智能控电系统的控 制 系统是什么啊?

当下酒店正在从传统酒店向智慧酒店升级的变革中传统的酒店只是满足客人简单的入住功能,房间不具备更多的智能控电系统化操作近些年,随着智能控电系统化的發展酒店智能控电系统客房系统正在走近更多的酒店。 酒店客房控制系统是指对酒店客房的灯光细体空调控制,窗帘和背景音乐等进荇智能控电系统化操作普杰科技酒店客控已经实现语音控制。那么对于酒店来说选购酒店客控系统时候,有哪些需要特别注意的呢 艏先是快捷的网络通讯,通常酒店客控系统会选用国际标准的TCP/IP协议,RCU主机可以连接以太网可以提升传输速率,现在普杰研发的CAN总线协議是一

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风力发电机控制系统风力发电机甴多个部分组成而控制系统贯穿到每个部分,相当于风电系统的神经因此控制系统的好坏直接关系到风力发电机的工作状态、发电量嘚多少以及设备的安全。目前风力发电亟待研究解决的的两个问题:发电效率和发电质量都和风电控制系统密切相关对此国内外学者进荇了大量的研究,取得了一定进展随着现代控制技术和电力电子技术的发展,为风电控制系统的研究提供了技术基础控制系统的组成風力发电控制系统的基本目标分为三个层次:这就是保证风力发电机组安全可靠运行,获取最大能量提供良好的电力质量。控制系统组荿主要包括各种传感器、变距系统、运行主控制器、功率输出单元、无功补偿单元、并网控制单元、安全保护单元、通讯接口电路、监控單元

能源与环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题。常规能源以煤、石油、天然气为主的化石能源它们不仅资源十分有限,洏且会对大气污染造成严重的污染引起温室效应,酸雨等灾害从全球能源消耗来看,能源消耗提供自常规能源化石燃料能源消耗提供自核电,其余的提供自可再生能源(主要是水电和风力发电)在我们进入21世纪的今天,世界能源结构也正在孕育着重大的转变即由礦物能源系统向以可再生能源为基础的可持续能源系统转变。所谓可再生能源就是取之不尽、用之不竭、与人类共存的能源它包括太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能等。在这众多的可再生能源中目前发展最快、商业化最广泛、经济上最适用的,当数风力发电

風力发电机组控制单元(WPCU)是每台风机的控制核心,分散布置在机组的塔筒和机舱内由于风电机组现场运行环境恶劣,对控制系统的可靠性要求非常高而风电控制系统是专门针对大型风电场的运行需求而设计,应具有极高的环境适应性和抗电磁干扰等能力其系统结构洳下:

风电控制系统的现场控制站包括:塔座主控制器机柜、机舱控制站机柜、变桨距系统、变流器系统、现场触摸屏站、以太网交换机、现场总线通讯网络、UPS电源、紧急停机后备系统等。 风电控制系统的网络结构如图1所示:

塔座控制站即主控制器机柜是风电机组设备控制嘚核心主要包括控制器、I/O模件等。 控制器硬件采用32位处理器系统软件采用强实时性的操作系统,运行机组的各类复杂主控逻辑通过现場总线与机舱控制器机柜、变桨距系统、变流器系统进行实时通讯以使机组运行在最佳状态。

控制器的组态采用功能丰富、界面友好的組态软件采用符合IEC61131-3标准的组态方式,包括:功能图(FBD)、指令表(LD)、顺序功能块(SFC)、梯形图、结构化文本等组态方式

机舱控制站采集机组传感器测量的温度、压力、转速以及环境参数等信号,通过现场总线和机组主控制站通讯主控制器通过机舱控制机架以实现机組的偏航、解缆等功能,此外还对机舱内各类辅助电机、油泵、风扇进行控制以使机组工作在最佳状态

大型MW级以上风电机组通常采用液壓变桨系统或电动变桨系统。变桨系统由前端控制器对3个风机叶片的桨距驱动装置进行控制其是主控制器的执行单元,采用 CANOPEN与主控制器進行通讯以调节3个叶片的桨距工作在最佳状态。变桨系统有后备电源系统和安全链保护保证在危急工况下紧急停机。

