CN102434392A - 风电场机组风速、风向共享系统 - Google Patents

风电场机组风速、风向共享系统 Download PDF

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赵双喜
申晓东
冯红岩
鲁志平
王东
王建光
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Abstract

本发明涉及一种风电场机组风速、风向共享系统，属于风力发电技术领域。技术方案是：根据风电场中各台风力发电机组的相对位置和所处的地形地貌，将每台风力发电机组气象信息与周围的若干台位置相近、地形地貌相似的机组和/或风电场升压站的风速、风向气象信息相关联，通过风电场SCADA系统来实现相关联的风力发电机组在特殊情况下气象信息的共享，故障机组就地控制系统自动实现就地气象信息和远程共享气象信息的自动切换，同时基于桨距角和发电功率对大风运行模式下机组安全运行进行后备保护，最终保障机组继续安全运行。本发明可以很好的解决因风速和/或风向传感器发生故障而导致的停机风力发电机组继续发电运行，结构简单，安全性高，实用性强，经济性好。

Description

风电场机组风速、风向共享系统
技术领域
本发明涉及一种风电场机组风速、风向共享系统，属于风力发电技术领域。
背景技术
目前大型风力发电机组均根据机组自身测得的风速、风向信息，由控制系统控制实现机组的投入、发电运行、切出和自动偏航对风。风速、风向传感器位于机舱顶部，由于受冰雪、冻雨、沙尘等恶劣环境的影响，故障率较高。风速、风向传感器发生故障时导致机组停机无法再继续运行，并且在雪天、雨天、大风天气下无法对这些传感器进行维修或更换，会造成用户较大的发电量损失。 
发明内容
本发明的目的是提供一种风电场机组风速、风向共享系统，用于一台或几台风力发电机组的风速和/或风向传感器发生故障时，该机组可以从共享系统得到需要的风速、风向数据，保证机组继续发电运行，解决背景技术存在的上述问题。
本发明的技术方案是：风电场机组风速、风向共享系统，建立多台风力发电机组风速风向共享系统，利用每台风电机组都具有的机组机舱的基准位置信息；所有风向数据信息都基于基准位置信息来参考方位；每台风电机组就地控制系统具有远程共享气象信息和就地气象信息切换的控制逻辑；每台风电机组具有在接受远程风速数据信息时基于桨距角和发电功率的大风保护控制逻辑；将每台风力发电机组的主控系统PLC的IP地址存入风电场中央监控系统中，风电机组根据风电场中各台风力发电机组的相对位置和所处的地形地貌，将每台风力发电机组与周围的若干台位置相近、地形地貌相似的机组相关联，关联机组的风速、风向信息可以共享。
一旦某台或者某几台风力发电机组的风速和/或风向传感器发生故障时，中央监控系统能够根据机组风速和/或风向故障信息依据预设的控制逻辑自动激活并向故障机组发送风速、风向关联信息或者发出警告由维护人员手动激活关联信息，机组就地控制系统根据控制逻辑自动将接收到的关联的气象信息代替机组就地气象信息，同时控制系统基于桨距角和发电功率对大风运行模式下机组安全运行进行后备保护，避免由于就地风速与关联风速出现较大差距时，对机组安全运行造成影响；气象传感器故障机组依据共享风向、风速信息实现机组偏航对风、机组的切入、运行、切出，继续保障发电运行，这样保障了风速、风向传感器发生故障的风力发电机组在无法维修更换传感器的情况下仍能保证机组继续安全发电运行，最大限度地保障了业主的收益。
所说的基准位置信息是物理方向正北的位置信息。
本发明包含风电机组控制系统基于桨距角和发电功率的大风运行模式下机组安全运行后备保护。本发明在特殊情况下相关联的风力发电机组就地控制系统可自动实现就地气象信息和远程共享气象信息的自动切换。
多台风力发电机组的风速、风向数据或升压站测风系统通过风电场SCADA系统组成一个相关联的气象信息共享系统。风电场监视控制和数据采集系统，Supervisory ControlAnd Data Acquisition，简称SCADA。
风电机组机舱位置、风向数据基于统一参考基准的位置信息。
本发明的积极效果：本发明可以很好的解决风速风向传感器故障而导致的机组停机现象，在部分风力发电机组发生风速风向传感器故障时，可以通过风电场SCADA系统将该机组相关联机组的实时气象数据下传给故障机组的就地控制系统，故障机组使用下传数据作为风机运行所需的气象信息，完成风机的启动、偏航、发电运行等动作，避免长时间停机带来的发电量损失；同时本发明结构简单，安全性高，实用性强，经济性好。
附图说明
图1是本发明示意图；
图中：1.风速风向传感器，2.风力发电机组，3.风机就地控制系统，4.风场SCADA系统监控中心，5.升压站测风系统。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本发明做进一步说明。
本实施例是通过风电场SCADA系统来实现相关联的风力发电机组气象信息的共享，故障机组就地控制系统自动实现就地气象信息和远程共享气象信息的自动切换，保障机组继续运行。
当某台机组风速风向传感器1发生故障时，风电场SCADA系统监控中心4能够根据该机组的IP地址寻址到与其相关联的无故障风力发电机组（一台或多台），将相关联风力发电机组或升压站测风系统5的风速和/或风向信息数据传送给传感器发生故障机组的风机就地控制系统3，就地控制系统3可自动实现就地气象信息和远程共享气象信息的自动切换，同时控制系统基于桨距角和发电功率对大风运行模式下机组安全运行进行后备保护，避免由于就地风速与关联风速出现较大差距时，对机组安全运行造成影响。风速风向传感器故障机组以此远程数据作为风速和/或风向信息，来完成风机的启动、偏航、发电运行等动作，避免长时间停机带来的发电量损失。其他风力发电机组的风速风向传感器发生故障时采用一样的措施解决问题。

