综上所述,将双馈电机应用于风力发电中,可以解决风力机转速不可调、机组效率低等问题。另外,由于双馈电机对无功功率、有功功率均可调,对电网可起到稳压、稳频的作用,提高发电质量。与同步机交一直一交系统相比,还有变频装置容量小(一般为发电机额定容量的10~20%)、重量轻的优点,更适合于风力发电机组使用,同时也降低了造价。
将双馈电机应用于风力发电的设想,不仅在理论上成立,在技术上也是可行的。与现有的风力发电技术相比,无论从经济性,还是可靠性来看,都具有无可替代的优势,具有很强的竞争力,有利于风电机组国产化的进程,其发展前景十分广阔。
5 大型风电场的计算机监控系统
风力发电技术的发展将带动大型风电场的建设。以大型风力发电机组组成的大型风电场,可为电网提供可再生的绿色能源,也可解决边远地区的能源供应紧张形势,大型风电场的运行管理己提上议事日程。目前,我国各大风电场在引进国外风力发电机组的同时,一般也都配有相应的监控系统。但各有自己的设计思路,致使风电场监控技术互不兼容。如果一个风电场中有多种机型的风电机组的话,就会给风电场的运行管理造成很大困难。因此,国家计委在“九五”科技攻关计划中实施对大型风电机组进行攻关的同时,也把风电场的监控系统列入攻关计划,以期开发出适合我国风电场运行管理的监控系统。本文在对目前国内几个风电场监控系统进行调研分析的基础上,提出我们的总体设计思路。
5.1 通讯方式
目前风电场所采用的风电机组都是以大型并网型机组为主,各机组有自己的控制系统,用来采集自然参数,机组自身数据及状态,通过计算、分析、判断而控制机组的启动、停机、调向、刹车和开启油泵等一系列控制和保护动作,能使单台风力发电机组实现全部自动控制,无需人为干预。当这些性能优良的风电机组安装在某一风电场时,集中监控管理各风电机组的运行数据、状态、保护装置动作情况、故障类型等,十分重要。为了实现上述功能,下位机(机组控制机)控制系统应能将机组的数据、状态和故障情况等通过专用的通讯装置和接口电路与中央控制室的上位计算机通讯,同时上位机应能向下位机传达控制指令,由下位机的控制系统执行相应的动作,从而实现远程监控功能。根据风电场运行的实际情况,上、下位机通讯有如下特点:
① 一台上位机能监控多台风电机组的运行,属于一对多通讯方式;
② 下位机应能独立运行,并能对上位机通讯;
③ 上、下位机之间的安装距离较远,超过500m;
④ 下位机之间的安装距离也较远,超过100m;
⑤ 上、下位机之间的通讯软件必须协调一致,并应开发出工业控制专用功能。
为了适应远距离通讯的需要,目前国内风电场所引进的监控系统主要采用如下两种通讯方式:
① 异步串行通讯,用RS-422或RS-485通讯接口。它的传输距离可达数千公里,传输速度也可达数百万位。由于所用传输线较少,所以成本较低,很适合风电场监控系统采用。同时因为此种通讯方式的通讯协议比较简单,也很常用,所以成为较远距离通讯的首选方式。