大型风力发电机組目前普遍采用大功率的变流器以实现发电能源的变换变流器系统通过现场总线与主控制器进行通讯,实现机组的转速、有功功率和无功功率的调节

现场触摸屏站是机组监控的就地操作站,实现风力机组的就地参数设置、设备调试、维护等功能是机组控制系统的现场仩位机操作员站。

6、以太网交换机(HUB)

系统采用工业级以太网交换机以实现单台机组的控制器、现场触摸屏和远端控制中心网络的连接。现场机柜内采用普通双绞线连接和远程控制室上位机采用光缆连接。

主控制器具有CANOPEN、PROFIBUS、MODBUS、以太网等多种类型的现场总线接口可根据項目的实际需求进行配置。

UPS电源用于保证系统在外部电源断电的情况下机组控制系统、危急保护系统以及相关执行单元的供电。

9、 后备危急安全链系统

后备危急安全链系统独立于计算机系统的硬件保护措施即使控制系统发生异常,也不会影响安全链的正常动作

所有风電机组通过光纤以太网连接至主控室的上位机操作员站,实现整个风场的远程监控上位机监控软件应具有如下功能:

① 系统具有友好的控制界面。在编制监控软件时充分考虑到风电场运行管理的要求,使用汉语菜单使操作简单,尽可能为风电场的管理提供方便

② 系統显示各台机组的运行数据。

③ 系统显示各风电机组的运行状态如开机、停车、调向、手/自动控制以及大/小发电机工作等情况,通过各風电机组的状态了解整个风电场的运行情况

④ 系统能够及时显示各机组运行过程中发生的故障。

⑤ 系统能够对风电机组实现集中控制

⑥ 监控软件具有运行数据的定时打印和人工即时打印以及故障自动记录的功能,以便随时查看风电场运行状况的历史记录情况

二 风电控淛系统基本功能

(1)数据采集(DAS)功能:包括采集电网、气象、机组参数,实现控制、报警、记录、曲线功能等;

(2)机组控制功能:包括自动启动机组、并网控制、转速控制、功率控制、无功补偿控制、安全停机控制等;

(3)远程监控系统功能:包括机组参数、相关设备狀态的监控历史和实时曲线功能,机组运行状况的累计监测等

1、数据采集(DAS)功能

机组运行过程中进行监测的相关参数包括:

(1)电網参数,包括电网三相电压、三相电流、电网频率、功率因数等电压故障检测:电网电压闪变、过电压、低电压、电压跌落、相序故障、三相不对称等。

(2)气象参数包括风速、风向、环境温度等。

2、机组启停、发电控制

(1)主控系统检测电网参数、气象参数、机组运荇参数当条件满足时,启动偏航系统执行自动解缆、对风控制释放机组的刹车盘,调节桨距角度风车开始自由转动,进入待机状态

(2)当外部气象系统监测的风速大于某一定值时,主控系统启动变流器系统开始进行转子励磁待发电机定子输出电能与电网同频、同楿、同幅时,合闸出口断路器实现并网发电

(3)风力机组功率、转速调节

根据风力机特性,当机组处于最佳叶尖速比λ运行时,风机机组将捕获得最大的能量,虽理论上机组转速可在任意转速下运行,但受实际机组转速限制、系统功率限制,不得不将该阶段分为以下几个运行区域:即变速运行区域、恒速运行区域和恒功率运行区。额定功率内的运行状态包括:变速运行区(最佳的λ)和恒速运行区。

当风机並网后转速小于极限转速、功率低于额定功率时,根据当前实际风速调节风轮的转速,使机组工作在捕获最大风能的状态

当风速继續增加,使转速、功率都达到上限后进入恒功率运行区运行,此状态下主控通过变流器维持机组的功率恒定,主控制器一方面通过桨距系统的调节减少风力攻角减少叶片对风能的捕获;另一方面通过变流器降低发电机转速节,使风力机组偏离最佳λ曲线运行,维持发电机的输出功率稳定。

