2014年西門(mén)子杯全國(guó)大學(xué)生工業(yè)自動(dòng)化挑戰(zhàn)賽工程應(yīng)用型賽項(xiàng)高校組工程設(shè)計(jì)文件

PAGE2014年西門(mén)子杯全國(guó)大學(xué)生工業(yè)自動(dòng)化挑戰(zhàn)賽工程設(shè)計(jì)文件工程應(yīng)用型賽項(xiàng)高校組參賽隊(duì)伍名稱：XXXXXXXX參賽學(xué)校名稱：XXXXXXXX年月日

一、方案設(shè)計(jì)依據(jù)、范圍及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)依據(jù)（1）全國(guó)大學(xué)生西門(mén)子杯工業(yè)自動(dòng)化挑戰(zhàn)賽工程應(yīng)用型賽項(xiàng)高校組初賽賽題及初賽細(xì)則（2）風(fēng)力發(fā)電（WindTurbine）仿真設(shè)備用戶手冊(cè)（3）SIMATICPCS7使用手冊(cè)及產(chǎn)品目錄設(shè)計(jì)范圍本設(shè)計(jì)包括：風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的偏航控制、槳距控制、轉(zhuǎn)速控制、風(fēng)機(jī)全自動(dòng)啟動(dòng)及運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)等相關(guān)的控制。設(shè)計(jì)遵循的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范（1）HG/T20505-2000《過(guò)程測(cè)量和控制儀表的功能標(biāo)志及圖形符號(hào)》（2）GB/T19069-2003《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制器技術(shù)條件》（3）GB/T21109-2007《過(guò)程工業(yè)領(lǐng)域安全儀表系統(tǒng)的功能安全》（4）HG/T20636-1998《自控專業(yè)設(shè)計(jì)管理規(guī)定》（5）HG/T20637-1998《自控專業(yè)工程設(shè)計(jì)文件的編制規(guī)定》（6）HG/T20638-1998《自控專業(yè)工程設(shè)計(jì)文件深度的規(guī)定》（7）HG/T20639-1998《自控專業(yè)工程設(shè)計(jì)用典型圖表及標(biāo)準(zhǔn)目錄》（8）HG20505-2000《過(guò)程檢測(cè)和控制系統(tǒng)用文字代號(hào)和圖形符號(hào)》（9）HG20506-1992《自控專業(yè)施工圖設(shè)計(jì)內(nèi)容深度規(guī)定》（10）HG/T20519-1992《化工工藝設(shè)計(jì)施工圖內(nèi)容和深度統(tǒng)一規(guī)定》（11）HG20559-1993《管道儀表流程圖設(shè)計(jì)規(guī)定》

