倍福风电控制库基于浙江运达1.5MW风机控制的应用

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关键词:摘要:倍福wind libs风电库是由倍福德国风电团队倾力打造的一套完整风机控制应用库,它是倍福德国风电专家Robert先生30年的风电行业应用经验和倍福基于PC控制思想的风电控制系统的结晶。  倍福wind libs风电库是由倍福德国风电团队倾力打造的一套完整风机控制应用库,它是倍福德国风电专家Robert先生30年的风电行业应用经验和倍福基于PC...
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  • 摘要:倍福wind libs风电库是由倍福德国风电团队倾力打造的一套完整风机控制应用库 ,它是倍福德国风电专家Robert先生30年的风电行业应用经验和倍福基于PC控制思想的风电控制系统的结晶。

  倍福wind libs风电库是由倍福德国风电团队倾力打造的一套完整风机控制应用库 ,它是倍福德国风电专家Robert先生30年的风电行业应用经验和倍福基于PC控制思想的风电控制系统的结晶 。适用于任何MW级别的风机系统控制,也适用于陆上型和海上型风机控制;该风电库基于TwinCAT 2的IEC61131-3的ST编程语言,采用对面对象的编程思想和模块化的结构设计 ,是一套完整的风电控制解决方案 。客户在基于该风电控制库的基础上可以非常容易地实现风机的完整控制,并且可以灵活地实现自定义的功能。

  浙江运达1.5MW系列风组采用了兆瓦级风电机组的经典设计:叶轮采用三叶片 、水平轴 、上风向布置,三点式支撑;传动系统采用三级变速行星齿箱和双馈异步发电机;功率控制采用变速恒频和伺服驱动的独立变浆技术 ,并运用了国际先进的载荷优化控制策略。具有运行可靠稳定、风能利用率高、电网适应性强 、抗低温、抗风沙、抗雷击等特点,主控系统核心控制器采用德国倍福的CX1020加EtherCAT IO模块实现 。主控软件系统采用倍福的基于PC架构的wind libs风电库实现。

  浙江运达风力发电工程有限公司成立于2001年,前身是浙江省机电设计研究院风电研究所 ,从事风力发电技术的研究已经有40年的历史,公司主营并网型风力发电机组设计 、生产和销售以及风电场的运行维护、备品备件的供应,并提供风力发电工程的风场规划、技术咨询 、设计、施工等服务 ,是浙江省高新技术研发生产企业。公司总部位于风景秀丽的杭州,分别在南北两地设立了年产100万千瓦的大型兆瓦级风力发电设备研发和生产基地 。

完整且开放的风机控制解决方案
  倍福风电库提供了完整的实现风机控制的各种功能块,并且采用内存表形式存储当前参数 ,用户可以通过参数索引直接获取或更新参数 ,所有参数都是在初始化时自动生成,在程序的不同控制状态下只需要对当前唯一的参数表进行操作即可完成整个风机的控制。由于参数表在内存中是唯一的,因此程序的任何控制策略都指向了这唯一的参数表 ,从而避免了控制操作与参数存储的混乱现象,完美的实现了控制与数据的分割,使得程序结构更加简单、灵活。浙江运达的娄尧林如此说道: “BECKHOFF的wind libs风电库是一套完整的采用ST语言实现 、面向对象的风机控制功能库 ,其优越的内存管理机制和完善的功能块提供了非常好的基础架构,使在基于该功能库上开发风机控制系统变得非常容易和简单 ” 。
  该功能库的所有源代码都是对用户完全开放的,用户可以对功能库的底层代码进行增加或删减 ,可以依据实际的风机做相应的修改,也可以在自己的新机型上使用该功能库。

系统管理与诊断——一切尽在掌控
  倍福风电库提供了大量风电主控系统的管理与诊断功能。用户只需要关注于风机的控制即可,而不需要考虑底层的实现细节 ,利用该功能库可以实现事半功倍的效果 。功能库还提供了完整的Log文件管理和存储功能,所有log文件都是以csv格式存储,以方便在EXCEL中对Log数据的分析。用户可以方便地对Log文件的存储数据、时间间隔、文件名称 、存储路径等进行自定义。功能库也提供了对控制器的CPU占用率 、PLC运行相关参数、EtherCAT IO模块的诊断等功能块 ,用户可以依据实际需要自由调用这些功能块 ,也可以把这些诊断信息绑定在状态码中实现对风机整体运行的完美掌控 。

代码生成工具
  倍福wind libs风电库提供了4个代码生成工具,这些工具是以参数配置形式实现PLC代码的自动生成的 。代码生成工具可以对风机的运行参数、IO和通讯参数 、远程控制命令、状态码等参数进行配置并自动生成PLC代码,用户只需要在对应工具中增加需要的参数并设置参数的对应属性 ,并把设置好的参数以(*.exp)导出,然后再PLC工程中导入即可,也可以把这些配置参数保存成CSV文件方便日后的更新和维护。浙江运达依据这些工具大大提高了代码的编写速度 ,运达工程师说:“这些工具帮助我们大大提高了程序的编写速度,降低了代码的出错几率,而且使将来的运行维护变得非常容易和简单 ”。
HMI和接口
  功能库中也包含了对用户登录和用户级别的管理控制功能 ,把所有用户分为100个等级,0为最低级别,100为最高级别 ,不同级别的用户登录后所对应的操作和HMI的显示也不一样,例如:状态码复位操作 。只有登录的用户级别高于当前状态码的设定级别后才可以复位该状态码。
  该风电库包含了一个基于PLC的Visulization的HMI界面,该HMI不需要任何通讯接口 ,直接和PLC变量采用内存绑定 ,可以实时显示当前风机的所有实时参数,功能库中还提供了大量底层的HMI界面,客户只要在基于该HMI界面上做一些简单的配置既可以实现自定义的风机控制HMI界面或实时曲线等功能。
  如果想远程访问PLC的数据也非常容易实现 ,功能库提供了默认为ADS接口远程访问的结构体,用户只需要在远程通过ADS的变量名方式即可访问PLC内部的任何参数或实现远程控制功能 。其他通讯协议可以选择MODBUS、TCP/IP 、OPC等方式访问,运达是通过Modbus TCP与远程SCADA系统进行数据交互的 ,通过代码生成工具自动定义了指定的PLC的内存地址和Modbus地址。
  采用该风电库的1.5MW样机已经在运达张北风场进行了一个月的并网发电,系统运行稳定可靠,运达计划于今年年底进行大批量应用于1.5MW风机控制。


 


 


 
 

 

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