富裕风电场简介.pptx

欢迎各位同学到国华齐齐哈尔风电有限公司富裕风电场参观一、国华富裕风电场概况一、国华富裕风电场概况1 1、国华富裕风电场机组投运时间及数量、国华富裕风电场机组投运时间及数量1 1）国华富裕风电场目前投运机组数量为）国华富裕风电场目前投运机组数量为8383台，总装机容量为台，总装机容量为125MW125MW，分三期施工完成。，分三期施工完成。2 2）一期）一期3333台风机于台风机于20082008年年4 4月份全部投运；月份全部投运；3 3）二期）二期3333台风机于台风机于20112011年年5 5月末全部投运；月末全部投运；4 4）三期）三期1717台风机于台风机于20142014年年9 9月份投运；月份投运；5 5）计划）计划20152015年年7 7月份月份1616台风机投运运行；台风机投运运行；二二.风机发电原理风机发电原理风能机械能电能变压器升压后输送至电网叶轮吸收风能转化为机械能发电机将机械能转化为电能风机架空线路直埋电缆升压变电站690V35kV110kV变压器电网接入三三.SL1500风力发电机组概述风力发电机组概述叶片轮毂 一.叶轮 二.机舱 三.塔架 四.基础 风力发电机组由四个主要部件组成：1、叶轮：叶轮又叫风轮，是获取风中能量的关键部件，由叶片和轮毂组成。分变桨距风轮和定桨距风轮。叶轮的作用是将风能转化为机械能。机械能通过主轴传动到增速机增速，达到发电机同步转速。N60f/P N：转速 f：频率 P：磁极对数2、机舱：机舱内主要包括齿轮箱.doc、发电机.doc、偏航.doc、制动器及联轴器.doc、风速风向仪等主要部件。3、塔架 大型风电机组：钢结构，有锥形筒体和珩架式结构。4、基础 大型风电机组：钢筋混凝土结构，设置接地系统四、风力发电机组系统组成四、风力发电机组系统组成 SL1500风力发电机组由传动系统、偏航系统、液压系统与制动系统、发电机、控制与安全系统等组成。传动系统：主传动、偏航驱动、变桨驱动主传动系统：水平轴式传动：轮毂主轴齿轮箱联轴器发电机 制动系统组成：空气动力制动、机械制动（液压制动）五、风机控制系统五、风机控制系统1 1风机控制系统分为五大部分：、风机控制系统分为五大部分：电源系统 变速恒频系统 变桨控制系统 偏航控制系统 PLC控制系统1）、电源系统 发电机和变频器采用交流690VAC电源，标准的400VAC和230VAC控制电源。2）、变速恒频系统 风机（WEC）把旋转的机械能转换为电能。在风机中采用了双馈异步发电机的形式。双馈异步发电机是指将定、转子三相绕组分别接入独立的三相对称电源，定子绕组直接和电网连接，转子绕组和频率、幅值、相位都可以按照要求进行调节的变频器相连。变频器采用交-直-交的形式与电网连接，控制电机在亚同步和超同步转速下都保持发电状态并随着风速的变化调节发电机的转速，进行能量交换。发电机的转速范围是1000rpm到2000rpm，同步转速是1500rpm。电压频率和转子电流与转速差（实际和同步发电机的转速）相对应。在正常情况下，异步发电机的转子转速总是略高于旋转磁场的转速（同步转速ns），因此称为“异步电机”。转子转速n与旋转磁场的转速ns之差称为转差，转差n与同步转速ns的比值称为转差率，即，转差率是表征异步发电机运行状态的一个基本变量。定子电压等于电网电压。转子电压与转差率及堵转电压成正比，堵转电压取决于定转子的匝数比。当发电机以同步转速转动时，转差率为零，这就意味着转子的电压为零。集电环系统用了4个集电环，其中3个是转子的U、V、W相集电环，第4个集电环是用于泄放轴电流的集电环。集电环系统有磨损电刷和监控电刷寿命的微电子开关。3）、变浆控制.avi 当风速小于目标风速时，通过调整叶片的角度，使风力发电机组获得最为理想的能量。当风速变化时，特别时超过额定风速后，调整叶片的角度，控制风力发电机组的转速和功率，维持机组工作在最佳状态。当安全链断开时，变桨系统转向顺桨位置，从而提供一个空气动力学的刹车作用。通过风和叶轮的相互作用产生的阻尼震荡和摆动，使风力发电机组的机械负载最小化。3个叶片受三个独立的变桨系统控制，其中每个叶片通过变桨电机驱动变速箱、小齿轮、变桨轴承内齿圈转动。变桨变频器控制变桨电机的速度，使每个叶片在顺桨位置、工作位置之间持续的自动的变桨。PLC根据功率控制给叶片角度的参考值，然后变桨变频器控制叶片向参考位置变桨。当安全链打开的情况下，叶片回到顺桨位置以减慢轮毂的转动速度。安全锁保护叶片只能往顺桨位置方向旋转，不能反转，保证风机的安全停机。