二、系統(tǒng)分析（包括甲方需求分析、對(duì)象特性分析、系統(tǒng)安全分析等）一、甲方需求控制要求1.偏航控制風(fēng)的方向始終處于變化之中，要求設(shè)計(jì)偏航控制算法，保證風(fēng)機(jī)始終正對(duì)風(fēng)向，最大限度的從風(fēng)中獲取能量。當(dāng)風(fēng)向角與風(fēng)機(jī)偏航角之差超過(guò)5°，即需要進(jìn)行偏航控制。當(dāng)風(fēng)機(jī)偏航超過(guò)3圈（±1080°）時(shí)，需設(shè)計(jì)解纜控制程序，防止內(nèi)部電纜發(fā)生纏繞。2.槳距控制當(dāng)風(fēng)速超過(guò)額定風(fēng)速，風(fēng)機(jī)輸出功率過(guò)高可能致使硬件設(shè)備受損。設(shè)計(jì)功率控制算法，通過(guò)槳距控制限制風(fēng)機(jī)吸收的功率，保證機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。3.轉(zhuǎn)速控制當(dāng)風(fēng)速低于額定風(fēng)速時(shí)，通過(guò)控制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)行最大風(fēng)能追蹤，以獲得最大的能量。設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速控制算法，通過(guò)轉(zhuǎn)速控制維持最大風(fēng)能利用系數(shù)。4.風(fēng)機(jī)全自動(dòng)啟動(dòng)按照開(kāi)機(jī)步驟實(shí)施風(fēng)機(jī)全自動(dòng)開(kāi)車(chē)，保證開(kāi)車(chē)穩(wěn)步進(jìn)行。在開(kāi)車(chē)過(guò)程中，葉片上的升力和阻力與槳距角之間呈現(xiàn)非線性關(guān)系，要保證隨著槳距角的減小，風(fēng)機(jī)的升力始終大于阻力，確保風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速附近。5.運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)在風(fēng)機(jī)整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中，監(jiān)測(cè)電力參數(shù)、風(fēng)力參數(shù)、機(jī)組狀態(tài)參數(shù)以及各種反饋信號(hào)等，確保風(fēng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，在出現(xiàn)風(fēng)速低于啟動(dòng)風(fēng)速、剎車(chē)故障、并網(wǎng)故障等異常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)執(zhí)行停機(jī)操作。二、對(duì)象特性分析風(fēng)電場(chǎng)作為一個(gè)整體電源，其功率輸出受很多因素的影響:(一)外部因素:風(fēng)電場(chǎng)所在地風(fēng)速的變化影響風(fēng)電場(chǎng)總功率的輸出，依賴于風(fēng)速的變化，風(fēng)電場(chǎng)的功率輸出呈現(xiàn)出波動(dòng)性和難以預(yù)測(cè)性;供電公司要求風(fēng)電場(chǎng)不能隨意輸出功率，應(yīng)對(duì)輸出功率進(jìn)行控制。(二)內(nèi)部故障:風(fēng)電場(chǎng)由若干臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)和變壓器及線路組成，不能保證所有設(shè)備任意時(shí)刻都能安全工作。風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制技術(shù)主要分為三類(lèi):定槳距調(diào)節(jié)技術(shù)、變槳距調(diào)節(jié)技術(shù)和變速恒頻技術(shù)等。定槳距調(diào)節(jié)技術(shù)中當(dāng)風(fēng)速超過(guò)額定風(fēng)速時(shí)，氣流攻角增大到失速條件，使葉片的表面產(chǎn)生渦流，降低轉(zhuǎn)換效率，限制吸收功率，維持發(fā)電機(jī)輸出功率恒定。定槳距風(fēng)機(jī)的槳距角一般設(shè)定0度。定槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率調(diào)節(jié)由風(fēng)輪葉片完成，控制簡(jiǎn)單，但葉片本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成工藝難度較大，風(fēng)機(jī)不易大型化。變槳距調(diào)節(jié)在額定風(fēng)速以上時(shí)，變槳距機(jī)構(gòu)發(fā)揮作用，調(diào)整葉片槳距角，保證發(fā)電機(jī)的輸出功率在許范圍內(nèi)。風(fēng)力機(jī)的槳距控制系統(tǒng)，通常采用典型的轉(zhuǎn)速、功率和槳距角三模態(tài)控制。速度控制和直接槳距控制系統(tǒng)，用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)、停止和緊急事故處理。變速恒頻調(diào)節(jié)技術(shù)通過(guò)適當(dāng)?shù)目刂?，使風(fēng)力機(jī)的葉尖速比處于或接近最佳值，從而可以最大限度地利用風(fēng)能。變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)以風(fēng)速信號(hào)作為控制系統(tǒng)的輸入變量來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)速和功率的控制:低于額定風(fēng)速時(shí)，系統(tǒng)能跟蹤最佳功率曲線，使風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有最高的風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率;高于額定風(fēng)速時(shí)，增加了傳動(dòng)系統(tǒng)的柔性，使功率輸出更加穩(wěn)定。二、系統(tǒng)安全性分析由于風(fēng)電場(chǎng)輸出功率的隨機(jī)性與波動(dòng)性，電力系統(tǒng)調(diào)度和電能質(zhì)量都面臨新的問(wèn)題。當(dāng)風(fēng)電“穿透功率”高到一定程度時(shí)，電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行更面臨挑戰(zhàn)。因此，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)功率輸出進(jìn)行綜合控制以適應(yīng)風(fēng)電的迅速增加，是當(dāng)前電力系統(tǒng)運(yùn)行中迫切需要解決的問(wèn)題，也是促進(jìn)風(fēng)電更好發(fā)展的需要?；陔p饋機(jī)組風(fēng)電場(chǎng)的功率控制是電力系統(tǒng)諸多有關(guān)風(fēng)電的問(wèn)題中巫待解決的問(wèn)題之一，在理論探索和指導(dǎo)工程實(shí)踐方面都有十分重要的意義。

