В условиях растущего мирового спроса на возобновляемые источники энергии энергия ветра, как чистый и возобновляемый источник, играет все более важную роль в мировой энергетической структуре.
Развитие ветроэнергетики позволяет эффективно сократить использование ископаемого топлива и снизить выбросы парниковых газов. В настоящее время передовые технологии автоматизированного управления позволили значительно повысить эффективность и надежность систем ветрогенерации.
1.Принцип получения энергии ветром
Основной принцип ветроэнергетики заключается в использовании ветра для приведения во вращение лопастей ветряной турбины. Затем это вращение ускоряется редуктором для увеличения скорости, что, в свою очередь, приводит в действие генератор для выработки электроэнергии. Современные ветроэнергетические технологии могут начать вырабатывать электричество при скорости ветра три метра в секунду, эффективно преобразуя энергию ветра в электрическую.
2.Конструкция ветряной турбины
Ветряная турбина обычно состоит из мотогондолы, башни и основания. Далее она подразделяется на ротор (лопасти, ступица), систему шага, генератор, систему рысканья, трансмиссию (подшипники, коробка передач), систему управления и систему преобразования.
Краткое описание основных компонентов:
(1) Ротор: Состоит из двух или трех лопастей, его основная функция заключается в поглощении энергии ветра и преобразовании кинетической энергии ветра во вращательную механическую энергию.
(2) Система наклона: регулирует угол наклона лопастей, чтобы обеспечить их оптимальное положение для поглощения энергии ветра при различных скоростях ветра.
(3) Генератор: Преобразует вращательную механическую энергию ротора в электрическую.
(4) Система рысканья: Работает в сочетании с ветровым флюгером, чтобы держать ротор направленным против ветра, максимально используя энергию ветра и повышая эффективность производства электроэнергии.
(5) Редуктор: Передает энергию, вырабатываемую ротором под действием ветра, на генератор, обеспечивая соответствующую скорость вращения.
(6) Система управления: Отвечает за мониторинг и настройку работы различных компонентов в режиме реального времени для максимальной эффективности улавливания энергии и обеспечения стабильности и безопасности системы.
(7) Система преобразования: Поддерживает частоту электроэнергии, вырабатываемой генератором, на постоянном уровне 50 Гц и интегрирует ее в сеть.
3.Проблемы, с которыми сталкивается система управления в ветроэнергетике
Являясь “нервным центром” всей ветряной турбины, система управления сталкивается с многочисленными проблемами на протяжении всего процесса производства энергии ветра:
(1) Неблагоприятные условия эксплуатации: Ветряные роэлектстанции, как правило, расположены в неблагоприятных условиях, например, на шельфе или в отдаленных районах дикой природы. Такие факторы, как ветер, песок, соленые брызги и высокая влажность, требуют большей долговечности и стабильности оборудования.
(2) Сложность обслуживания оборудования: Ветряные турбины имеют сложную конструкцию и множество компонентов, особенно высотное оборудование, что делает обслуживание и ремонт сложным и дорогостоящим.
(3) Передача данных и коммуникация: Ветряные электростанции занимают обширные территории, что требует высоких стандартов передачи данных и взаимодействия между установками. Традиционные методы связи легко нарушаются под воздействием факторов окружающей среды, что приводит к нестабильной передаче данных.
(4) Высокие требования к надежности: Ветроэнергетические системы должны работать непрерывно в течение длительных периодов времени. Надежность и стабильность системы управления имеют решающее значение, поскольку любой простой может привести к значительным экономическим потерям.
(5) Совместимость нескольких протоколов: Оборудование и датчики в системах ветроэнергетики поставляются разными производителями, каждый из которых использует разные протоколы связи. Обеспечение совместимости и преобразования между различными протоколами также является сложной задачей.
Функции удаленного ввода-вывода ODOT серии C:
(1) Поддерживает множество протоколов связи: Modbus, Profibus-DP, Profinet, EtherCAT, EtherNet/IP, CANopen, CC-Link и др.
(2) Широкий ассортимент модулей ввода-вывода: модули дискретного ввода, модули дискретного вывода, модули аналогового ввода, модули аналогового вывода, специальные модули, гибридные модули ввода-вывода и т.д.
(3) Параметры электромагнитной совместимости для удаленного ввода-вывода серии C:
Устойчивость к электростатическому разряду: Воздушный разряд 8KV, контактный разряд 6KV
Устойчивость к быстрым электрическим переходам: 2KV
Устойчивость к импульсным перенапряжениям: 2 KV
(4) Широкий температурный режим: от -35 ℃ до 70 ℃, что соответствует требованиям суровых промышленных условий.
4.Применение ODOT
На одном из объектов ветроэнергетики удаленный ввод-вывод серии C у ODOT используется со следующими моделями модулей: Сетевой адаптер EtherCAT CN-8033, модуль дискретного ввода CT-121F, модуль дискретного вывода CT-222F, модуль аналогового ввода CT-3234, модуль аналогового ввода CT-3734, модуль аналогового вывода CT-4234, модуль ввода энкодера CT-5112, модуль ввода энкодера CT-5122 и модуль DP Master CT-5341.
(1) CT-5112: Измеряет частоту вращения ветряной турбины.
(2）CT-5122: Обеспечивает обратную связь по положению мотогондолы и определяет положение ветряной турбины для технического обслуживания.
(3) CT-5341: Система подачи и система преобразования - это две отдельные системы, использующие протокол связи Profibus-DP. На этом ветроэнергетическом объекте используется CN-8033 + CT-5341 для преобразования данных между протоколами Profibus-DP и EtherCAT.
На объекте обеспечивается эффективное управление и коммуникация за счет оптимального использования модулей серии C ODOT, что обеспечивает стабильную работу ветроэнергетической системы.
В частности, технологии автоматизации играют решающую роль, значительно повышая эффективность и надежность системы и обеспечивая прочную основу для широкомасштабного применения ветроэнергетики.
Пожалуйста, оставьте нам сообщение
