一种风电机组低电压穿越控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种风电机组低电压穿越控制系统，包括数据采集系统、监控系统和中央处理系统；所述中央处理系统分别与所述数据采集系统和监控系统连接。通过控制系统控制电压跌落装置中的硬件，在风电场对风电机组进行低电压穿越能力测试。本实用新型专利技术控制系统自动化程度高、稳定性强并且具备极强的安全防护功能。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力系统领域，具体涉及一种风电机组低电压穿越控制系统。
技术介绍
当前我国的风力发电已经进入了一个大规模发展阶段，为保证电力系统安全稳定运行，要求并网运行的风电机组必须具备低电压穿越能力，即在电网发生一定程度的扰动或故障时，风电机组仍能够保持并网运行，避免大面积脱网对电网造成冲击。IEC标准推荐采用基于阻抗分压原理的断路器投切电抗器式电压跌落装置，在风电机组并网点实际产生电压跌落，检测风电机组的低电压穿越能力。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供一种风电机组低电压穿越控制系统，用于控制电压跌落发生装置的其余部件，在风电场对风电机组进行低电压穿越能力测试。本技术提供一种风电机组低电压穿越控制系统，其改进之处在于，所述系统包括数据采集系统、监控系统和中央处理系统；所述中央处理系统分别与所述数据采集系统和监控系统连接。其中，所述监控系统包括就地监控系统和远程监控系统；所述就地监控系统和远程监控系统分别与所述中央处理系统连接。其中，所述就地监控系统包括安全防护组件、状态信号指示系统和电抗器测温系统；所述安全防护组件包括门限开关和紧急停止按钮；所述状态信号指示包括信号指示灯；所述电抗器测温系统包括红外线测温探头。其中，所述远程监控系统包括连接的服务器和液晶屏。其中，所述数据采集系统包括传感器。其中，所述中央处理系统包括智能控制器；所述智能控制器采用Renesas公司工业级32位总线微控制器。其中，所述门限开关型号为施耐德XCE-145。其中，所述信号指示灯型号为施耐德XVB-C。其中，所述红外线测温探头型号为IRTP300MS-TR。与现有技术比，本技术的有益效果为:(I)控制系统自动化程度高。系统通过逻辑操作，实现不同测试阶段的自动控制，整个测试过程简易高效，可有效避免人为误操作，降低测试风险。(2)控制系统稳定性强。控制系统对测试系统中开关柜组合、电抗器组合等关键部件的实时运行监控，可靠预防运行故障，提高测试系统稳定性。(3)控制系统具备极强的安全防护功能。控制系统设计了严谨周密的安全链防护体系，通过状态指示及安全链紧急停机的方式，从主动及被动两方面均作了严格的安全防护措施。附图说明图1为现有技术中风电机组电压跌落装置一次主接线图。图2为本技术提供的风电机组低电压穿越控制系统示意图。图3为本技术提供的智能控制器前面板设计。图4为本技术提供的自动控制逻辑流程图一。图5为本技术提供的自动控制逻辑流程图二。图6为本技术提供的自动控制逻辑流程图三。图7为本技术提供的自动控制逻辑流程图四。图8为本技术提供的跌落测试动作时序图。图9为本技术提供的安全防护组件逻辑图。具体实施方式以下结合附图对本技术的具体实施方式作进一步的详细说明。本实施例的风电机组电压跌落装置一次主接线图如图1所示，其主要包括开关柜和电抗器，电抗器包括短路电抗器和限流电抗器。通过本实施例的控制系统对电压跌落装置控制，对风电机组进 行低电压穿越能力测试。本实施例的控制系统逻辑上包括数据采集系统、就地监控系统、远程监控系统及中央处理系统等四个部分，如附图2所示。中央处理系统分别与数据采集系统、就地监控系统和远程监控系统连接；数据采集系统采集被测风电机组的电气量与状态量；就地监控系统对测试设备运行状态进行监控与指示；中央处理系统采集风电机组及测试设备的运行状态并进行集中运算处理，同时与远程监控系统进行测试数据及三遥信息的交互传输。其中:I中央处理系统设计中央处理系统智能控制器实现测试设备运行状态信息和测试风电机组运行状态信息的采集，通过对相应信息的逻辑判断与处理，实现测试设备智能逻辑控制。1.1中央处理系统智能控制器硬件设计智能控制器硬件平台核心采用先进的Renesas公司工业级32位总线微控制器，集成度高，抗干扰能力强，运行速度快，功耗低。