控制系统配备了电池柜，当电网掉电的情况下由电池供电给变桨变频器，使风机安全停机。变桨电机、带有变桨变频器的变桨控制柜位于轮毂内，而电池柜、供电电源在机舱内。利用滑环起到旋转信号和固定信号之间的连接。利用顺桨位置的接近开关检测顺桨位置、工作位置的接近开关检测工作位置。检测叶片是否在工作区域之内、是否超过了工作位置。4）、偏航.avi SL1500风机具有有效的偏航系统，主要根据风向风速检测装置反馈信号来实现机舱的对风功能。它采用一台变频器同时驱动四台变频电机的驱动方式。在变频器的输出端接入输出电抗器。变频器配有制动单元和制动电阻。滑垫保持装置偏航驱动装置侧面轴承 它的工作过程是这样的，假设现在是东南风，风电机组正常它的工作过程是这样的，假设现在是东南风，风电机组正常工作，机舱叶轮处于迎风状态，也就是朝向东南方向，但是随着工作，机舱叶轮处于迎风状态，也就是朝向东南方向，但是随着时间变化，风向逐渐的变化为南风了了，那么风电机组肯定不能时间变化，风向逐渐的变化为南风了了，那么风电机组肯定不能在原来位置工作了，这时就由风速风向仪测得风向变化，并传给在原来位置工作了，这时就由风速风向仪测得风向变化，并传给控制系统存储下来，控制系统又来控制偏航驱动装置中的四台偏控制系统存储下来，控制系统又来控制偏航驱动装置中的四台偏航电机往风速变化的方向同步运转，偏航电机通过减速齿轮箱带航电机往风速变化的方向同步运转，偏航电机通过减速齿轮箱带动小齿轮旋转。小齿轮是与大齿圈相啮合的，与偏航电机、偏航动小齿轮旋转。小齿轮是与大齿圈相啮合的，与偏航电机、偏航齿轮箱统一称为偏航驱动装置。偏航驱动装置是通过螺栓紧固在齿轮箱统一称为偏航驱动装置。偏航驱动装置是通过螺栓紧固在主机架上的。而大齿圈是通过主机架上的。而大齿圈是通过8888个螺栓紧固在塔筒法兰上面的，个螺栓紧固在塔筒法兰上面的，也就是说大齿圈是不可能旋转的，那么只能是小齿轮围绕着大齿也就是说大齿圈是不可能旋转的，那么只能是小齿轮围绕着大齿圈旋转带动主机架旋转，直到机舱位置与风向仪测得的风向相一圈旋转带动主机架旋转，直到机舱位置与风向仪测得的风向相一致。当然风向变化是一个连续的过程，并不一定一下子就从东南致。当然风向变化是一个连续的过程，并不一定一下子就从东南风就变为南风了，而是一个循序渐进的过程风就变为南风了，而是一个循序渐进的过程 。机舱是可以顺时针旋转也可以逆时针旋转的，在偏航机舱是可以顺时针旋转也可以逆时针旋转的，在偏航 过程中，如果机舱总是朝向一个方向旋转是肯定不行的，过程中，如果机舱总是朝向一个方向旋转是肯定不行的，因为机舱底部大齿圈内部布置着多根电缆，机舱旋转电缆因为机舱底部大齿圈内部布置着多根电缆，机舱旋转电缆也就跟着扭转，所以为了防止电缆扭转破坏特地控制机舱也就跟着扭转，所以为了防止电缆扭转破坏特地控制机舱同一方向旋转圈数不得超过同一方向旋转圈数不得超过650650度（从度（从0 0度开始，度开始，0 0度为安装度为安装风电机组时确定的位置）。这种控制方法就是靠偏航接近风电机组时确定的位置）。这种控制方法就是靠偏航接近开关和限位开关来实现的，接近开关一左一右共两个，负开关和限位开关来实现的，接近开关一左一右共两个，负责记录机舱位置，当机舱达到责记录机舱位置，当机舱达到650650度或度或650650度时发出信号，度时发出信号，控制系统控制偏航电机反向旋转解缆。限位开关是作为极控制系统控制偏航电机反向旋转解缆。限位开关是作为极限位置开关使用的，当机舱继续旋转达到限位置开关使用的，当机舱继续旋转达到700700度时，限位开度时，限位开关被触发而使得风电机组快速停机。关被触发而使得风电机组快速停机。5）、PLC系统 PLC控制系统由三个带输入输出口（I/O）的微处理器单元构成。所有这些单元依靠串行接口通讯，其中主CPU通过Can总线控制发电机的变频器，从站CPU通过Can总线连接控制偏航变频器和变桨变频器。主从站两个单元都安装在机舱处，且都能独自控制各自相关功能。塔基处设有一个微处理器模块通过光缆与机舱进行通讯，通过光纤与中央监控系统通讯。六、并网过程六、并网过程 Sl1500风电机组并网方式采用“交直交”变频，即先把工频交流整流成直流，再把直流“逆变”成频率可变的交流。交直交变频器的工作原理是把工频交流电通过整流器变成平滑直流，然后利用半导体器件（IGBT）组成的三相逆变器，将直流电变成可变电压和可变频率的交流电。双馈异步发电机定子绕组直接和电网连接，转子绕组和频率、幅值、相位都可以按照要求进行调节的变频器相连。