杨军亮 李 春 毛琼一

上海电气输配电集团技术中心 上海 200042

1 设计背景

随着新能源技术的不断提高,新能源利用效率越来越高,控制系统越来越智能化。在过去的30多年中,风力发电装机容量持续增长,风力发电机额定容量由50 kW提高至7.5 MW。基于风电变流器控制系统发展现状,陆地兆瓦级风电变流器主要采用印制电路板控制器,这一控制系统响应速度快、成本低,能够满足陆地风力发电机的控制需求。但是,印制电路板控制器需要从底层硬件开始设计,开发难度大、周期长。海上环境较为恶劣,若将印制电路板控制器应用于海上兆瓦级风电变流器,则印制电路板的底层元器件会成为不稳定因素。海上风电变流器控制系统稳定性和安全性的要求高于陆上风电变流器控制系统,加之海上风力发电机维护成本较高,应尽量减少出海次数,控制系统设计为冗余系统。笔者采用可编程序控制器设计兆瓦级风电变流器控制系统。可编程序控制器适应环境能力强,具有较高的可靠性,自有的通信协议既可以满足变流器控制的实时性要求,又能够方便快捷地实现冗余功能。另外,可编程序控制器系统可扩展性强,能快速适应不同机型配置。

2 控制系统概况

笔者设计的兆瓦级风电变流器控制系统采用倍福CX2030系列可编程序控制器,配置数字量输入输出模块和模拟量输入模块。可编程序控制器与数据采集板之间采用以太网控制自动化技术通信,具备数据处理、逻辑判断、故障诊断、历史数据记录等功能。……