海装风电2MW-2.0MW风电机组培训教材【优质参考】
海装风电技术培训总结
海装风电技术培训总结风电项目已进入生产筹备阶段，为促使全体生产运维人员全面掌握风电机组的设计理念、结构原理、控制策略、调试维护、日常操作及故障处理等方面的技能知识；特组织人员赴海装风电培训学习，现将本人近期工作做如下总结：一、培训内容概述：1、项目采用海装风电H93L-2.0MW型风电机组，是变桨变速功率调节、三叶片、上风向、水平轴、双馈式并网型风力发电设备。
2、本次培训分三个阶段，在盛天风电场、哈密组装车间及重庆公司三处分别以集中授课、疑难解答、现场讲解等方式进行。
3、本次培训旨在夯实丰富人员新机型知识，深入细化掌握机组概况，保证机组吊装、调试、验收、运行、检修工作的顺利开展。
二、培训内容：1、控制系统；1)机组采用科凯前卫研发的KK控制系统，控制、监控机组运行状态。
分布式控制，由塔基控制柜、机舱控制柜等组成，通过现场总线与变频器和变桨系统通讯。
主要包含CPU、I/O模块、断路器、继电器、熔断器、保护开关以及传感器和供电设备等部件，在电网掉电时，可通过UPS供电。
2)塔基控制柜位于塔筒底部平台，内部配置辅助变压器，机组内部用电均由柜内690/400V辅助变压器提供。
柜内配置光纤环网交换机，提供与远程监控系统通信的光纤接口；机舱控制柜位于机舱内，从属于底部控制柜的控制。
通过总线与塔基控制柜通信。
控制信号传输到机舱控制器后，通过相应的I/O模块传递给执行机构。
3)在控制面板上配有紧急停机按钮，可以断开安全链，启动机组紧急停机程序。
在系统控制面板上，可以用手动按钮来完成风电机组的启动、停机和复位，也可借助旋钮开关切换到维护模式，以激活维护程序。
2、远程监控说明；1)远程监控系统(SCADA)是以计算机网络为基础对风场中的风电机组进行远程控制、监测的自动化系统，由中央监控系统、远程监视系统组成。
2)中央监控系统完成风电机组的远程数据采集存储、远程控制、信号报警、统计以及生成报表等功能，可对测风塔、箱式变压器等进行监视。
海装风电2MW参考资料
机舱控制柜手柄：
• 紧急停机开关：按下时断开安全链，机组 紧急停机；拉出时接通安全链。
• 启动按钮：启动风电机组。 • 停机按钮：停止风电机组运行。 • 制动：按“制动”，则刹车制动。
• 安全链是独立于控制系统的安全控制，若安全链任一接点中断，将由 安全系统执行紧急停机，将触发以下事件：
2.6.3 转速监控
• 控制系统将检测主轴转速（2个模拟量）、编码器主轴转速信号、发 电机（由变频器采集）转速信号。经过控制系统处理，将得到以下信 号：
• 计算用于控制的转速信号； • 转速校验：如果转速差超过rpm，且转子转速超过rpm，则发出转速
比较故障，执行正常停机；
• 临界转速检测：如果转子转速超过rpm，则发出超临界转速故障，执 行快速停机；
• 降容运行：当某些与发电运行有关的温度上升到一定程度，控制系统 将控制机组降容运行。
• 报警控制：当某些温度值超过报警点时，将发出报警信号。 • 其他控制：根据温度控制齿轮箱润滑油加热、油冷风扇启动、发电机
冷却水加热、水冷风扇启动、控制柜散热、控制柜加热、等等。
2.6.5 电网监控
• 控制系统将监测电网电压、电流、频率等参数，计算有功功率及无功 功率，并依据所测参数值对风电机组进行控制。
• 待机模式： – 如果将维护钥匙开关切换到“维护”状态，则控制系统进入维护 模式。 – 如果有导致停机的故障、或者按下停机按钮、或者远程停机命令 将进入停机模式。 – 如果没有故障，则进入自检。如果变桨测试状态正常、没有故障、 无须解缆、齿轮箱油温正常，则允许进入启动模式。如果满足自 动启动条件或者手动启动，则进入启动模式。
2.0MW风力发电机组产品说明书_A版_ (1)
海上风力发电机组的电气基础设施以及运输、安装和维护教材
16
海上风力发电机的安装
