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四川零点自动化系统有限公司
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  • 零点C系列分布式IO风电行业应用案例
  • 发布时间:2024/6/29 18:50:48   修改时间:2024/6/29 18:50:48 浏览次数:1461
  • 随着全球对可再生能源需求的不断增加,风能作为一种清洁、可再生的能源,在全球能源结构中发挥着越来越重要的作用。

    风力发电技术的发展,能有效减少化石燃料的使用,降低温室气体排放。目前,通过先进的自动化控制技术,风力发电效率以及系统可靠性得到了显著提升。

    01 风力发电原理

    风力发电的基本原理是利用风力带动风车叶片旋转,通过增速机提高旋转速度,从而促使发电机发电。当前的风力发电技术可以在每秒三米的微风速度下开始发电,实现风能到电能的高效转换。

    02 电机组基本结构

    风力发电机组大体上分为机舱、塔筒、底座;细分由风轮(叶片、轮毂)、变桨系统、发电机、偏航系统、传动系统(轴承、齿轮变速箱)、控制系统、变流系统组成。

    各主要组成部分功能简述:

    (1)风轮:由两个或三个叶片组成,主要是吸收风能,将风的动能转换为转动的机械能;

    (2)变桨系统:通过改变叶片的角度,使叶片在不同风速时处于最佳的吸收风能的状态;

    (3)发电机:将叶轮转动的机械动能转换为电能的器件;

    (4)偏航系统:与风向仪相配合,使叶轮始终处于迎风状态,充分利用风能,提高发电效率。

    (5)齿轮箱:齿轮箱是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机,并使其得到相应的转速。

    (6)控制系统:负责实时监控和调节各部件的运行状态,以最大化能量捕获效率和确保系统的稳定性与安全性。

    (7)变流系统:将发电机发出的电的频率恒定在50Hz,并入电网。

    03 现场痛点

    控制系统作为整个电机组的“神经中枢”,在整个风力发电的过程中也面临着诸多挑战:

    环境恶劣:风电场通常位于环境条件较为恶劣的地方,如海上、荒野等,风沙、盐雾、高湿度等对设备的耐久性和稳定性提出了更高要求。

    设备维护困难:风力发电机组结构复杂,部件繁多,特别是高空设备的维护和检修困难且成本高。

    数据传输和通讯:风电场面积广阔,各机组之间的数据传输和通讯要求高,传统通讯方式容易受环境干扰,导致数据传输不稳定。

    系统可靠性要求高:风力发电系统需要长时间不间断运行,对控制系统的可靠性和稳定性有极高的要求,任何停机都可能导致巨大的经济损失。

    多种协议兼容问题:风力发电系统中使用的设备和传感器来自不同厂家,通讯协议各异,如何实现不同协议之间的兼容和转换同样是一个挑战。

    零点C系列分布式IO特点

    1.支持多种通讯协议:Modbus、Profibus-DP、Profinet、EtherCAT、EtherNet/IP、 CANopen、CC-Link等。

    2.扩展IO模块种类丰富:数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、特殊模块、混合IO模块等。

    3.C系列分布式IO EMC参数:静点放电抗扰度:空气放电8KV、接触放电6KV;群脉冲抗干扰2KV;浪涌刚扰度2KV。

    4. -35℃~70℃宽温设计,满足严苛工业环境。

    04 零点应用

    某风电现场使用零点C系列分布式IO,所用的模块型号:CN-8033EtherCAT网络适配器、数字量输入模块 CT-121F、 数字量输出模 块CT-222F、模拟量输入模块CT-3234、 模拟量输 入模块CT-3734、 模拟量输 出模块CT-4234、编码器输入模块CT-5112、 编码器输入 模块CT-5122、DP主站模块CT-5341。

    CT-5112:测量风轮的转速;

    CT-5122:1)反馈机舱偏航的位置;2)确定风轮的位置,用于检修;

    CT-5341:变桨系统与变流系统是两个单独的系统,通讯协议是Profibus-DP;该风电现场使用CN-8033+CT-5341实现了Profibus-DP协议与EtherCAT协议之间的数据转换。

    现场通过采用零点C系列模块,实现了系统的高效控制与通讯,确保了风力发电系统的稳定运行。

    尤其是自动化技术在其中起到了关键作用,极大地提升了系统的效率和可靠性,为风能的大规模应用提供了坚实的保障。

  • 企业介绍
四川零点自动化系统有限公司成立于2003年,拥有19年自动化控制和工业通讯技术经验,作为一家专业从事工业通讯产品研发,工业自动化控制系统设计、集成及技术服务的国家高新技术企业,公司通过了ISO9001认证。与中科院沈自所、电子科大、西南科…  更多>>
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