3、风电控制系统辅助设备逻辑

监控发电机运行参数通过3台冷却风扇和4台电加热器,控制发电机线圈温度、轴承温喥、滑环室温度在适当的范围内相关逻辑如下:

当发电机温度升高至某设定值后,起动冷却风扇当温度降低到某设定值时,停止风扇運行;当发电机温度过高或过低并超限后发出报警信号,并执行安全停机程序

机组的液压系统用于偏航系统刹车、机械刹车盘驱动。機组正常时需维持额定压力区间运行。

气象系统为智能控电系统气象测量仪器通过RS485口和控制器进行通讯,将机舱外的气象参数采集至控制系统根据环境温度控制气象测量系统的加热器以防止结冰。

变桨距系统包括每个叶片上的电机、驱动器、以及主控制PLC等部件该PLC通過CAN总线和机组的主控系统通讯,是风电控制系统中桨距调节控制单元变桨距系统有后备DO顺桨控制接口。 桨距系统和主控制器的通讯内容包括:

当齿轮油压力低于设定值时起动齿轮油泵;当压力高于设定值时,停止齿轮油泵当压力越限后,发出警报并执行停机程序。

齒轮油冷却器/加热器控制齿轮油温度:当温度低于设定值时起动加热器,当温度高于设定值时停止加热器;当温度高于某设定值时起動齿轮油冷却器,当温度降低到设定值时停止齿轮油冷却器

润滑油泵控制,当润滑油压低于设定值时起动润滑油泵,当油压高于某设萣值时停止润滑油泵。

根据当前的机舱角度和测量的低频平均风向信号值以及机组当前的运行状态、负荷信号,调节CW(顺时针)和CCW(逆时针)电机实现自动对风、电缆解缆控制。

自动对风:当机组处于运行状态或待机状态时根据机舱角度和测量风向的偏差值调节CW、CCW電机,实现自动对风(以设定的偏航转速进行偏航,同时需要对偏航电机的运行状态进行检测)

自动解缆控制:当机组处于暂停状态时如机舱向某个方向扭转大于720度时,启动自动解缆程序或者机组在运行状态时,如果扭转大于1024度时实现解缆程序。

(7)大功率变流器通讯

主控制器通过CANOPEN通讯总线和变流器通讯变流器实现并网/脱网控制、发电机转速调节、有功功率控制、无功功率控制:

发电机转速调节:机组并网后在额定负荷以下阶段运行时,通过控制发电机转速实现机组在最佳λ曲线运行,通过将风轮机当做风速仪测量实时转距值,调节机组至最佳状态运行

功率控制:当机组进入恒定功率区后,通过和变频器的通讯指令维持机组输出而定的功率。

无功功率控制:通過和变频器的通讯指令实现无功功率控制或功率因数的调节。

安全链回路独立于主控系统并行执行紧急停机逻辑,所有相关的驱动回蕗有后备电池供电保证系统在紧急状态可靠执行。

三 目前我厂技术状态及对策

目前我厂已拥有发电机技术变流系统正在研发中,已在2010姩初完成其它技术尚处于空白之中,为快速进入市场考虑应采取两条腿走路的方案,即自主研发和技术引进

自主研发方面,鉴于风電控制系统的复杂性需与有实力的高校发合,研发中需设立多个分项目因为该项目包含计算机硬件、电力电子、软件、通迅等项技术,按功能也是分散在风电机组各处

目前风力发电的主要方向:

1、陆地风力发电机组采用1。5/2M双馈异步发电机组

2、离岸风力发電机组采用4/5M永磁同步全馈发电机组。

3、建设大型或者超大型的风力电场(有上百台风力机组组成)

4、风力机组控制系统具有防電压穿透功能。

5、风力发电机组在在线发电时可调节功率因数在不发电时也可以调节功率因数,进行无功补偿净化电网。

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