سیستم های یکپارچه برق و کنترل توربین های بادی

سیستم های یکپارچه برق و کنترل توربین های بادی

توربین بادی 2500 kW مبتنی بر DFIG (Doubly Fed Induction Generator) مپنا، یک توربین بادی 2.5 مگاواتی بوده که برای عملکرد تحت بادهای ملایم (Class II IEC) طراحی شده است. این توربین دارای سطح جاروب روتور که 9,156 متر مربع است؛ این توربین به ویژه در رژیم‌های بادی متعادل و نیز پایین، بازده عملکرد بالایی دارد.

اجزای توربین های بادی ساخت گروه صنعتی مپنا

ناسل:
شامل قاب چدنی جوش‌کاری شده ژنراتور، قسمت‌های فولادی به منظور درگیرشدن با بالابر، و بدنه‌ی فایبرگلاسی ناسل است. با توجه به طراحی خاصی آن، دارای فضاهای کافی بوده و امکان سرویس تجهیزات در آن به سهولت امکان‌پذیر است.
برج:
برج دارای ساختار لوله‌ای از جنس فولاد و از بخش‌های کوچکتر ساخته شده است. نیازمندی‌های مطرح شده در استاندارد EN 50308 (نظیر دسترسی به نردبان، ابعاد هر قسمت تاور و تجهیزات ایمنی) در طراحی داخلی برج لحاظ شده است. ترانسفورماتور قدرت نیز در داخل توربین قرار گرفته است.
روتور:
این روتور از سه پره با جنس فایبرگلاس، یک هاب، حلقه‌های گردنده و محرکه‌های تنظیم‌کننده پره‌های روتور تشکیل شده است. سیستم کنترل زاویه گام نیز برای کنترل و بهینه‌سازی توان خروجی استفاده می‌شود. قابلیت عملکرد سرعت متغیره روتور، عملکرد آیرودینامیکی توربین را بهبود بخشیده و بارگذاری ناشی از باد بر روی سیستم را کاهش می‌دهد. در صورت نیاز، هر پره‌ی روتور می‌تواند جهت سهولت در عملیات سرویس سیستم، در هر موقعیتی که دارد بوسیله یک سیستم قفل‌کن ثابت نگه داشته شود.
گیربکس:
از نوع سه مرحله‌ای سیاره‌ای بوده و مجهز به مدار خنک‌کننده است؛ چرخ‌دنده‌های آن بصورت پیوسته روغن‌کاری می‌شوند.
ژنراتور:
از نوع ژنراتور القایی تغذیه دوگانه است. فارلندر سال‌هاست که که از این تکنولوژی در توربین سرعت متغیره خود استفاده می‌کند. مزیت اصلی آن این است که تنها 25-30% توان تولیدی از مبدل فرکانسی عبور می‌کند. استفاده از این ژنراتور، سرمایه‌گذاری اولیه سیستم را کاهش می‌دهد.
سیستم یاو:
جهت باد دائما به‌وسیله بادنمای روی ناسل سنجیده می‌شود. در صورت عبور از محدوده مجاز تغییر جهت باد، سیستم یاو، توربین را از طریق چهار موتور خود و چرخ‌دنده‌های مربوطه روبه باد قرار می‌دهد.
این توربین ها بر خلاف توربین های سرعت ثابت می تواند بر اساس تکنولوژی DFIG و با استفاده از مبدلهای الکترونیک قدرت Back to Back، در بازه وسیع تری از سرعت باد قابلیت تولید توان داشته باشد.
سیستم کنترل توربین ژنراتور بادی

تابلو کنترل اصلی (Low Voltage Unit): این تابلو بخش اصلی کنترل و حفاظت توربین بادی محسوب می گردد.

مجموعه سنسورها: شامل سنسورهای هواشناسی، سنجش لرزه، شتاب، سنسور سرعت رتور، Yaw Encoder، سنسور زاویه پره، دما و رطوبت می باشد.
سنسور هواشناسی: سنسور FT702LT يك سنسور اندازهگيري منطقي Solid State مي باشد كه از تكنيك رزونانس صوتي جهت اندازه گيري سرعت وجهت باد استفاده ميكند. اين سنسور به طور اختصاصي براي توربين بادي طراحي شده است. نصب و راه اندازي سنسور بر روي توربين بادي بسيار ساده است. يك قسمت مسطح بر روي سنسور مي باشد كه در صورتي كه در راستاي هاب قرار گيرد صفر مرجه تنظيم ميشود. تصاوير و مشخصه فني سنسور در زير نشان داده شده است.
سنسور Ultrasonic Anemometer 2D، سنسور التراسونيك 2D براي تشخيص سرعت باد و جهت باد در دو بعد و همچنين دماي مجازي، مورد استفاده قرار مي گيرد. اين سنسور مجهز به هيتر بوده و شاخك هاي سنسور در صورت لزوم در شرايط آب و هوايي بحراني گرم مي شوند. اين موضوع عملكرد را با بارش برف و يخ تضمين مي كند و موجب كاهش خطرات ناشي يخ زدگي مي شود.