• 离岸风力发电机的安装相对于岸上安装难度更高，可通过千斤顶驳船或浮吊 船完成。它们之中的选择取决于水的深度，以及起吊机的能力和驳船的载重 量。起吊机应具备提升风力发电机主要部件（如塔架、机舱、叶轮等）的能 力，其吊钩提升高度应大于机舱的尺寸，确保塔架和风力发电机装配的安装。 现有的浮吊船大多不是特意为海上风力发电场的风力发电机组安装而设计制 造的。对于大型海上风力发电场，当风力发电机组超过50台时，可以通过使 用安装驳船来控制建设周期（即控制成本），以确保完成建设任务。 目前，安装过程一般分成两个部分。首先基础的安装，然后是风力发电机组 在基础上的安装。通常风力发电机组先在陆上装配完整，如先安装好塔架、 机舱和桨叶各部分，再将其运输到海上安装在支撑基础上。另外一种是把塔 架先安装在基础上，然后运输机舱、风轮到现场进行安装；如在丹麦 Middelgrunden海上风力发电场的建设过程中,首先是塔架部分的预安装并运送 至革础所在处，控制面板、配电盘和变压器在运输和升降过程中被置于塔架 的底部。 所有的安装工作受限于天气条件，不可避免地会遇到天气不理想或不能开工 时段。将风力机运输到风大浪急的海面，即使在浪高略超过Im时，停泊维修 船都十分困难，其结果是为了很小的故障而不得不等待很长的时间（这些故 障在陆地上只需几小时就可解决）。在天气相对平静的夏季，风速和海浪高 度基本处于安全限内，选择此时安排风力发电机安装工作可以缩短工程周期。
2017/11/3
海上变电站的设计指导原则
• • • • • 一般装2台主变并以隔火墙隔离; 主变容量需根据风场容量优化; 开关设备所在区域通风良好; 隔层空间设计充分考虑海底电缆安装的需要。 紧急备用电源完全独立，在事故情况下可接近，可控制， 可靠; • 柴油机或加热器远离危险区域，适当隔离; • 紧急备用电源不受水灾，火灾或主系统事故的影响，维持 其完整性; • 持续电源及电池系统应该与紧急备用电源隔离，不受影响。
2mw风力发电机技术说明书共124页word资料
全功率变频高速永磁风力发电机技术规格说明书目录一、酒钢/2000系列风机特点二、风电场的特性和风电场的设计原则1、风电场的特性资料2、风电场的设计原则三、嘉峪关地区气象、地质条件及能源介质条件四、风力发电机组的设计要求1、风力发电机设计的基本原则2、风力发电机设计的外部条件3、风力发电机等级要求4、其它环境影响5、外部电网条件的影响6、载荷方面的影响五、风力发电机组主要技术参数1、技术参数2、轮毂高度的设计风速3、安全系统参数4、风机设计主要技术参数六、风力发电机的技术规格与要求1、叶轮2、增速箱3、偏航系统4、液压系统5、润滑与冷却系统6、制动系统7、锁紧装置8、电控系统1）变桨控制系统2）风机主控系统3）中央监控系统4）机舱控制柜主要功能5）塔基控制柜主要功能6）变流器主要功能9、发电机1）永磁发电机的结构组成2）高速永磁同步发电机基本技术参数3）永磁同步发电机制造要求4）发电机出厂测试要求10、全功率变流器1）变流器控制原理图2）变流器功能要求3）变流器技术指标和参数4）变流器设备的可靠性及维护性5）变流器的国际标准和电网法规6）低电压穿越功能的实现7）保护功能8）接口和通讯内容11、滑环12、防雷保护13、联轴器14、风机主轴15、风机轴承16、风机塔架17、风机机舱1）机舱罩2）底座18、雷电保护、接地、等电位联结和浪涌保护19、机舱内部的密封、隔音和保护20、提升机21、机组安全系统22、风力发电机的基础23、机舱总装流程图七、风机主要部件供货说明1、风机的主要部件供货清单1）叶片2）高速永磁发电机3）液压系统4）变流器5）控制系统供货范围6）中央监控系统供货范围7）风机刹车系统8）风机变桨系统9）全功率风能变流器10）公辅系统方面2、风机的其它供货内容八、风机的设计图纸和文件交付内容1、通用资料2、叶片3、连轴器4、液压系统；5、发电机6、变流器7、滑环8、控制系统9、中央监控系统九、产品制造标准1、设计和制造必须执行的标准2、风力发电行业通用标准3、风力发电建设土建标准4、电气控制方面的标准十、产品质量保证1、齿轮增速箱2、叶片3、发电机和变流器4、电控柜的检验和试验十一、技术服务及人员培训十二、风力发电机整机开发进度计划1、2.0MW风力发电机整机开发计划2、2.5MW风力发电机整机开发计划十三、功率曲线十四、附图附录1：酒钢高原风力发电机组的开发和设计附录2：低温型风力发电机组的开发和设计附录3：风机设备的维护说明附录4：风机的检测认证说明附录5：风电机组供应链质量管理附录6：变速恒频发电技术全功率变频高速永磁风力发电机技术规格说明书风能是一种取之不尽、用之不竭的清洁环保可再生资源，风能发电与太阳能、地热、海洋能、氢能、可燃冰等新能源发电相比，技术成熟，将成为21世纪最绿色动力之一。
