1、龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .1.5MW1.5MW風電機組主控系統(tǒng)風電機組主控系統(tǒng)邱渠第一風電場邱渠第一風電場2016.032016.03龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容容 雙饋機組技術介紹雙饋機組技術介紹 控制系統(tǒng)介紹控制系統(tǒng)介紹 通訊及安全鏈系統(tǒng)通訊及安全鏈系統(tǒng) 重要設備軟硬件重要設備軟硬

2、件 控制模式介紹控制模式介紹龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .1. 1. 雙饋機組技術介紹雙饋機組技術介紹1.1 1.1 雙饋機組運行原理雙饋機組運行原理1.2 1.2 發(fā)電原理介紹發(fā)電原理介紹 1.2.1 1.2.1 亞同步運行亞同步運行1.2.2 1.2.2 超同步運行超同步運行1.3 1.3 控制策略介紹控制策略介紹龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W

3、E R C O . , L T D .1.1 1.1 雙饋機組運行原理雙饋機組運行原理龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .1.2 1.2 發(fā)電原理介紹發(fā)電原理介紹 變速恒頻雙饋發(fā)電機運行時電機轉速與定、轉子繞組電壓頻率關系的數(shù)學表達式：f1=（p/120）nrf2。 式中： f1為定子電壓頻率；p為電機的極數(shù)； nr為雙饋發(fā)電機的轉速； f2為轉子勵磁電壓頻率。 由上式可知，當轉速nr發(fā)生變化時，若調(diào)節(jié)f2變化，可使f1保持恒定不變，實現(xiàn)雙饋發(fā)電機的變速恒頻

4、控制。1.2.1 1.2.1 亞同步運行亞同步運行 亞同步發(fā)電運行 nr n1時 ，（即 0S1） f2取正號，如果忽略各種損耗，則發(fā)電機的能量關系為： P電磁=P機械+P轉差 P上網(wǎng)=P電磁 （定子饋電，轉子由變頻器提供勵磁）龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D . 1.2.2 1.2.2 超同步運行超同步運行 超同步發(fā)電運行 nr n1時，（即 S1） f2取負號，如果忽略各種損耗，則發(fā)電機的能量關系為： P機械=P轉差+P電磁 P上網(wǎng)=P轉差+P電磁 （定

5、子饋電+轉子饋電） 注：n1為發(fā)電機的同步轉速。龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .1.3 控制策略介紹控制策略介紹1.3.1 1.3.1 區(qū)域區(qū)域1 1低于切入風速區(qū)域。一旦滿足切入條件，控制啟動風機。1.3.2 1.3.2 區(qū)域區(qū)域2 2： 切入風速到額定風速區(qū)域?？刂颇繕耸亲畲箫L能捕獲，通常將槳距角保持在某個優(yōu)化值不變，通過發(fā)電機轉矩控制葉輪轉速，實現(xiàn)最佳葉尖速比。1.3.3 1.3.3 區(qū)域區(qū)域3 3：超過額定風速區(qū)域。通過變槳控制保持輸出功率和葉輪

6、轉速恒定。pCSvP321龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .2. 2. 控制系統(tǒng)介紹控制系統(tǒng)介紹2.1 2.1 控制系統(tǒng)結構控制系統(tǒng)結構2.1.1 2.1.1 塔底柜塔底柜2.1.2 2.1.2 機艙柜機艙柜 2.22.2 控制系統(tǒng)硬件組成控制系統(tǒng)硬件組成2.2.1 PLC2.2.1 PLC主站主站2.2.2 2.2.2 塔底從站塔底從站2.2.3 2.2.3 機艙從站（機艙從站（2020）：數(shù)字量）：數(shù)字量2.2.4 2.2.4 機艙從站（機艙從站（22

7、22）：模擬量）：模擬量2.32.3 重要卡件介紹重要卡件介紹龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .2.1 控制系統(tǒng)結構控制系統(tǒng)結構風風電電機機組組控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)的的組組成成龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .2.1.1 2.1.1 塔底柜塔底柜 UPS 控制器（主站） 光電轉換器電源模塊分配器蓄電池 塔底從站 溫控開關龍

8、源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .2.1.2 2.1.2 機艙柜機艙柜 機艙從站機艙從站 光電轉換器光電轉換器 機艙從站（機艙從站（2222） 24V24V開關開關 超速模塊超速模塊 UPSUPS龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .2.2 2.2 控制系統(tǒng)硬件組成控制系統(tǒng)硬件組成2.2.1 PLC2.2.1 PLC主站主站