三、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（包括控制邏輯、控制回路、控制算法等的選擇，開(kāi)機(jī)、停機(jī)等控制邏輯以流程圖表達(dá)）一、控制邏輯流程圖二、控制回路三、控制算法的選擇雙饋機(jī)組風(fēng)電場(chǎng)控制系統(tǒng)采用PI控制和HCC算法。1、PI控制算法：發(fā)電機(jī)并網(wǎng)時(shí)的變槳系統(tǒng)功率控制功率控制系統(tǒng)如下圖所示，它由兩個(gè)控制環(huán)組成外環(huán)是功率控制環(huán)，根據(jù)發(fā)電機(jī)實(shí)際功率值調(diào)整發(fā)電機(jī)的電流設(shè)定值。內(nèi)環(huán)是一個(gè)功率伺服環(huán)，它通過(guò)轉(zhuǎn)子電流控制器對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)差率進(jìn)行控制，使發(fā)電機(jī)功率跟蹤功率給定值。如果功率低于額定功率值，這一控制環(huán)將通過(guò)改變轉(zhuǎn)差率，進(jìn)而改變槳葉槳距角，使風(fēng)輪獲得大功率。如果功率參考值是恒定的，電流參考值也是恒定的。變滑差發(fā)電機(jī)主要控制與輸出功率成正比的轉(zhuǎn)子電流?？刂破飨蜣D(zhuǎn)子電流控制器發(fā)送要求電流基準(zhǔn)值，然后實(shí)際轉(zhuǎn)子電流會(huì)與基準(zhǔn)值比較進(jìn)而做相應(yīng)調(diào)整，使用IGBT作為直流開(kāi)關(guān)，用轉(zhuǎn)子電流控制單元的外部轉(zhuǎn)子電阻的PWM可獲得轉(zhuǎn)子電流。切換頻率接近3kHz，這使得平均外部電阻在0到100%之間幾乎連續(xù)可調(diào)，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)差率相應(yīng)地能夠從0.6%（轉(zhuǎn)子自身電阻）到10%（轉(zhuǎn)子電阻為自身電阻與外接電阻之和）之間連續(xù)變化。當(dāng)功率變化即轉(zhuǎn)子電流變化時(shí)，PI調(diào)節(jié)器迅速調(diào)整轉(zhuǎn)子電阻，使轉(zhuǎn)子電流跟蹤給定值，如果從主控制器傳出的電流給定值是恒定的，它將保持轉(zhuǎn)子電流恒定，從而使功率輸出保持不變。與此同時(shí)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)差率卻在作相應(yīng)的調(diào)整以平衡輸入功率的變化。2、HCC算法：HCC算法是一種人工智能算法，可用于尋找未知函數(shù)的極大值點(diǎn)。該算法最基本的思想是連續(xù)地對(duì)控制對(duì)象應(yīng)用一系列規(guī)則、約束，同時(shí)檢驗(yàn)自身的輸出，確保輸出逐步接近極大值。如果利用HCC算法尋找風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率極大值，根據(jù)偏航誤差角與電機(jī)功率關(guān)系來(lái)控制偏航電機(jī)動(dòng)作，可精確地實(shí)現(xiàn)偏航控制。功率檢測(cè)HCC算法涉及的變量有：最新周期檢測(cè)的功率值Pnew；次新周期檢測(cè)的功率值Pold；功率差值?P=Pnew?Pold；允許的最大功率誤差Pe1、Pe2；功率給定值Pmax；初始偏航誤差角θe；P1、P2、P3、P4為不同偏航誤差角時(shí)的電機(jī)功率；2次功率測(cè)量之間風(fēng)力機(jī)偏航的角度為α。設(shè)風(fēng)速恒定，當(dāng)風(fēng)向發(fā)生改變時(shí)，風(fēng)力機(jī)獲取的功率變小。圖2是HCC算法控制過(guò)程示意。微控制器獲得當(dāng)前功率值Pnew=P1，并判斷|Pnew?Pmax|與Pe1的大小。僅當(dāng)|Pnew?Pmax|>Pe1時(shí)，開(kāi)啟偏航電機(jī)。偏航電機(jī)順時(shí)鐘方向轉(zhuǎn)動(dòng)(首次轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)固定一個(gè)方向，本文將其方向固定為順時(shí)鐘)。將Pnew賦給Pold，即Pold=Pnew。微控制器再次獲得當(dāng)前功率值Pnew=P2，這時(shí)風(fēng)力機(jī)已經(jīng)轉(zhuǎn)過(guò)角度α。如果?P>0且│?P│>Pe2，則說(shuō)明偏航電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向(順時(shí)針)正確但未到達(dá)可接受的偏航效果。偏航電機(jī)需繼續(xù)順時(shí)鐘方向轉(zhuǎn)動(dòng)。連續(xù)獲取功率值，判斷功率差值大小，并對(duì)偏航電機(jī)狀態(tài)進(jìn)行控制。當(dāng)Pnew=P4且Pold=P3時(shí)，風(fēng)機(jī)已經(jīng)偏轉(zhuǎn)角度4α，此時(shí)│?P│<Pe2，這表明這次控制已經(jīng)達(dá)到預(yù)期的偏航效果，可以關(guān)閉偏航電機(jī)。此次偏航結(jié)后，令Pmax=Pnew，便于下次偏航控制。當(dāng)首次風(fēng)力機(jī)偏航方向與風(fēng)向變化相違背時(shí)，?P<0，MCU便知道偏航電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向錯(cuò)誤，需改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向。在實(shí)際應(yīng)用中，風(fēng)速不是恒定的。對(duì)于偏航制系統(tǒng)，風(fēng)速變化是一種干擾因素[6]。風(fēng)力機(jī)從風(fēng)中吸收的功率與風(fēng)速的關(guān)系為3p12P=ρvSC(2)式中：ρ為空氣密度；v為風(fēng)速；S為風(fēng)輪面積；Cp為風(fēng)能利用系數(shù)。功率檢測(cè)HCC算法可果斷識(shí)別風(fēng)速變化。當(dāng)風(fēng)速改變時(shí)，電機(jī)功率變化較大。當(dāng)|Pnew?Pmax|>Pe1時(shí)，偏航過(guò)程啟動(dòng)。偏航電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)力機(jī)偏航角度α后，?P<0。初認(rèn)為偏航電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向錯(cuò)誤，MCU控制偏航電機(jī)逆時(shí)鐘轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)風(fēng)力機(jī)偏航?α后，?P<0，此時(shí)可判定為風(fēng)速變化。將風(fēng)力機(jī)對(duì)風(fēng)方向還原為初始方向，將當(dāng)前功率值賦給Pmax?？偟膩?lái)說(shuō)風(fēng)速變化時(shí)無(wú)論偏航到哪個(gè)方向，電機(jī)功率都變小。