风力发电项目培训资料讲解
14.00% 22.00%
23.00% 41.00%
coal （煤炭）
oil（石油）
natural gas（天然 气） hydropower and other （水电及其他）
12 2020/10/1
我国能源的本质问题
人口太多，人均资源负担太重； 经济超速发展，顾及不了能源利用效率； 环境评估落后、地方官员落后的政绩观，使
– 可再生能源
传统可再生能源
– 大型水电
– 传统技术利用的生物质能
新的可再生能源
– 太阳能
– 风能
– 小水电（单机5000KW以下）
– 生物质能（传统燃烧除外）
– 地热
– 海洋能
18
2020/10/1
38.00%
预计2050年的世界能源消费比例
17.00%
coal （煤炭） oil（石油）
25.00%
石油过分依赖进口，目前对石油的进口 依赖率为40％，消耗量为世界第二位； 到2030年，中国石油的90％需要进口， 能源安全无法得到保证；
水力发电，中国1600万水力移民，有 1000万人生活不如原来；
15
2020/10/1
中国的环境问题
经济增长远超过对资源与环境保护投资 的增长；
土地退化加剧，天然林减少，生物多样 性面临威胁；
Energy Resources Comparison between World and China
2020/10/1
Solar Oil Gas
Coal Uranium 9
人均资源状况 （以标准煤计算）
我国2005年产煤21亿吨，人均为1.6吨 预计2050年人均要达到2.5-3.5吨
– 比较
2MW机组培训讲义
北京国电思达科技有限公司
国电联合动力技术有限公司
文件编号： 页码：22
2MW安全系统__PILZ
• 安全结构
安全系统组态软件
功能 单元 安全系统 输入
系统 逻辑
输出 单元 安全系统 输出
复位、反馈
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国电联合动力技术有限公司
文件编号： 页码：23
2MW安全系统__PILZ
• 安全输入 1. 机舱急停按钮； 2. 塔底急停按钮； 3. 超速1； 4. 超速2； 5. 左偏航扭缆； 6. 右偏航扭缆； 7. 变流器急停； 8. 电网急停（集成过载、过压）； 9. 主控急停（软件、硬件异常）。 • 安全输出 1. 触发变桨； 2. 屏蔽偏航； 3. 触发主控。 说明 正常信号电平类型；
北京国电思达科技有限公司
国电联合动力技术有限公司
文件编号： 页码：19
Bachmann PLC __故障定位—3
• • 工具：GetBachmannFiles.bat 位置：C：\Projects\Controllers\GUP3p0\Tools
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国电联合动力技术有限公司
文件编号： 页码：20
北京国电思达科技有限公司
国电联合动力技术有限公司
文件编号： 页码：4
2MW机组控制系统结构
• • • • • • ！
Bachmann IFM 雷奥/新航志 ABB Woodward Pilz 注意：二次电装
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国电联合动力技术有限公司
文件编号： 页码：5
Bachmann PLC
北京国电思达科技有限公司
UP2000机组电气控制系统
GDSTAR 2MW技术组
【风力发电技术】_海上风电培训7海上风机运行和维护
•发电量和损失的发电量
Production and Lost Production
•成本、资源及备件的使用
Costs, resource and spares usage
•输出的图形例子
Example output plot
• 进入困难时的厄运Access doublewhammy
• “幸运”周期“Lucky” periods
在运行及维护上应投资更多还是更少？ •
Is it worth investing more / less in O&M resource ?