9、 CX1500 CX1020 CX1100 KL9210 KL6904 KL9010龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .2.2.2 2.2.2 塔底從塔底從站站從左至右：BK3150,KL9210,KL1104（4片）,KL2134（3片）,KL1904,KL3204,KL3403,KL9010龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T

10、 D .2.2.3 2.2.3 機艙從站（機艙從站（2020）：數(shù)字量）：數(shù)字量 從左至右：BK3150,KL9210,KL1104（17片）,KL2134（8片）,KL1904（2片）2904（1片）,KL2134（2片）,KL9010龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .2.2.4 2.2.4 機艙從站（機艙從站（2222）：模擬量）：模擬量 從左至右：從左至右：BK3150,KL9210,KL3404BK3150,KL9210,KL3404（4 4片）片

11、）,KL5001(,KL5001(兩片兩片) )，KL3204KL3204（6 6片）片）,KL9010,KL9010龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .3. 3. 通訊及安全鏈系統(tǒng)通訊及安全鏈系統(tǒng)3.1 3.1 通訊通訊3.1.13.1.1 ProfibusProfibus通訊結構通訊結構3.1.2 Profibus3.1.2 Profibus總線終端器總線終端器3.23.2 安全鏈系統(tǒng)安全鏈系統(tǒng)3.2.1 KL19043.2.1 KL1904輸入信號輸入

12、信號3.2.2 KL29043.2.2 KL2904輸出信號輸出信號龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .3.1.13.1.1 ProfibusProfibus通訊結構通訊結構1）Profibus接線順序： 變流器Profibus主站 CX1500-M310塔底柜BK3150（11號站）塔底柜光電轉換器機艙柜光電轉換器機艙柜BK3150（20號站）機艙柜BK3150（22號站）變槳系統(tǒng)龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A

13、N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .3.1.2 Profibus3.1.2 Profibus總線終端器總線終端器模塊編號Terminal switch開關位置變流器(ABB:NPBA12)ON塔底柜主站101U0OFF塔底柜從站103BC1OFF塔底光電轉換器ON機艙光電轉換器ON機艙柜數(shù)字從站（左）401BC1OFF機艙柜模擬從站（右）405BC0OFF變槳系統(tǒng)(MOOG:EL6731)ON龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R

14、 C O . , L T D .3.23.2 安全鏈系統(tǒng)安全鏈系統(tǒng) 安全鏈是風機的最后一道保護，為一組串聯(lián)的常閉接線電路，安全鏈動作會觸發(fā)緊急停機，系統(tǒng)由3片KL1904，一片KL6904和一片KL2904組成。3.2.1 KL19043.2.1 KL1904：安全鏈輸入模塊、超速模塊、扭纜開關、急停按鈕、復位信號等3.2.2 KL69043.2.2 KL6904：邏輯運算模塊3.2.33.2.3 接收到復位信號時，判斷所有安全鏈回路都閉合后，整條安全鏈閉合。3.2.4 KL29043.2.4 KL2904：安全鏈輸出模塊3.2.5 3.2.5 安全鏈閉合后給釋放變槳、偏航禁止的控制指令。龍源

15、寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .3.2.1 KL19043.2.1 KL1904輸入信號輸入信號以下幾項會觸發(fā)安全鏈動作1）塔底的緊急停機按鈕2）plc緊急停機信號3）機艙的緊急停機按鈕4）葉輪速超5）扭纜開關安全鏈動作6）變槳安全鏈7）安全鏈復位信號：8）塔底復位按鈕9）機艙復位按鈕龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .2

16、904模塊及輸出3.2.2 KL29043.2.2 KL2904輸出信號輸出信號龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .3.3 3.3 重要卡件介紹重要卡件介紹3.3.1 PROFIBUS 3.3.1 PROFIBUS 現(xiàn)場總線主站接口：現(xiàn)場總線主站接口：CX1500-M310CX1500-M3103.3.2 CPU3.3.2 CPU：CX1020CX10203.3.3 3.3.3 電源模塊：電源模塊：CX1100-0002CX1100-00023.3.4 Pr

