贝加莱WTC风电主控系统，PLC实现的主控系统，主控系统；贝加莱；PLC；WTC；风电Special Subject专题3碁于B&R系统的风电解决功率和无功功率输出,以保证风电场管理级任务,这个可以由B& RAPROL方躁安全、稳定、符合要求地运行。除风DCS系统来完成,贝加莱提供了不仅在风电领域,贝加莱可提供包括力发电机组之外,风电场DCS系统可仅是整机控制、监控、也提供面向整风电场全场监控系统( APROL)、风以兼容或接入风电场的升压变电站、场的管理级服务。机主控系统(X20)单机 SCADA系统气象观测站的监控系统,提高风电场32风机主控系统AVA)等全套解决方案。监控的集成度。 APROL风电场DCS321X20分布式控制系统3.1 APROL风电场监控系统系统由实时监控( SCADA)、能量在风机主控系统中贝加莱主要3.1.1监控系统的构成调度与管理(PDM)、功率预测管理用了开放性好、集成度高、配置灵APROL系统是一套早在1983年(PFM}三个功能组成部分。活、性能突出的X20分布式系统,X20就推出的DCS系统,它充分利用了近3.1.,2监控范围系统基于PC- Based技术,CPU单元采年来计算机、网络、数字通讯技术的在B&R的系统中,远程维护不仅用最新的 Intel celeron处理器,最快发展,结合工控各行业的工艺要求,仅代表在软硬件意义上可以有灵活的的循任务环周期可达200μs;且所有目前已在石油天然气、石化、化学工实现,而且也包含了CPU单元都标配了USB、RS232以及业、电力能源、环保、轨道交通、冾(1)针对各种参数的监控以太网接口,支持各类主流的现场总金、建材等工控各个领域有了大量的不仅仅是电流、电压,事实上在线技木,如 Profibus-dp, Modbus/tcp,应用。风力发电场的每个参数,各个传感器 Canopen等;主CPU、I(O站以及安全目前 APROL最新版本是36版的输入、I模块、CPU、葚至软件中系统间均采用上 thernet powerlink工业实充分吸收了其它家DCS系统的众多优的中间变量都可以被远程监控到时以太网,各IO模块采集到的信号可势,如系统的稳定可靠性、良好的用户(2)运行分析以实时到传送到主CPU进行条件判断及界面、丰富的库函数等,同时也克服了通过灵活的软件平台,B&R也能处理;此外变流器设备、变奖系统、智传统DCS系统的诸多不足,具有系统灵为风力发电场提供整场还行的数据分能传感器、CMS系统均可以通过通讯活开放、高效的发环境等特点。析基础,包括设备维护、根源分析等的方式实时采集到主CPU中;对上位软OperatoStationen2目2n2X20BB81Pitch- drivesX20IF10+*-1 Decentralized vo:RedundanterRuntime servervia Field Bus ngo.,'Pitch Cantralieldbus24以太网VO EtRedundancy此电转换器X20P59400)Nacelle----+图3 APROL DCS系统Park Server1光纤风力发电场相当于一个具有多个Main CPU(Bw(mbn、u插槽!3一-己用。dhut有功功率和无功功座可调并实时变化的Fieldbus 1Converter风力发电机组是一种整体与部分、宏业He光电器发电单元的系统,风力发电场及其各个PCWERUNKMain Control I/o and与微观的关系。因此,在单台风机控Safe Logic(osafety I/O(D)制系统的基础上,设计合适的风电场级的DCS系统,监测风电场内各台风机CIN的运行数据,通过历史运行数据预测Fieldbus 2 ggggTower base i未来不同时段风电场的功率变化,并FOL(光纤)“……···“年“物根据电网调度指令调节风电场的有功图4MW级风机主控系统的典型网络拓扑图Www.cAl68. c0m ocT 2014 Servo Control 1521994-2014ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.netSpecial Subject专题件方面,X20系统也提供了丰富开放的引起跳变实现瘦客户端的 SCADA系统,通过最接口:OPC、 DI web、邱tp等。以上所利用模块化的结构,冉加上贝加新的IT技术实现了远程维护和管理功有的配置及调试均在AS3.0—个统莱产品的定性分时多任务系统以及集能,其主界面如下图所。一的开发平台下完成。成AS开发平台,可以快速的完整一3.24风机仿真模型x20系统中还具备了一些时候风套风机系统的主控软件设计与开发工如前所述,在获得客户提供的机控制系统的特殊模块,如测量有作,这一方案的优势在国内外几个合一系列有关机组的具体参数后(贝加功、无功、相位角的XCM0985电力作项目中都得到了很好的体现。莱会提供参数列表〕,贝加莱可根据测量模块;带有示波器功能的AAO3.2.3风机单机 SCADA系统(基于这些参数提供出一套基于 MATLAB/模块;光纤中继器模块:ⅹ20BH模Jaⅵa技术)Simulink技术的仿真模型,该模型将以垬;PwM输出模块:针对逆变器的控风机单机的 SCADA系统主要实现可运行在AS中的库函数形式提供,同制的专用模块等。以下几类功能时有该模型还将自动生成和此机型有1)风机整机和各部件的实时关系的变桨扭矩控制器,通过这样的数据信息:状态信息、温度信息、转模型,可以直接对主控程序进行仿真速信息、电气信息、环境信息。调试。2)风机各项统计数据信息:103.2.5风电安全系统分钟平均数据、事件数据、分析数据。