控制器使用采用独立的ADI公司14位A/D转换采样芯片，实现模拟量采集。结构设计方面，控制器内部各板卡强弱电回路、开入开出回路合理布局，采用槽轨插拔式安装，方便板卡的更换与维护。采用高屏蔽性的电位一体机箱，电气隔离和电磁屏蔽设计符合国际标准，确保装置的硬件系统具有极高的抗干扰能力。采用高分辨率液晶屏幕显示，清晰度高，显示内容全面直观；薄膜按键美观耐用，使现场实时观察、维护、操作方便可行。智能控制器前面板设计如附图3所示。智能控制器性能参数如下:1、通讯接口:RS232 ;2、6 路 0-100V 电压信号；3、6 路 4_20mA 电流信号；4、20路开关量输入通道；5、36路开关量输出通道；6、模拟采样精度0.5% ；7、通道阶跃响应时间<10ms ;通道同步时间〈1ms ；1.2中央处理系统智能控制器软件设计中央处理系统智能控制器软件设计全面涵盖了测试设备多方面的应用需求，从安全、稳定、便捷、实用等角度出发，从安全闭锁防护到自动逻辑控制，都做了深入完善的架构设计。为实现测试过程的自动化控制，智能控制器操作系统中嵌入了四组自动控制逻辑，包括:“进集装箱操作控制逻辑”、“风电机组准备并网控制逻辑”、“风电机组并网控制逻辑”、“启动电压跌落测试控制逻辑”。依据测试设定参数，自动控制系统判断测试设备所处状态，通过控制逻辑自动将测试设备调整至设定的运行状态，并最终自动完成整个低电压穿越的测试过程。2就地监控系统设计就地监控系统主要实现与开关柜组合和电抗器的信息交互与控制。就地监控系统包括安全防护组件、状态信号指示系统和电抗器测温系统；就地监控系统采集电压跌落装置中全部开关柜组合的开关位置，并能在就地对开关柜进行独立遥控操作。同时，就 地监控系统监测开关柜绝缘气体压力、温度、湿度等运行参数，并可以对温湿度进行主动干预与调节，维护开关柜运行环境。就地监控系统的电抗器测温系统，通过3路红外线测温探头实时监测电抗器的本体温度。当电抗器温度超高后，就地监控系统告警并自动终止测试设备运行，保证电抗器运行安全。其红外测温探头的型号可为IRTP300MS-TR。就地监控系统的安全防护组件，包括4组自动电控门限开关与一组紧急停止按钮。当测试设备运行时，任何误操作触发门限开关动作后，安全防护组件立即启动，断开测试设备与电网间的供电开关，将测试设备从高压电网中脱离，确保测试人员与测试设备的安全。紧急停止按钮用于任何情况下的手动紧急切出操作，增加测试设备的安全可控性。安全防护组件逻辑见附图9。本实施例的门限开关型号为施耐德XCE-145。就地监控系统设计状态信号指示系统，通过判断开关柜组合中各个开关的分合位置，将测试设备分位四种运行状态，即“进集装箱操作状态”、“风机准备并网状态”、“风机并网发电状态”及“系统紧急停止状态”，并分别用绿闪、橙色、红色以及红闪四种信号灯分别指示，测试人员可以根据信号灯判断测试所处的系统运行状态，增强测试设备安全可视性。本实施例的状态信号指示系统为信号指示灯，其型号为施耐德XVB-C。3远程监控系统包括服务器和液晶显示屏，通过远程监控系统，测试人员可以在远离高压测试设备的地方对测试设备进行监测与控制，从地理隔离的层面保证了测试人员的绝对安全。远程监控系统通过RS232通讯模式与智能控制器交互通讯，通讯系统稳定可靠。为了减少高压设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风电机组低电压穿越控制系统，其特征在于，所述系统包括数据采集系统、监控系统和中央处理系统；所述中央处理系统分别与所述数据采集系统和监控系统连接。?所述监控系统包括就地监控系统和远程监控系统；?所述就地监控系统和远程监控系统分别与所述中央处理系统连接。?所述就地监控系统包括安全防护组件、状态信号指示系统和电抗器测温系统；?所述安全防护组件包括门限开关和紧急停止按钮；?所述状态信号指示包括信号指示灯；?所述电抗器测温系统包括红外线测温探头。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙勇，王瑞明，秦世耀，陈晨，王伟，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，中电普瑞张北风电研究检测有限公司，国家电网公司，
类型：实用新型
国别省市：