17、ofibus3.3.4 Profibus總線耦合器：總線耦合器：BK3150BK31503.3.5 3.3.5 端子供電模塊：端子供電模塊：KL9210KL92103.3.6 3.3.6 數(shù)字輸入輸出模塊：數(shù)字輸入輸出模塊：KL1104KL1104、KL2134KL21343.3.7 3.3.7 模擬輸入模塊：模擬輸入模塊：KL3204KL32043.3.8 3.3.8 電網(wǎng)檢測模塊：電網(wǎng)檢測模塊：KL3403KL34033.3.9 3.3.9 安全鏈模塊：安全鏈模塊：KL1904KL1904、KL2904KL2904、KL6904KL69043.3.10 3.3.10 差分模擬量輸入模塊：差

18、分模擬量輸入模塊：KL3404KL34043.3.11 SSI3.3.11 SSI編碼器接口端子：編碼器接口端子：KL5001KL5001龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .3.3.1 CX1500-M310PROFIBUS 3.3.1 CX1500-M310PROFIBUS 現(xiàn)場總線主站接口RUNBF意義意義Onoff操作狀態(tài)：RUN，輸入被讀取，輸出被設置Off10 Hz閃爍停止10 Hz閃爍offTwinCAT還沒有啟動，所有總線成員無錯誤運行中(RU

19、N)offon重啟，離線LED診斷指示燈診斷指示燈龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .3.3.2 CX1020CPU3.3.2 CX1020CPU基本CPU上包含兩個以太網(wǎng)口（內(nèi)部交換機，占用同一個MAC和同一個IP）和一個CF卡接口 附加：兩個USB接口和一個DVI接口的系統(tǒng)接口模塊CX1020-N010龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O .

20、 , L T D .CPU指示燈龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .3.3.3 3.3.3 電源模塊電源模塊CX1100-0002CX1100-0002CX1100- 00XX主要功能為：1) 為CPU供電2) 實現(xiàn)端子與CPU間的數(shù)據(jù)交換3) 為端子出現(xiàn)的故障提供診斷信息龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .3.3.4 P

21、rofibus3.3.4 Profibus總線耦合器總線耦合器 BK3150龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D . LED診斷指示燈I/O-RUNBFDIA意義意義措施措施onoffoff操作狀態(tài)：RUN，輸入被讀取，輸出被設置運行一切正常ononoff, 閃1. 總線活躍，但從站已被參數(shù)化啟動主站 2. 反應Profibus錯誤的總線錯誤： a.) K-Bus輸出變?yōu)? 或 b.) K-Bus輸出保持檢查參數(shù)和配置offoffoff與主站的數(shù)據(jù)交換沒有開始啟

22、動PLCoffonon沒有活躍的總線啟動主站，檢查總線電纜offonoff, 閃反應Profibus錯誤的總線錯誤：K-Bus循環(huán)停止啟動主站，檢查參數(shù)和配置龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .DpState值值描述描述0無故障 從站正在進行數(shù)據(jù)交換1從站未激活 啟動過程中的一個中間狀態(tài)2從站不存在 從站在總線上沒有應答 - 檢查從站是否上電，Profibus插頭是否接入，正確的站號及總線電纜3主站鎖定- 從站正在與另一主站進行數(shù)據(jù)交換 - 從總線中將另一主

23、站移除 或從站被另一主站釋放4無效的從站應答 從站不正確的應答，當本地事件導致從站停止數(shù)據(jù)交換時臨時發(fā)生5參數(shù)故障 檢查總線耦合器 / GSD文件是否正確，從站站號是否正確及UserPrmData設置是否正確6不支持 DP功能不支持 - 檢查GSD文件是否正確及從站站號是否正確7配置故障 配置故障 - 檢查所屬的端子 / 模塊是否正確8從站未準備好 - 從站啟動中，在啟動時的臨時顯示9靜態(tài)診斷 從站發(fā)出靜態(tài)診斷信號且當前無法傳送有效數(shù)據(jù) - 檢查從站的操作狀態(tài)10診斷溢出 從站發(fā)出診斷溢出信號 - 檢查從站診斷數(shù)據(jù)及操作狀態(tài)龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U

24、 A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .值值描述描述11物理故障 從站應答有物理故障干擾 - 檢查電纜13嚴重總線故障 - 檢查電纜14報文故障 從站應答報文無效 - 不應發(fā)生15從站缺乏資源 - 從站沒有足夠的資源發(fā)送報文 - 檢查GSD文件的正確性16服務沒有激活 -當本地事件導致從站停止數(shù)據(jù)交換時臨時發(fā)生的故障，或者檢查從站DP功能是否關閉17意外的報文 - 當2個Profibus網(wǎng)絡連接在一起時可能臨時發(fā)生，或檢查第二主站的總線時間是否設置一致18從站就緒 - 啟動時可能臨時發(fā)生，直到任務開始19DPV1啟動 - DP啟動