风机的安全链设计中可通过安3)风机控制:停机、开机、全继电器回路或者集成式的安全模块复位、维护、参数设定;有功功率调两种方式来实现,两种模式均各有特节;无功功率调节点,但集成式的安全系统无疑是未来基于上述需求,开发了基于web的趋势。技术的开放式单机 SCADA系统,除了B& R safety技术是目前运行最图5X20cM0985电力测量主控柜上的HM可以显示和操作此界高效率的安全系统,并且有完整的与并网同步专家模块面外,任何一台可以连接到主控PIC产品线如 Safetylogic、 Safety I/O,322风机主控软包( WIC Package)的计算机通过即可调用出此界面, Safety Motion、 Powerlink Safety,满核心软件包风机主控软件包是由贝加莱公司B& R WEC Sim Startup△8?Power资深算法工程师、软件工程师组成的0.0 kW Wind Speed 13.33 m/sAutomatic2010-7-23143225Overview研发小组,在分析和消化了目前的些风机控制软件的设计,历时2年所完Pitch AngleParameter63.6°成的一套软件包,目前已有部分国内Language外客户在快用该软件包:获得了很好229pm2706TmUser Manage的使用反馈:以下几点是该软件包的RotorSimulation设计理念Brake(1)基于标准化C6l31-3语言开发:结构化文本( Structured text)(2)软件结构由一些小部分组成Noise ReductionYawingEmergency Stop并接口清晰(模块化结构)shadow shut- oft(3)软件修改和下载无需重启inactive(4)集成完整的IO诊断-可以行时维护(5)高度参数化-参数修改不会图6 SCADA系统主界面图16ServoControlOct2014Www.ca168.com21994-2014ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net■ Special Subject专题稈主机的数据监控,包括CPU运行、PLCopen当前IO参数等。此外基于JAVA的单机scada系统也可通过来做访问。(3) FTP Server提供了远程的程序传输能力:通过 FTP Serve稈序的修改可以由本地PC完成后经由 nternet远程下载到控制器中。safe(4}SNMP则提供了电子邯件发送数据的可能:Eml可以传送如现场数据、报警信息等到监控端的电子信图7集成的安全系统箱中。足SIL3级别的设计,安全逻辑的扫326远程诊断和维护(5)GSM支持则使得关键数据描周期为1ms,是目前刷新最快的对于风力发电机组而言,远程监可以通过手机MM短信形式在最快的Safety logic产品,B& R Safety Logic控无疑至关重要,因为,风力发电机组时间里发送到监控工程师的三机上是基于 POWERLINK实时通信技术而的安装往往是在海边、山谷风口、沙漠以便及时的对现场问题采取措施。设计的,通过将系统中关键的逻辑隔擘这样的远离市区的地方,因为,只4结束语如强风、恶劣天气,机组的状态变有这些地方才能提供较大的风力资源。如今,贝加莱的WTC风电控制包化如叶轮过速、扭缆、电源失效、如果一套系统能够提供丰富的远程维护已经在多家风电设备制造商的(约数制动和操作人员的紧急按钮动作等和监控手段,将大大降低风机的调试及百台)设备上运行,且稳定可靠,同通过黄色的20 Safety I/O输入到系维护成本,而贝加莱的方案在这方面为时还满足了客户批量化生产、调试以统中,而 Safetylogic控制器作为一个客户提供了多样的选择及代码复用、移植等需求。POWERLINK Controlled node来运行近程诊断与维护提供了维护风电WTC不仅仅是一个软件包,更只有在Saey逻辑对应lO动作时才场设备和系统的便捷方案,在B&R系重要的它也是一个平台,对于自主研引发一个安全逻辑的执行过程(这些统中,实现远程方案灵活并且能够不发控制系统的风机制造商而言,WTC过程依据引发安全的源而设计为不增加或很少的成本即可。的模块化设计为风机厂商依据自身需同), Safetylogic是独立于标准控制单1)基于Ⅴ NC Server的远程维求而调整设备的控制提供了极大的便元的。护:在B&R的HM和 Controller中,利,这得益于WTC的开放性代码设贝加莱的方案可采用集成的安 NC Server和 Web server只需配置即计。存这个基础平台上,风机厂商可全系统,所有安全模块可安装在系统可,这是一个软件功能块形式存在以根据需要增加和减少组件以适应各的任何一处。同时B& R Automation的,无需增加任何成本,并且,VNC种应用环境的需求。SdoT具包支持 PLCopen的 Safety库 Seryer的监控软件是免费的可获得的,WTC满足了自主研发风电主控平应用,支持20种开放的 PLCopen Safety不仅提供完全现场监控级的权限,也台的需求,使得国内风电制造商可以功能块,对于风力发电这样牵扯到严能够提供参数修改和设置的能力。凭此快速掌握风机控制的核心技术,格的机绢安全的应用而言,它不仅高(2) Web server则提供了基为长远的技术发展奠定基础,并在未效、完整的并且开放,易于构建安全于 Internet远程访问的能力:通过来的国际竞争中处于领先位置。逻辑。Windows自带的I浏览器即可实现对远Www.ca168.c0m Oct 2014 Servo Control 1721994-2014ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net