运行和维护承包商/风机制造商 •
O&M Contractors / Turbine Manufacturers:
•运行和维护策略是否满足担保的可利用率水平？
Is our O&M strategy adequate to meet warranted availability level ?
波浪合成 Wave Synthesis
•输入时序 Input time series •快速傅立叶变换 Fast Fourier Transform (FFT) • 波谱，包括 Wave Spectrum, includes
• 季节性相位调整 Seasonal phБайду номын сангаасsing • 潮汐相位调整 Tidal phasing •逆傅立叶变换 Inverse FFT •合成所需的时序长度 Synthesised time series of desired length
长期可利用率
LT Availability
运行和维护成本
O&M Costs
岸上
Onshore
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严选内容
5
1．2风机控制系统布局
齿
G
轮
箱
2
1 塔基控制柜 风严场选监内控容
5 4 1 3
2 机舱控制柜 3 变频器 4 滑环 5 变桨系统
动力线 辅助电源 通信线
箱 变
6
电网
2 控制系统
• H93CH-2.0MW风电机组控制系统是全自动化运行设备、实时监测、 控制风力发电机组运行，只有设备维护时才需要手动操作。控制系统 内置单机远程监控功能，可以通过网络监视、控制风电机组运行。控 制系统还具有运行数据记录功能，可以查看运行日志。控制系统主要 由PLC及I/0模块、供电设备、传感器、执行器件等构成，这些控制设 备、执行器件安装于塔基、机舱控制柜以及变桨控制柜。
2.0MW风电机组培训教材
控制系统
严选内容
1
1 概述
• H93CH-2.0MW型风电机组是变桨变速功率调节、三叶片、上风 向、水平轴、双馈式并网型风力发电设备，按照GL、IEC TC2A+ 风况进行设计计算，整个机组的噪声特性符IEC61400-11标准的 规定，整机见下图。
严选内容
2
2.0MW机组总体结构图
• 风轮布置形式
上风向
• 叶片数量 3
• 旋转方向 顺时针（cw），面向风轮
• 额定功率 2068kW
• 无功功率调节 0.9（感性）—1—0.9（容性）
• 输出电压 690 V±10%
• 电网频率 50 Hz±1%
• 切入风速 3m/s
• 切出风速 25m/s（600s平均风速）
严选内容
4
• 额定风速 9.7m/s
• 待机指示灯（绿色）：指示灯长亮表明风电机组处于准备运行状态， 可以启动；指示灯闪烁：表明控制系统自动启动模块已经激活，经过 一段时间后设备会自动启动，或者表示故障信号已被复位。
严选内容
11
• 运行指示灯（绿色）：指示灯亮 ，表明风电机组处于正常运行状态。 • 故障指示灯（红色）：表明风电机组出现故障。
• 维护状态指示灯（蓝色）：表明风电机组处于维护状态下，塔基控制 柜或机舱控制柜门上的维护钥匙开关处于“0”位置。
• 安全链指示灯（红色）：表明安全链断开。 • 紧急停机开关动作指示灯（红色）：表明紧急停机开关断开。 • 电网连接指示灯（绿色）：表明风电机组与电网连接。 • 辅助电源开关：逆时针转动到“OFF”位置，则关闭塔基、机舱和轮
严选内容
10
• 紧急停机开关：按下时断开安全链，机组紧急停机；拉出时接通安全 链。