25、后仍有數(shù)據(jù)通過DPV1 Write發(fā)出時臨時發(fā)生128FC310 x處于從站模式，等待數(shù)據(jù)傳送 - 從站已被參數(shù)化并配置，但還未收到數(shù)據(jù)交換報文129FC310 x處于從站模式，等待配置 - 從站已被參數(shù)化，但還未收到Chk_Cfg報文130FC310 x處于從站模式，等待參數(shù) - 從站未被參數(shù)化，等待Set_Prm(Lock)報文DpState龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .3.3.5 KL92103.3.5 KL9210接線如圖中所示：+24 V 口

26、接外接電源的24V，0 V 處，接外接電源的0 VPE端，接地。KL9210可以放在端子排的任意位置，它的作用是給它右方的端子提供電源，并且KL9210具有診斷功能，還可以添加熔斷器龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .3.3.6 KL11043.3.6 KL1104、KL2134KL2134（KL2114KL2114）、）、KL 3204KL 32041) 11041) 1104、21342134：4通道數(shù)字輸入/輸出模塊“0”信號電壓 -3 V 5 V “

27、1”信號電壓 15 V 30 V每一個數(shù)字量輸入/輸出通道都有一個對應的LED燈。如果該通道有輸入/輸出，則該LED燈變?yōu)榫G色。沒有輸入/輸出的時候，LED燈不亮。2) 32042) 3204：4 4通道模擬量輸入端子每一個輸入通道都有一個對應的故障LED燈。正常時，LED燈不亮，如果LED燈為紅色，則表示該通道的傳感器線路短路或者斷路龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .3.3.7 KL34033.3.7 KL3403輸入：三相電壓、電流計算：電壓電流有效值

28、，有功功率、視在功率、電流峰值、頻率龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .3.3.8 KL19043.3.8 KL19041) 安全鏈輸入端子龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .診斷功能診斷功能-Dia1 （綠色）（綠色）閃爍代碼閃爍代碼含義含義LED常亮（從版本17開始）LED以1Hz的頻率閃爍（到版本16為止）正常操作：

29、TwinSAFE通訊正?？扉W與1個脈沖的閃爍交替S 參數(shù)錯誤（TwinSAFE參數(shù)）快閃與2個脈沖的閃爍交替I 參數(shù)錯誤（獨立設備參數(shù)）快閃與3個脈沖的閃爍交替等待S 和 I 參數(shù)快閃與4個脈沖的閃爍交替S 和 I 參數(shù)正確：等待第一個主機報文快閃與5個脈沖的閃爍交替看門狗錯誤快閃與6個脈沖的閃爍交替CRC校驗錯誤快閃與7個脈沖的閃爍交替序列號錯誤快閃與8個脈沖的閃爍交替?zhèn)鞲衅鞴收淆堅磳幭娘L力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .診斷功能診斷功能-Dia2（紅色）（紅色）

30、 Dia2紅燈點亮表明有外部供電或者線路錯誤，當故障消除時紅燈滅。診斷功能診斷功能-Dia3（紅色）和（紅色）和Dia4（紅色）（紅色） Dia3和Dia4燈表明端子內(nèi)部錯誤，需要返回倍福公司。Dia3（紅色）Dia4（紅色）故障來源亮閃爍uC1亮滅uC2龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .3.3.9 KL29043.3.9 KL2904安全鏈輸出端子安全鏈輸出端子龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G

31、 X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .閃爍代碼閃爍代碼含義含義LED常亮（從版本17開始）LED以1Hz的頻率閃爍（到版本16為止）正常操作：TwinSAFE通訊正?？扉W與1個脈沖的閃爍交替通訊錯誤：連接不在運行狀態(tài)快閃與3個脈沖的閃爍交替通訊錯誤：連接不在運行狀態(tài)Dia3（紅色）Dia4（紅色）故障來源亮閃爍uC1亮滅uC2診斷功能診斷功能-Dia1 （綠色）（綠色）這些故障可以通過TwinSAFE組輸入信號ERR_ACK的下降沿復位診斷功能診斷功能-Dia3-Dia3（紅色）和（紅色）和Dia4Dia4（紅色）（紅色）Dia3和Dia4燈表明端子內(nèi)

