风力发电场集中监控系统解决方案

时间：2023-09-01

作为清洁能源之一，风力发电场近几年装机容量快速增长。8月17日，国家能源局发布1-7月份全国电力工业统计数据。截至7月底，全国累计发电装机容量约27.4亿千瓦，同比增长11.5%。其中，太阳能发电装机容量约4.9亿千瓦，同比增长42.9%；风电装机容量约3.9亿千瓦，同比增长14.3%。风力发电场分为陆上风电和海上风电，一般地处偏僻，安装比较分散，环境也比较恶劣，因此风电场需要一套远程监控系统，便于运维人员管理风电场运行。

风力发电场的电气设备

每台发电机组的**部机仓配备有一个涡轮发电机，是可调整角度的风叶，系统可根据不同的风力状况来调整风叶的倾斜角度，风叶一般的转速为10～15转/分，通过变速箱可调节到1500转/分的转速驱动发电机。在机仓里同时也配置一台工业 PLC用于控制及相关数据采集，通过PLC采集风速、风向、转速、发电有功功率及无功功率等相关数据，并通过采集的数据对发电机进行实时控制。陆上在风机塔底端还设置箱变负责升压和汇流，根据功率和地理条件，多台风机一次升压后并联汇流接入升压变电站，通过升压变压器进一步提升电压后并入大电网为电网输送电能。风力发电场的电气接线示意图如图1所示。风机发出的电压一般为0.69kV，经过箱变升压为10kV或者35kV，多台并联汇流后接入升压变电站的低压侧母线，再次经过主变压器升压至110kV或者更高电压等级后接入电网。

不同于陆上风电，海上风电由于环境恶劣（高湿度、高盐密度），用于一次升压的干式变压器集成在风机的机仓内，这样既解决了整个机组的占地面积问题，又避免了将变压器安装在较低位置所带来的防护困难问题。

风场监控

对整个风电场风机的基本参数（包括风速，功率，转速等）的综合展示，并且可通过远程控制单个或多个风机的启停，实现对每个风机的日发电量，月发电量，年发电量的监控，便于实时监视风机的运行状况。

机组监控

对机组内的各个控制模块的参数以及控制状态的监控，模块包括：变桨，偏航，齿轮箱，发电机，液压站，机舱，变流器，电网，安全链，转矩，主轴，塔基，测风仪等。实现对每个模块的参数、故障及趋势图的综合展示。

实时数据显示

风电场内的风机、变电站等设备都配备传感器和监测设备，能够实时采集设备的运行电气数据、温度、振动等参数，异常时及时预警。

功率管理

对有功参数和无功参数的展示、有功与无功的控制调节等功能，切实可行的降低企业的运营成本，为实现节能减排的目标提供数据支撑。

生产报表

对风电量、风场性能指标、机组新能等重要参数进行报表功能的显示和，支持按照时间维度（日、月、年）统计各风电场设备的运行情况。按日、月、年的查询方式，对重要参数进行分类分项统计，并生成报表。

统计分析

支持多种统计分析功能，充分挖掘数据潜在价值，提供节能优化方案，为管理者提供决策依据，切实可行的提高企业的管理水平，并且实现节能减排、科学生产的目标。分析方式包括：故障统计，功率曲线，可利用率统计，风玫瑰图，风速功率报表，月日利用率以及停机时间统计等。

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