• 启动按钮：启动风电机组。 • 停机按钮：停止风电机组运行。 • 复位按钮：复位风电机组。 • 维护钥匙开关：逆时针转动钥匙（“0”位置），置控制系统为正常运
行状态；顺时针转动钥匙（“1”位置），置控制系统为维护状态，此 时可以使用机舱控制柜门上左变桨、右变桨、左偏航、右偏航及机舱 远程操作控制盒上的制动盘制动控制风电机组。
毂的所有辅助电源；顺时针转动到 “ON”位置，则接通塔基、机舱和 轮毂的所有辅助电源
严选内容
12
机舱控制柜：
机舱控制柜包含齿轮箱监测与控制、发 电机监测与控制、制动器监测与控制、偏 航监测与控制、风速风向/环境监测、润滑 油/冷却水监测与控制、润滑油离线过滤装 置监测与控制、机舱温度监测与控制、安 全链路、I/O模块、维护控制、控制柜散热 和加热控制、雷电保护等
严选内容
7
2.1 控制系统组成
`
严辅助电源、PLC及I/O模 块、电网测量、安全链、以太网交换机、 控制柜散热控制及加热控制、雷电保护等。
严选内容
9
2.3 塔基控制柜
• 塔基控制柜的控制柜门上设置有 紧急停机开关、启动按钮、停机 按钮、复位按钮、维护钥匙开关、 故障指示灯、待机指示灯、运行 指示灯、维护状态指示灯、安全 链指示灯、紧急停机开关动作指 示灯、电网连接指示灯、辅助电 源开关。所有这些操作、显示器 件可以完成对控制系统的启动、 停机和复位、紧急停机、维护状 态切换等操作，并指示其工作状 态。
严选内容
1 叶片 2 轮毂 3 塔筒 4 主轴 5 主轴承座 6 偏航驱动器 7 齿轮箱润滑泵 8 控制柜 9 变频器 10 冷却风扇 11 冷却泵 12 发电机 13 连轴器 14 制动器 15 齿轮箱 16 机舱起重机 17 液压站
3
1．1 主要技术参数
• 风轮直径 93.6m
• 扫掠面积 6877m2
• 转速范围 8.7～16.8rpm
• 额定转速 15 rpm
• 安全风速 70m/s（50年一遇，3秒平均风速）
• 功率调节方式
电气变桨
• 叶片变桨范围
0°～91°
• 风轮仰角 5°
• 风轮锥角 3.5°
• 设计使用寿命
20年
• 防雷保护等级
IEC 61400-24 Ⅰ级
• 注*：空气密度为1.169kg/m3下的值。
严选内容
14
• 机舱控制柜的控制柜门上设置有紧急停机开关、启动按钮、停机按钮、 复位按钮、维护钥匙开关、左变桨、右变桨、左偏航、右偏航、故障 指示灯、待机指示灯、运行指示灯、维护状态指示灯、安全链指示灯、 紧急停机开关动作指示灯、电源开关。这些操作、显示器件可以完成 对控制系统的启动、停机和复位、紧急停机、维护状态切换、维护状 态下的左右变桨、维护状态下的左右偏航等操作，并指示系统故障。
严选内容
13
2.3 机舱控制柜
• 机舱控制柜的控制柜门上设置有 紧急停机开关、启动按钮、停机 按钮、复位按钮、维护钥匙开关、 左变桨、右变桨、左偏航、右偏 航、故障指示灯、待机指示灯、 运行指示灯、维护状态指示灯、 安全链指示灯、紧急停机开关动 作指示灯、电源开关。这些操作、 显示器件可以完成对控制系统的 启动、停机和复位、紧急停机、 维护状态切换、维护状态下的左 右变桨、维护状态下的左右偏航 等操作，并指示系统故障。
严选内容
15
• 紧急停机开关：按下时断开安全链，机组紧急停机；拉出时接通安全 链。
• 启动按钮：启动风电机组。 • 停机按钮：停止风电机组运行。 • 复位按钮：复位风电机组。 • 维护钥匙开关：逆时针转动钥匙（“0”位置），置控制系统为正常运
行状态；顺时针转动钥匙（“1”位置），置控制系统为维护状态，此 时可以使用机舱控制柜门上左变桨、右变桨、左偏航、右偏航及机舱 遥控手柄上的制动盘制动控制风电机组。