32、部錯誤，需要返回倍福公司。龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .診斷功能診斷功能-Dia2 -Dia2 （紅色）（紅色）閃爍代碼閃爍代碼含義含義快閃與1個脈沖的閃爍交替輸出1：開路或者電流小于20mA（最小值）或者電流大于500mA（最大值）快閃與2個脈沖的閃爍交替輸出2：開路或者電流小于20mA（最小值）或者電流大于500mA（最大值）快閃與3個脈沖的閃爍交替輸出3：開路或者電流小于20mA（最小值）或者電流大于500mA（最大值）快閃與4個脈沖的閃爍交替輸

33、出4：開路或者電流小于20mA（最小值）或者電流大于500mA（最大值）快閃與5個脈沖的閃爍交替現(xiàn)場電壓過低快閃與6個脈沖的閃爍交替現(xiàn)場電壓過高快閃與7個脈沖的閃爍交替端子溫度過低快閃與8個脈沖的閃爍交替端子溫度過高快閃與9個脈沖的閃爍交替溫度不一致錯誤快閃與10個脈沖的閃爍交替輸出線路錯誤：開路，短路或者外部供電該故障只能通過TwinSAFE端子斷電復位龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .3.3.10 KL69043.3.10 KL69041) 安全鏈邏輯

34、運算模塊-K2-K4龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .診斷功能診斷功能-Dia1 -Dia1 （綠色）（綠色）閃爍代碼閃爍代碼含義含義LED常亮（從版本17開始）LED以1Hz的頻率閃爍（到版本16為止）正常操作：TwinSAFE通訊正?？扉W與1個脈沖的閃爍交替通訊錯誤：至少一個連接不在運行狀態(tài)快閃與2個脈沖的閃爍交替功能塊錯誤快閃與3個脈沖的閃爍交替功能塊錯誤和通訊錯誤這些故障可以通過TwinSAFE組輸入信號ERR_ACK的下降沿復位診斷功能診斷功能-

35、Dia3-Dia3（紅色）和（紅色）和Dia4Dia4（紅色）（紅色） Dia3和Dia4燈表明端子內(nèi)部錯誤，需要返回倍福公司。Dia3（紅色）Dia4（紅色）故障來源亮閃爍uC1亮滅uC2龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .診斷功能診斷功能-Dia2 （紅色）（紅色）閃爍代碼閃爍代碼含義含義快閃與1個脈沖的閃爍交替輸出1：開路或者電流小于20mA（最小值）或者電流大于500mA（最大值）快閃與2個脈沖的閃爍交替輸出2：開路或者電流小于20mA（最小值）或者

36、電流大于500mA（最大值）快閃與3個脈沖的閃爍交替輸出3：開路或者電流小于20mA（最小值）或者電流大于500mA（最大值）快閃與4個脈沖的閃爍交替輸出4：開路或者電流小于20mA（最小值）或者電流大于500mA（最大值）快閃與5個脈沖的閃爍交替現(xiàn)場電壓過低快閃與6個脈沖的閃爍交替現(xiàn)場電壓過高快閃與7個脈沖的閃爍交替端子溫度過低快閃與8個脈沖的閃爍交替端子溫度過高快閃與9個脈沖的閃爍交替溫度不一致錯誤快閃與10個脈沖的閃爍交替輸出線路錯誤：開路，短路或者外部供電該故障只能通過TwinSAFE端子斷電復位龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N

37、 G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .3.3.11 KL34043.3.11 KL34041) 4點差分模擬量輸入2) -10V+10V3) 每一個輸入通道都有一個對應的故障LED燈。正常時，LED燈亮，為綠色。4) 當控制器和總線耦合器之間在大于100ms的時間內(nèi)沒有過程數(shù)據(jù)通訊傳輸?shù)脑?，綠燈會滅掉，這時就出現(xiàn)了一個看門狗計時器溢出現(xiàn)象。龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .1) SSI編碼器接口端子2) KL5

38、001只有一個輸入通道LED燈。正常時，LED燈亮，為綠色。3) 當控制器和總線耦合器之間在大于100ms的時間內(nèi)沒有過程數(shù)據(jù)通訊傳輸?shù)脑?，綠燈會滅掉，這時就出現(xiàn)了一個看門狗計時器溢出現(xiàn)象。3.3.11 3.3.11 KL5001KL5001龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .4. 4. 重要設備軟硬件重要設備軟硬件4.14.1 齒輪箱及冷卻系統(tǒng)齒輪箱及冷卻系統(tǒng)4.24.2 發(fā)電機發(fā)電機4.3 4.3 液壓站液壓站4.4 4.4 偏航系統(tǒng)偏航系統(tǒng)4.5 4.

