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            陸上風機偏航儲能備用電源解決方案

            - 改造方案背景 -

             

            為了應對可能出現的電網異常斷電問題,同時,由于槳葉加長,需要考慮偏航時的沖擊問題。

             

            基于提升項目的運行可靠性的前提,并且提高風電機組的性能,增加經濟收益,因此提出了為項目現場配置備用電源的需求。為提升項目的運行可靠性能,避免在臺風過境條件下,外圍電網線路斷電而導致風電機組偏航系統無法正常運行的情況下,提供備用電力保障偏航系統運行,提升機組抗災能力。

             

             

            在臺風情況下偏航系統依然能夠保證機組對風。通過控制偏航,實現葉片攻角處于0deg附近,從而保證臺風下機組受載最小,塔底極限載荷降低,提升機組臺風安全性。需要考慮增加偏航系統的后備電源。

             
             
            - 技術方案 -
             
            以單機1.5MW為例,備用電源的容量根據風力發電機組偏航系統需求確定。
             
            風機控制系統電源取自風機690V側,負載主要包括控制系統以及偏航系統、變槳系統、油泵、水泵、風扇燈負載。偏航系統包含4臺5.5kW交流電機,偏航系統控制風機的偏航角度變化速率為0.396° /s。因此,從0°-180°的整個偏航周期控制所需時間為7.6min。
             
             
            根據上述系統的參數需求以及功能分析,考慮采用磷酸鐵鋰電池、三相逆變器和可控斷路器組成后背供電系統,由三相逆變器自動控制切入/出以及充放電功能。
             
             
            當儲能系統出現故障時,儲能系統會將旁路開關合閘,并斷開檢修開關,從而使儲能系統脫離電網,便于檢修。
             
            拓撲結構圖
             
            - 工作模式 -
             
            • 啟動旁路模式
             
            當系統處于啟動狀態時,Q1,Q2,KM1 處于合閘狀態為負載正常供電,而斷路器 Q3 處于斷開狀態,儲能系統根據自身狀態,完成系統啟動,啟動后,合上Q3開關,并斷開旁路開關 KM1。
             
            • 正常熱備模式
             
            當電網電壓在正常范圍內波動時,儲能逆變器處于熱備狀態與電網保持連接熱備,開關KM1 斷開,Q1和Q2以及斷路器 Q3 都處于閉合狀態。
             
            • 逆變工作模式
             
            當電網電壓波動超出正常范圍時,開關 KM1 斷開,Q1和Q2 處于閉合狀態,Q3 斷開讓負載與電網隔離,此時儲能逆變器向負載供電。
             
            • 熱備電池管理模式
             
            當電網電壓在正常范圍內波動時,Q3 閉合為負載供電,同時儲能逆變器處于充電狀態,給電池充滿電從而保證下一次電網電壓波動時供能,開關 KM1 斷開,Q1和Q2 以 Q3 都處于閉合狀態。
             
            • 故障旁路模式
             
            當控制器檢測到系統出現故障時,快速合上 KM1 開關,由電網為負載供電,同時 PCS自動斷開與電網連接。斷開開關Q1 和 Q2 進行系統檢修。
             
             
             
             
             
             
             
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