四、控制系統(tǒng)選型與系統(tǒng)連接系統(tǒng)選型控制器采用西門(mén)子引領(lǐng)小型自動(dòng)化系統(tǒng)的最新產(chǎn)品S7-1200；S7-1200控制器使用靈活、功能強(qiáng)大，可用于控制各種各樣的設(shè)備以滿足您的自動(dòng)化需求。S7-1200設(shè)計(jì)緊湊、組態(tài)靈活且具有功能強(qiáng)大的指令集，這些特點(diǎn)的組合使它成為控制各種應(yīng)用的完美解決方案。CPU將微處理器、集成電源、輸入和輸出電路、內(nèi)置PROFINET、高速運(yùn)動(dòng)控制I/O以及板載模擬量輸入組合到一個(gè)設(shè)計(jì)緊湊的外殼中來(lái)形成功能強(qiáng)大的控制器。在您下載用戶程序后，CPU將包含監(jiān)控應(yīng)用中的設(shè)備所需的邏輯。CPU根據(jù)用戶程序邏輯監(jiān)視輸入并更改輸出，用戶程序可以包含布爾邏輯、計(jì)數(shù)、定時(shí)、復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算以及與其它智能設(shè)備的通信。各種新模塊擴(kuò)展了S7-1200CPU的功能，因而能夠靈活地滿足您的自動(dòng)化需要：●新的和改進(jìn)的CPU：–新的CPU1215CDC/DC/DC、CPU1215CDC/DC/繼電器和CPU1215CAC/DC/繼電器提供了100KB的工作存儲(chǔ)器、雙以太網(wǎng)和模擬量輸出。–新的和改進(jìn)的CPU1211C、CPU1212C和CPU1214C具有更短的處理時(shí)間、可使用4個(gè)PTO（CPU1211C需要信號(hào)板）、更大的保持性存儲(chǔ)器(10KB)以及更長(zhǎng)的日時(shí)鐘保持時(shí)間（20天）。●新I/O信號(hào)模塊：SM1231AI4x16位提供了更高的采樣率而且增加了位數(shù)。●新的電池板(BB1297)可提供長(zhǎng)期的實(shí)時(shí)時(shí)鐘備份。BB1297可插入S7-1200CPU（固件版本3.0及更高版本）的信號(hào)板插槽中。SIMATIC