39、5 滑環(huán)滑環(huán)4.6 4.6 加速振動傳感器加速振動傳感器4.7 4.7 超速模塊超速模塊4.8 4.8 風向標、風速儀風向標、風速儀龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .機艙內(nèi)基本結構機艙內(nèi)基本結構龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .4.14.1 齒輪箱及冷卻系統(tǒng)齒輪箱及冷卻系統(tǒng)4.1.14.1.1 風力發(fā)電機組中的齒輪箱的

40、主要功用是將葉輪在風力作用下所產(chǎn)生的動力傳遞給發(fā)電機并使其得到相應的轉速。通常葉輪的轉速很低，遠達不到發(fā)電機發(fā)電所要求的轉速，必須通過齒輪箱齒輪副的增速作用來實現(xiàn)，我公司齒輪箱的增速比例是1:100。4.1.2 4.1.2 我公司風力發(fā)電機組采用的齒輪箱為兩級行星一級圓柱結構，主軸通過齒輪箱將能量傳送到發(fā)電機.。該齒輪箱的特點是結構緊湊，在同樣增速比的條件下比傳統(tǒng)齒輪箱占用空間小，有效節(jié)省了風機內(nèi)的空間。同時采用了新型號的軸承以及較高的齒輪精度，保證了齒輪箱在整個工作范圍內(nèi)都有較高的效率，性能先進。龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G

41、X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .齒輪箱結構圖龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .油泵和風扇電機控制回路油泵和風扇電機控制回路龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .壓力表和散熱風扇壓力表和散熱風扇龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I

42、 N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .4.1.3 4.1.3 基本控制原理基本控制原理1）油溫 5時3分鐘之后，加熱器停止；2）低速軸轉速1.2rpm或風機進入運行、發(fā)電、停機狀態(tài)且油溫 5 - 低速；3）低速軸轉速10.5rpm或油溫40- 高速；4）油溫50，水泵啟動，直到60，水空風扇啟動,直到60或軸溫70，空冷風扇（高速）啟動，直到油溫50或軸溫80，風機進入正常停機模式；8）高速軸溫(葉輪、發(fā)電機側)90，風機為正常停機模式。龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A

43、W I N D P O W E R C O . , L T D .發(fā)電機結構圖4.2 4.2 發(fā)電機發(fā)電機龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .4.2.1 4.2.1 基本原理基本原理 風力發(fā)電機組采用雙饋恒頻異步發(fā)電機，可以使風力機在比較寬的風輪轉子轉速變化范圍內(nèi)運轉,以獲取更多的電能。 高效率的4極雙饋式發(fā)電機在運行時，既可超同步轉速運行，也可亞同步轉速運行，變速運行在10002017rmp之間，定子輸出電壓和頻率可以維持不變，既可調(diào)節(jié)電網(wǎng)的功率因數(shù)，又可

44、以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。這種采用雙饋異步發(fā)電機的控制方案除了可實現(xiàn)變速恒頻控制、減小變頻器的容量外，還可以實現(xiàn)有功、無功功率的靈活控制，對電網(wǎng)而言可起到無功補償?shù)淖饔谩｝堅磳幭娘L力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .1）雙饋發(fā)電機特點）雙饋發(fā)電機特點 由于定子直接與電網(wǎng)連接，轉子采用變頻器供電，因此，系統(tǒng)中的變頻器容量僅取決于發(fā)電機運行時的最大轉差功率，一般發(fā)電機的最大轉差率為25%-35%，因而變頻器的最大容量僅為發(fā)電機額定容量的1/4-1/3。這樣，系統(tǒng)的總體配置費用就

45、比較低。 具有變速恒頻的特性。 可以實現(xiàn)有功功率和無功功率的調(diào)節(jié)。2）基本控制原理）基本控制原理 發(fā)電機繞組溫度80，空冷風扇啟動，直到70，空冷風扇停止； 發(fā)電機繞組溫度機艙溫度且機艙溫度10或發(fā)電機繞組溫度機艙溫度10分鐘后停止加熱；龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .給偏航剎車及高速軸剎車提供壓力給偏航剎車及高速軸剎車提供壓力液壓站結構圖4.3 4.3 液壓站液壓站龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I

