、交流永磁同步电机、交流异步电机的现场需求
3. 后备电源电池模块以锂离子技术为基础为专门为高电流应用而设计
4. 具有故障自诊断功能，对超速、限位、安全链、运行模式、运行状态实时检测和智能诊断

2.系统单线图：

3.主要组件
    1）变桨管理系统(PMM)
    目前产品主要分为13kVA和26kVA两个功率级别。
PMM模块基本功能：

1. 为轴控制器提供清洁的直流电源（通过直流母线）
2. 监控电池模块，为电池模块充电
3. 在电网断电时将电池中的能量转为560V电压，通过直流母线为系统供电
4. 检测电池状态同时记录电池的数据
5. 监控电网电压
6. 在电网断电时为轴控制器提供24V直流辅助电压
7. 测量和调节电机，控制器以及箱体的温度
8. 预设参数
9. 通过CAN-Bus对数字轴控制器进行数据通讯控制
10. 通过CAN-Bus与主控进行数据传输
11. 通过服务接口可以对PCS进行参数化（通过RS485）

1. 新型锂电池技术,电池寿命长达5年(保修3年).
2. 在温度承受方面比铅蓄电池有更好的效能,可运行在柜体外部温度范围在-30℃到50℃的环境中.
3. 比目前铅蓄电池后备供电系统的体积小30%
4. 省去独立的电池箱

四、SCADA系统简介
    SCADA系统主要完成数据采集、网络构建、集中监控等功能。采集系统通过多种通用接口，实现将风机、变电站、测风塔、气象站等前端传感器中信息进行接入采集，并通过现场光纤网络，采用OPC技术实现数据接入中央监控系统。通过组建光纤环网或者星型网络将风场各风机、测风塔等前端传感器与中央监控系统构建以太网络。
    SCADA系统功能：
        ●本地和远程的现场控制
        ●风机部件信息、风机控制组件信息、风机电力信息等的发送
        ●风场基础信息管理
        ●报警和报警管理、事故追忆
        ●实时趋势和历史趋势
        ●灵活的报表功能
        ●数据管理，将数据存入数据库等
    SCADA系统特点：
        ●分布式客户/服务器结构
        ●标准的通讯协议
        ●WEB服务
        ●风场信息资源共享
        ●多种冗余方式
        ●系统开放性强，容易维护
        ●功能分散、操作管理集中
    技术优势：
        ●强大的分布式客户/服务器结构
        ●基于用户和基于节点的安全管理
        ●实时性强、可靠性高
        ●人机界面友好，支持多种语言在线切换
        ●全面支持ActiveX控件
        ●基于时间和事件的调度
        ●内置VBA
        ●支持OPC Client和server
    应用优势：
        ●灵活多样的系统结构
        ●使开发和运用高效的自动化解决方案变得更快更容易
        ●保护软、硬件投资的可持续性
        ●降低系统维护和改造成本
        ●与企业的各级用户及应用系统交换实时数据

监控系统单线图：

公司名称:天津瑞能电气有限公司
地址:天津市西青经济开发区民和道39号
邮编:300381
电话:23966577
传真:23966618
E-mail: df.gao@relectric.cn