S7-1200

支持多達(dá)16

個(gè)PID

控制回路。這些控制回路可以通過(guò)一個(gè)PID

控制器工藝對(duì)象和

SIMATIC

STEP

7

Basic

中的編輯器輕松進(jìn)行組態(tài)。除此之外，SIMATIC

S7-1200

還支持PID

自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，可以自動(dòng)計(jì)算增益、積分時(shí)間和微分時(shí)間的最佳調(diào)節(jié)值。操作站安裝西門(mén)子新一代的編程軟件博途（TIAPortal）STEP7V11SP2和WinCCAdvancedSP2。操作站與S7-1200控制器之間采用以太網(wǎng)通訊方式，控制器與仿真服務(wù)器之間采用ProfiBusDP通訊。2.PM125通訊機(jī)制若想被控對(duì)象與控制器通信成功，需要對(duì)被控對(duì)象的PM125模塊進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置，具體是設(shè)置數(shù)據(jù)發(fā)送機(jī)制以及定義發(fā)送字節(jié)數(shù)量。PM125模塊利用輸出地址首字節(jié)QB0取值的變化觸發(fā)數(shù)據(jù)發(fā)送機(jī)制；發(fā)送字節(jié)的數(shù)量在第二個(gè)字節(jié)QB1中定義。（1）利用QB0觸發(fā)數(shù)據(jù)發(fā)送機(jī)制QB0的數(shù)據(jù)每變化一次，會(huì)發(fā)送一批數(shù)據(jù)到PM125模塊。因此，可以使QB0的最低位Q0.0按照0→1→0→1→…變化，觸發(fā)數(shù)據(jù)發(fā)送機(jī)制。具體實(shí)現(xiàn)方法有很多種，例如：輸入地址的首字節(jié)IB0用于存放接收計(jì)數(shù)，PM125每接收一次數(shù)據(jù)，IB0計(jì)數(shù)會(huì)累積加1，因此其最低位I0.0的值是按照0→1→0→1→…變化的?？梢跃帉?xiě)語(yǔ)句，令Q0.0=I0.0。（2）在QB1中定義發(fā)送字節(jié)的數(shù)量SMPT-1000發(fā)送的字節(jié)數(shù)量為30（14個(gè)AO占用28個(gè)字節(jié)，9個(gè)DO占用2個(gè)字節(jié)，共計(jì)30個(gè)字節(jié)）；E-WT發(fā)送的字節(jié)數(shù)量為16（7個(gè)AO占用14個(gè)字節(jié)，16個(gè)DO占用2個(gè)字節(jié)，共計(jì)16個(gè)字節(jié)）。具體實(shí)現(xiàn)方法也有很多種，只要編寫(xiě)語(yǔ)句，令QB1=30（對(duì)于SMPT-1000）或QB1=16（對(duì)于E-WT）即可。6ES72211BF300XB0

SM1221數(shù)字量輸入模板，8點(diǎn)數(shù)字量輸入，直流24V，漏/源輸入

6ES72211BH300XB0

SM1221數(shù)字量輸入模板，16點(diǎn)數(shù)字量輸入，直流24V，漏/源輸入

6ES72221BF300XB0

SM1222數(shù)字量輸出模板，8點(diǎn)數(shù)字量輸出，直流24V，晶體管

6ES72221BH300XB0

SM1222數(shù)字量輸出模板，16點(diǎn)數(shù)字量輸出，直流24V，晶體管0.5A

6ES72221HF300XB0

SM1222數(shù)字量輸出模板，8點(diǎn)數(shù)字量輸出，繼電器2A

6ES72221HH300XB0

SM1222數(shù)字量輸出模板，16點(diǎn)數(shù)字量輸出，繼電器2A

6ES72231BL300XB0

SM1223數(shù)字量I/O模板，16點(diǎn)數(shù)字量輸入/輸出，16點(diǎn)數(shù)字量輸入DC24V，漏/源，16點(diǎn)數(shù)字量輸出，晶體管0.5A