46、N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .4.3.1 控制方式控制方式1）系統(tǒng)壓力低于145bar啟泵，高于160bar停泵。2）偏航和解纜狀態(tài)：偏航解纜和迎風分別對應的閥置位，系統(tǒng)壓力P4為150ba左右，偏航壓力P1維持在25bar左右3）高速軸剎車狀態(tài)： 兩閥同時復位/置位。系統(tǒng)進入停機模式并且為緊急停機模式（故障等級三安全鏈動作），保證葉輪速度降為小于5rpm，抱閘動作；

47、龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .4.3.2 4.3.2 油位油溫開關油位油溫開關1）油位開關：常開觸點，達到指定高度開關閉合，402DI4.1-1輸入高電平（一通道亮）2）油溫開關：常閉觸點，未達到警戒溫度70度時，402DI4-8輸入高電平（四通道亮）3）液壓加熱器：溫控開關控制主回路通斷龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T

48、 D .4.4 4.4 偏航系統(tǒng)偏航系統(tǒng)4.4.14.4.1 偏航系統(tǒng)：偏航系統(tǒng)主要有兩個功能，一是使機艙軸線跟蹤變化穩(wěn)定的風向，二是自動進行解纜操作。龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .4.4.2 4.4.2 結構原理介紹結構原理介紹 1）我公司偏航系統(tǒng)是由偏航軸承和四臺偏航電機驅動的齒輪傳動機構組成的。偏航軸承為內(nèi)摩擦的滑動軸承系統(tǒng)，為內(nèi)齒圈設計。四臺偏航驅動對稱布置，由電機驅動小齒輪帶動整個機艙沿偏航軸承轉動，實現(xiàn)機艙的偏航。 2）當風向與機艙軸線偏離

49、一個角度時（風小時為8，風大時為15），控制系統(tǒng)經(jīng)過一段時間的確認后，會控制偏航電機將機艙軸線調(diào)整到與風向一致的方位，實現(xiàn)機艙對風。龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D . 4.4.3 4.4.3 運行狀態(tài)介紹運行狀態(tài)介紹 1）當偏航電機帶動偏航軸承偏航時，偏航液壓剎車系統(tǒng)處于半釋放狀態(tài)，從而設置足夠大的阻尼，偏航時使機艙保持足夠的穩(wěn)定性。當偏航電機停止時，偏航液壓系統(tǒng)處于剎車狀態(tài)，將機艙固定到相應的位置上。 2）當機艙偏航到某一角度，由機艙引入到塔底的發(fā)電機電

50、纜將處于纏繞的狀態(tài)，這時風力發(fā)電機組會進行解纜處理（偏航系統(tǒng)按纏繞的反方向偏航），使電纜解除纏繞的狀態(tài)。由于解纜時希望能夠快速偏航，這時偏航液壓系統(tǒng)剎車處于完全釋放狀態(tài)。龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .4.4.4 4.4.4 偏航軟起偏航軟起Ready:偏航啟動準備信號 Ul：偏航軟啟的輸入電壓S3:Softstarter信號；Ut:偏航軟啟DS6的輸出電壓 TOR: 偏航軟啟狀態(tài)反饋信號 龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G

51、Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .4.4.5 4.4.5 偏航控制原理偏航控制原理1）在不同的風速條件下，偏航的動作方式不同，分為高風速偏航和低風速偏航。2）高風速下自動偏航：60秒平均風速大于等于9 m/s，觸發(fā)偏航程序的條件如下： 偏航對風60秒平均偏差大于8，延時210s，風機偏航。 偏航對風60秒平均偏差大于15，延時20s，風機偏航。3）低風速下自動偏航： 60秒平均風速小于9 m/s，觸發(fā)偏航程序的條件如下： 偏航對風60秒平均偏差大于10，延時250s，風機偏航。 偏航對風60秒平均偏差大于18，延時25

52、s，風機偏航。龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .4.4.6 4.4.6 禁止偏航的條件禁止偏航的條件在下列情況下，不允許自動偏航： 1) 產(chǎn)生偏航故障； 2) 偏航解纜動作； 3) 風機處于維護模式； 4) 30s平均風速 2.5m/s； 5) 緊急停機過程； 6) 發(fā)生風向故障； 7) 發(fā)生液壓故障； 8) 自動偏航不影響風機的當前狀態(tài)龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N