双馈异步发电机的工作范围为1000-2000rpm,所以在定子侧感应电压的频率不恒为50HZ，不满足电网要求。通过变频器调整转子中励磁电流的频率来控制定子电压的频率恒为50HZ；通过调整转子中励磁电流的大小和相位来控制定子电压恒为690V，从而达到风机并网要求。变频器双馈发电机拓扑结构发电机电网当转速小于同步转速1500rpm时，定子旋转磁场达不到同步转速，需要通过转子补充，所以能量是由变频器流向转子，如下图：当转速大于同步转速1500rpm时，定子旋转磁场大于同步转速，需要通过转子抵消部分磁场，所以能量是由转子流向变频器，如下图：变频器双馈发电机拓扑结构发电机电网 1.预充电(S2)：防止高频滤波器件过流。预充电接触器吸和，变频器直流母排充电至970DC左右，网侧变频器工作，母排直流电压经网侧变频器逆变使A点电压渐升为690AC，且电流值为57A。如果没有预充电环节，直接吸和网侧接触器，会使A点瞬间过电流。2.网侧变频器接触器闭合(S6)：网侧变频器接触器合同时预充电接触器断开，能量从网侧经变频器至直流母排，母排电压为1050DC，网侧变频器提供系所需无功能量，包括变压器、高频滤波装置等。3.电机侧变频器启动(S7)：网侧变频器电流80A左右，电机侧变频器电流20A左右。4.同步(S7-syn)：发电机转速达到1200-1400rpm，电机侧变频器注入140A电流，电机定子侧电压达到690V。5.定子接触器闭合，发电(S8)。定子电压幅值、相位、频率与电网电压近乎一致，定子接触器闭合，风机并网发电。七、风机操作七、风机操作1.1.起动和停机有自动和手动两种方式起动和停机有自动和手动两种方式1)1)自动起动：风电机组处于自动状态，当风速达到起动风速自动起动：风电机组处于自动状态，当风速达到起动风速时，风电机组按计算机程序自动起动并入电网时，风电机组按计算机程序自动起动并入电网2)2)自动停机：风电机组处于自动状态，当风速超出正常运行自动停机：风电机组处于自动状态，当风速超出正常运行风速时，风电机组按计算机程序自动与电网解列、停机风速时，风电机组按计算机程序自动与电网解列、停机 3)3)手动起动：当风速达到起动风速时，手动操作起动键，风手动起动：当风速达到起动风速时，手动操作起动键，风电机组按计算机程序起动和并网。电机组按计算机程序起动和并网。4)4)手动停机：当风速超出正常运行风速时，手动操作停止键，手动停机：当风速超出正常运行风速时，手动操作停止键，风电风电 机组按计算机程序与电网解列、停机机组按计算机程序与电网解列、停机2.手动起动和停机有四种操作方式：主控室操作，就地（塔基）操作，机舱上操作。登陆等级高低分别为机舱、登陆等级高低分别为机舱、塔基、主控室。塔基、主控室。风机远程界面单击主界面内某台风机即可风机状态风机状态风机状态风机状态发电状态发电状态不在线状态不在线状态故障状态故障状态某台风机主界面某台风机主界面某台风机主界面某台风机主界面八、风机维护八、风机维护1 1、年度例行维护周期、年度例行维护周期新投运机组在试运行新投运机组在试运行3 3个月后进行一次维个月后进行一次维 护护已投运机组分为半年期和一年期维护已投运机组分为半年期和一年期维护2 2、维护项目、维护项目1 1）电气部分）电气部分 a.a.传感器功能测试与检测回路的检查；传感器功能测试与检测回路的检查；b.b.电缆接线端子的检查与紧固；电缆接线端子的检查与紧固；c.c.主回路绝缘测试；主回路绝缘测试；d.d.电缆外观与发电机引出线接线柱检查；电缆外观与发电机引出线接线柱检查；e.e.主要电器组件外观检查主要电器组件外观检查f.模块式插件检查与紧固；g.显示器及控制按键开关功能检查；h.电气传动桨距调节系统的回路检查；I.控制柜柜体密封检查；j.机组加热装置工作情况检查；k.机组防雷系统检查；l.接地装置检查。2）机械部分a.螺栓连接力矩检查；b.各润滑点润滑状况检查及润滑脂加注；c.润滑系统和液压系统油位及压力检查；d.滤清器污染程度检查，必要时更换；e.传动系统主要部件运行状况检查；f.叶片表面及及叶尖扰流器工作位置检查；g.桨距调节系统的功能测试及检查调整；h.偏航齿圈啮合情况检查及齿面润滑；I.液压系统工作情况检查测试；j.机械刹车磨擦片间隙检查调整；k.减振器橡胶组件的老化程度检查；l.联轴器同轴度检查；m.润滑管路、液压管路、冷却循环管路查；n.塔筒焊缝、法兰间隙及附属设施功能检查；o.风力发电机组防腐情况检查；谢 谢！