سیستم یاو Yaw

در توربین های بادی، سیستم Yaw (یاو) جهت حفظ موقعیت صحیح رتور نسبت به جهت ورزش باد به کار می رود. هنگام كاركرد عادي توربين به منظور دريافت بيشترين توان مكانيكي از باد و هم در زمان توقف توربين به منظور كاهش اثر نيروي مكانيكي وارده از طرف باد، لازم است همواره بخش ناسل توربين در موقعيت روبرو نسبت به باد غالب در هر لحظه قرار داشته باشد. سیستم یاو از موتور الکتریکی یا هیدرولیکی بر روی ناسل قرار گرفته است. در سیستم یاو از یک ترمز به منظور نگه داشتن توربین در موقعیت مناسب و حفظ عملکرد طبیعی استفاده می شود.

سیستم Yaw شامل موارد زیر می باشد:

  1. Motor & Drive
  2. Hydraulic Brake
  3. Position Encoder
  4. Weather Sensors
سیستم مانیتورینگ TB

تابلو TB که در پایین برج نصب می شود قابلیت مانیتورینگ و کنترل توربین بادی و همچنین وظیفه ارتباط فیبر نوری با واحدهای دیگر و سیستم پارک را دارد.

سیستم پایش وضعیت توربین ژنراتور بادی

سیستم پایش وضعیت وظیفه پایش وضعیت اداوت اصلی شامل گیربکس، ژنراتور، بیرینگ اصلی می باشد تا با بررسی سیگنال ها از وقوع خطا جلوگیری شود.

سیستم کانورتر DFIG

تابلو کانورتر مورد استفاده در توربین بادی متشکل از دو اینورتر با اتصال Back to Back با بکارگیری لینک خازنی جهت کنترل ولتاژ و فرکانس خروجی ژنراتور در بادهای مختلف می باشد.

سیستم اسکادا و مانیتورینگ مزارع بادی

سيستم كنترل پارك بادي ميتا تكنيك شامل مجموعه سخت اقزار و نرم افزار مي باشد كه كنترل توان اكتيو، كنترل توان راكتيو، كنترل ولتاژ، پاسخ فركانس و ديگر فانكشن هاي مرتبط را فراهم ميسازد. اين سيستم قادر است پارك بادي بالغ بر ٢٥٠٠ توربين بادي را كنترل نمايد.
سلسله مراتب سيستم كنترل كنترل پارك بادي در تصوير زير نشان داده شده است. اين سيستم به سه سطح تقسيم ميشود. توربين بادي، كلاستر و سيستم پارك. سطح اپراتور شبكه نيز تنها جهت نمايش ارتباط كنترلر پارك با آن ارايه شده است.

سیستم کنترل Pitch

وظيفه اصلي سيستم Pitch در يك ژنراتور بادي ، كنترل و در صورت لزوم تغيير وضعيت پره هاي يك توربين بادي جهت كاركرد صحيح و ايمن سيستم در شرايط مختلف است. سیستم Pitch شامل سه تابلو Pitch Box (به ازای 3 پره) و یک تابلو Distribution Box می باشد که در قسمت هاب رتور نصب می گردند.
با توجه به متحرک بودن بخش رتور جهت انجام اتصالات مورد نیاز بین مجموعه ناسل و هاب از تجهیز دیگری با نام Slip Ring استفاده می گردد.

تابلو توزیع و حفاظت برق
سوئیچگیر استفاده شده در نیروگاه بادي مطابق با مشخصات فنی دریافت شده از شرکت باشد. اطلاعات مذکور در طراحی این سوئیچگیرها بایستی ملاك عمل قرار گیرند.
 

تماس با مکو

در صورتی که به اطلاعات بیشتری درباره شرکت مکو نیاز دارید، و یا برای شرکت یا سازمان خود نیازمند راه‌حل یا محصولی هستید، می‌توانید با ما تماس بگیرید.

اسکرول به بالا