53、D P O W E R C O . , L T D .4.4.7 4.4.7 自動解纜自動解纜1) 1) 自動解纜條件自動解纜條件a 風機處于待機狀態(tài)和非維護模式，同時不出現(xiàn)偏航和液壓故障b 判斷當位置大于580或小于-580時，向右或向左解纜動作2) 2) 解纜停止條件解纜停止條件a 情況1：偏航位置回到小于360度，對風角度(風向標數(shù)值與180度差值) 小于30度；b 情況2：偏航位置小于40度偏航解纜后，風機處于待機狀態(tài)。龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T

54、D .4.4.8 扭纜開關 扭攬開關四組觸點中兩組選用常開S1、S3連接輸入IO；S2、S4連接安全鏈輸入；故障檢測旋轉26圈（約750度） 安全鏈動作旋轉30圈（約860度） 28.69565度/圈扭纜開關接線圖龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .4.5 4.5 滑環(huán)滑環(huán)4.5.1 4.5.1 用于連接機艙和輪轂的電纜，包括profibus通訊線，400V和230V供電線,24V供電線和安全鏈回路。龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N

55、 G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .滑環(huán)電纜滑環(huán)電纜龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .4.6 4.6 加速振動傳感器加速振動傳感器管腳含義Pin124V供電Pin2供電地Pin3振動X軸信號Pin4振動Y軸信號Pin5信號地Pin6大于0.2g為高（可選）Pin7大于0.2g為低（可選）AccelerationAcceleration x-axis V: x-axis V: -

56、0,5g=0V 0g=5V +0,5g=10V -0,5g=0V 0g=5V +0,5g=10VAccelerationAcceleration y-axis V y-axis V -0,5g=0V 0g=5V +0,5g=10V -0,5g=0V 0g=5V +0,5g=10V龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .4.7 4.7 超速模塊超速模塊4.7.1 4.7.1 轉速信號轉速信號rotor_speed1/2：0.10V 0.35rpmConverter

57、_motor_speed：減速比100.48龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .4.8 4.8 風向標、風速儀風向標、風速儀1 1）風向標：）風向標：0-360度 0-10V 2 2）風速儀：）風速儀： 0-50m/s 0-10V龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .5. 5. 控制模式介紹控制模式介紹5.1 5.1 初始化

58、（狀態(tài)代碼初始化（狀態(tài)代碼0 0）5.2 5.2 待機（狀態(tài)代碼待機（狀態(tài)代碼2 2）5.3 5.3 啟動（狀態(tài)代碼啟動（狀態(tài)代碼3 3）5.4 5.4 運行運行（狀態(tài)代碼（狀態(tài)代碼4 4）5.5 5.5 發(fā)電（狀態(tài)代碼發(fā)電（狀態(tài)代碼5 5）5.6 5.6 停機（狀態(tài)代碼停機（狀態(tài)代碼1 1）5.7 5.7 維護（狀態(tài)代碼維護（狀態(tài)代碼9 9）5.8 5.8 幾種模式間的轉換幾種模式間的轉換5.9 5.9 停機條件停機條件5.10 5.10 維護條件維護條件龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E

59、 R C O . , L T D .5.1 5.1 初始化（狀態(tài)代碼初始化（狀態(tài)代碼0 0） 葉片角度設定值為89，變化范圍8596；運行initweaprog.exe程序，根據(jù)ini.txt的內(nèi)容對變量進行賦值，程序完成后，將“init_init_ok”信號及“init_reset_ok”信號置“1”； 讀取TorqueTable.txt； 讀取OptiPitchTable.txt； 讀取NLPitchTable.txt；5.2 5.2 待機（狀態(tài)代碼待機（狀態(tài)代碼2 2）5.2.1 5.2.1 風機經(jīng)過初始化完成，延時20s后；或停機步驟完成后，轉速83，就會進入待機模式。1）葉片角度設定

60、值為892）自動偏航系統(tǒng)激活； 3）允許進行偏航解纜4）允許進行故障復位。龍源寧夏風力發(fā)電龍源寧夏風力發(fā)電有限公司有限公司L O N G Y U A N N I N G X I A W I N D P O W E R C O . , L T D .5.3 5.3 啟動（狀態(tài)代碼啟動（狀態(tài)代碼3 3） 1）啟動允許條件滿足，自啟動程序發(fā)出啟動指令或按下塔底柜啟動按鈕后，風機由待機模式轉換到啟動模式。2）進入啟動模式時，控制程序對下列參數(shù)進行設定： 如果檢測到有風暴，則槳距角設定值為89，否則槳距角設定值為50； 變槳控制器激活；逆槳速度限值為-2deg/s，順槳速度限值為5deg/s；自動偏航系