Claims (5)

1.一种风电场机组风速、风向共享系统，其特征在于：建立多台风力发电机组风速风向共享系统，利用每台风电机组都具有的机组机舱的基准位置信息；所有风向数据信息都基于基准位置信息来参考方位；每台风电机组就地控制系统具有远程共享气象信息和就地气象信息切换的控制逻辑；每台风电机组具有在接受远程风速数据信息时基于桨距角和发电功率的大风保护控制逻辑；将每台风力发电机组的主控系统PLC的IP地址存入风电场中央监控系统中，风电机组根据风电场中各台风力发电机组的相对位置和所处的地形地貌，将每台风力发电机组与周围的若干台位置相近、地形地貌相似的机组相关联，关联机组的风速、风向信息可以共享。
2.根据权利要求1所述之风电场机组风速、风向共享系统，其特征在于一旦某台或者某几台风力发电机组的风速和/或风向传感器发生故障时，中央监控系统能够根据机组风速和/或风向故障信息依据预设的控制逻辑自动激活并向故障机组发送风速、风向关联信息或者发出警告由维护人员手动激活关联信息，机组就地控制系统根据控制逻辑自动将接收到的关联的气象信息代替机组就地气象信息，同时控制系统基于桨距角和发电功率对大风运行模式下机组安全运行进行后备保护，避免由于就地风速与关联风速出现较大差距时，对机组安全运行造成影响；气象传感器故障机组依据共享风向、风速信息实现机组偏航对风、机组的切入、运行、切出，继续保障发电运行，这样保障了风速、风向传感器发生故障的风力发电机组在无法维修更换传感器的情况下仍能保证机组继续安全发电运行。
3.根据权利要求1或2所述之风电场机组风速、风向共享系统，其特征在于多台风力发电机组的风速、风向数据或升压站测风系统通过风电场SCADA系统组成一个相关联的气象信息共享系统。
4.根据权利要求2所述的风电场风速风向共享系统，其特征在于包含风电机组控制系统基于桨距角和发电功率的大风运行模式下机组安全运行后备保护。
5.根据权利要求1所述的风电场风速风向共享系统，其特征在于相关联的风力发电机组就地控制系统可自动实现就地气象信息和远程共享气象信息的自动切换。
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