6ES72231PH300XB0

SM1223數(shù)字量I/O模板，8點(diǎn)數(shù)字量輸入/輸出，8點(diǎn)數(shù)字量輸入DC24V，漏/源，8點(diǎn)數(shù)字量輸出，繼電器2A

6ES72231PL300XB0

SM1223數(shù)字量I/O模板，16點(diǎn)數(shù)字量輸入/輸出，16點(diǎn)數(shù)字量輸入DC24V，漏/源，16點(diǎn)數(shù)字量輸出，繼電器2A

AI/AO

6ES72314HD300XB0

SM1231模擬量輸入模板，4點(diǎn)模擬量輸入，+/-10V、+/-5V、+/-2.5V、或0-20MA12位+符號(hào)位（13位ADC）

6ES72324HB300XB0

SM1232模擬量輸出模板，2點(diǎn)模擬量輸出，+/-10V，14位分辨率，或0-20MA，13位分辨率

6ES72344HE300XB0

SM1234模擬量I/O模板，4點(diǎn)模擬量輸入/2點(diǎn)模擬量輸出，+/-10V，14位分辨率，或0-20MA，13位分辨率

SB

6ES72230BD300XB0

SB1223數(shù)字量I/O模板，2點(diǎn)數(shù)字量輸入/輸出，2點(diǎn)數(shù)字量輸入24VDC/2點(diǎn)數(shù)字量輸出24VDC

6ES72324HA300XB0

SB1232模擬量輸出模板，1點(diǎn)模擬量輸出，+/-10VDC(12位分辨率)或0-20MA(11位分辨率

CP

6ES72411AH300XB0

CM1241通訊模板，RS232，9針SUBD（陰），支持基于信息的自由端口

6ES72411CH300XB0

CM1241通訊模板，RS485，9針SUBD（陽(yáng)），支持基于信息的自由端口

SIM

6ES72741XF300XA0

仿真模塊，8通道仿真器，直流輸入開(kāi)關(guān)

6ES72741XH300XA0

仿真模塊，14通道仿真器，直流輸入開(kāi)關(guān)系統(tǒng)連接風(fēng)電場(chǎng)的功率綜合控制系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)功率控制的目標(biāo)是控制整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)輸出的有功和無(wú)功功率,使風(fēng)電場(chǎng)可以像常規(guī)發(fā)電廠一樣承擔(dān)頻率!電壓調(diào)節(jié)任務(wù),減小對(duì)接入電網(wǎng)的影響"風(fēng)電場(chǎng)控制系統(tǒng)的整體控制框圖如圖3.H所示"風(fēng)電場(chǎng)控制系統(tǒng)是一個(gè)單獨(dú)的控制單元,它負(fù)責(zé)接收系統(tǒng)調(diào)度指令,測(cè)量接入點(diǎn)PCC的電氣量及風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以輸出的功率,同時(shí)計(jì)算生成每個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制信號(hào)"風(fēng)電場(chǎng)的有功控制策略風(fēng)電場(chǎng)的優(yōu)化運(yùn)行"電力系統(tǒng)的調(diào)頻需要對(duì)系統(tǒng)有功功率平衡進(jìn)行控制,調(diào)壓需要對(duì)系統(tǒng)無(wú)功功率平衡進(jìn)行控制"當(dāng)系統(tǒng)頻率降低時(shí),需要增加系統(tǒng)內(nèi)發(fā)電機(jī)組的有功輸出或降低負(fù)荷需求;當(dāng)系統(tǒng)電壓降低時(shí),需要增加系統(tǒng)內(nèi)無(wú)功源(無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備)的無(wú)功輸出或降低負(fù)荷需求"而風(fēng)電場(chǎng)作為供電電源,具有特殊的一面"首先,風(fēng)力作為可再生能源,具有節(jié)約能源!保護(hù)環(huán)境的優(yōu)勢(shì),在正常運(yùn)行時(shí),我們希望能夠盡可能的利用風(fēng)能發(fā)電"然而風(fēng)電場(chǎng)的功率輸出依賴于風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速的變化,這就使風(fēng)電場(chǎng)在系統(tǒng)要求增加出力的時(shí)候,達(dá)不到要求;或在正常運(yùn)行時(shí)輸出率突然降低"這給系統(tǒng)調(diào)度和穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)不利影響"隨著國(guó)家大力倡導(dǎo)發(fā)展可再生能源,風(fēng)電裝機(jī)容量不斷增加,作為電力系統(tǒng)