Спосіб автоматичного керування вітроелектричною станцією

Спосіб автоматичного керування вітроелектричною станцією, що заснований на періодичному отриманні, накопиченні, компактному відображенні на головному екрані оператора системи керування інформації про параметри роботи вітроелектричної станції, подальшому її систематизуванні, архівуванні, надаванні керуючих сигналів у разі виходу контрольованих параметрів за межі критичних значень їх допустимого діапазону, а також надаванні за вимогою оператора системи керування інформації з архіву про параметри стану вітроелектричної станції та метеорологічні дані, який відрізняється тим, що при наближенні значень контрольованого параметру до межі критичних значень, збільшують частоту отримання потокових значень стану цього контрольованого параметру, а корегуючий сигнал видають після статистичної обробки вказаних потокових значень по алгоритму, ВІДПОВІДНО ДО згаданого контрольованого параметру Запропонований винахід відноситься до технологічних процесів автоматичного керування електрогенеруючими об'єктами в енергетиці, зокрема, до способів автоматичного керування вітроелектричною станцією і може бути використаний по своєму прямому призначенню під час спорудження та експлуатації вітроелектричних станцій, як для постачання виробленої електричної енергії автономному споживачу, так і для постачання електроенергії в мережу В науці та техніці широко ВІДОМІ способи автоматичного керування об'єктами, що генерують електроенергію Відомий спосіб, що є аналогом запропонованого винаходу, змістовно викладений в опису винаходу захищеного патентом України № 22963 "Пристрій керування вітроелектричною установкою", пріоритет 05 05 98р , що виданий Державному конструкторському бюро "Південне" їм М К Янгеля, автори Л Р Козак, М С Голубенко новних параметрів об'єкта та поданні команди, у разі виходу контрольованого параметру за діапазон можливих (допустимих) значень, а також статистичної обробки поступаючої інформації про роботу об'єкту До основного недоліку описаного вище способу автоматичного керування електрогенеруючого об'єкту енергетики у разі його використання для автоматичного керування вітроелектричною станцією є складність апаратної реалізації даного алгоритму Найбільш близьким за технічною суттю до заявлюваного винаходу є спосіб автоматичного керування вітроелектричною станцією, що докладно описаний у державному стандарті України ДСТУ 4051-2001 "Вітроенергетика Станції електричні вітрові Загальні технічні вимоги" Розділ 12 Вимоги до складових частин ВЕС Прототип заявлюваного винаходу - спосіб автоматичного керування вітроелектричною станцією, заснований на періодичному отримуванні, накопиченні, компактному відображенні на головному екрані монітора оператора системи керування інформації про параметри роботи вітроелектричної станції, зокрема, середню потужність електроенергії, виробленої ВЕС, і графік її зміни за попередню годину, середню потужність кожної вітроелектроустановки, або вітроелектроустановок у групі, яку аналізують, сигнал та ІНШІ Вказане вище технічне рішення, щодо способу керування електрогенеруючими об'єктами енергетики засноване на зборі інформації про технічний стан і роботу складових частин електрогенеруючого об'єкту енергетики, передаванні необхідної інформації у вищі ланки керування енергосистемою для обліку усіх робіт, які виконуються на об'єкті під час його обслуговування, контролю за станом ос 00 ю 58270 про несанкціоноване чи аварійне відключення будь-якої вітроенергоустановки і інформацію про причину зупинення, встановлену за класифікатором системи керування, метеорологічні дані і інформацію про параметри стану, а також наявність чи відсутність зв'язку з контрольованим обладнанням вітроелектричних установок станції, подальшому систематизуванні, архіюванні, подаванні керуючих сигналів у разі не співпадання контрольованих параметрів з їх допустимими значеннями, а також подаванні за вимогою оператора системи керування інформації з архіву про параметри стану вітроелектричної станції та годин роботи кожної вітроенерго установки і вітростанції разом в електромережу, середню потужність кожної вітроелектроустановки за добу, усереднену добову потужність однієї вітроенерго установки для всієї вітроелектростанції за класифікатором системи керування і метеорологічні дані Використання описаної вище процедури автоматичного керування вітростанцій знімає основні недоліки, що були вказані у аналогах, але має також і свої негативні сторони Зокрема, до недоліків прототипу слід віднести задовгу тривалість коливань значень контрольованих параметрів на кордоні діапазону допустимих при видачі команди по усуненню їх відхилень Цей недолік зв'язаний з технічним змістом кожного з контрольованих параметрів (температура масла мультиплікатора, частота обертів вала генератора, або його прискорення, тиск в порожнині гідроциліндра керування кутом положення лопаті, тощо), а також алгоритму статистичної обробки його (параметру) попередніх значень Відомий спосіб орієнтує споживача на використання типових процедур статистичної обробки, а це ускладнює процес керування, призводить до попереднього зносу приводів органів систем керування об'єктами вітроелектростанції, неточностей у значеннях електричних сигналів команд керування за рахунок похибок при статистичній обробці потокових значень контрольованих параметрів В запропонованому винаході поставлена задача удосконалення способу автоматичного керування вітроелектричною станцією, у якому тривалість коливань значень контрольованих параметрів на межі допустимого діапазону при видачі системою керування команди на усунення відхилення зменшується за рахунок збільшення частоти отримання потокових значень контрольованих параметрів і застосовують алгоритм статистичної обробки їх попередніх значень, ВІДПОВІДНО до їх технічного змісту, що дозволяє підвищити точність командних сигналів, подовжити срок служби приводів системи керування, тощо Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі автоматичного керування, заснованому на періодичному отриманні, накопиченні, компактному відображені на головному екрані оператора системи керування інформації про параметри роботи вітроелектричної станції, подальшому и систематизуванні, архіюванні, подаванні керуючих сигналів у разі виходу контрольованих параметрів за межі критичних значень їх допустимого діапазону, а також надаванні за вимогою оператора системи керування інформації з архіву про параметри стану вітроелектричної станції та метеорологічні дані, згідно винаходу, що заявляється, при наближенні значень контрольованого параметру до межі критичних значень, збільшують частоту отримання потокових значень стану цього контрольованого параметру, а корегуючий сигнал видають після статистичної обробки вказаних потокових значень по алгоритму, ВІДПОВІДНО ДО згаданого параметру, що контролюється Для доказу причинно-наслідкового зв'язку між сукупністю суттєвих ознак заявлюваного винаходу, що відрізняють його від прототипу, та технічним результатом заявники наводять наступні дані Ознака, що відрізняє заявлюваний винахід від прототипу, - при наближенні значень контрольованих параметрів до межі критичних значень збільшують частоту отримання їх потокових значень, що дозволяє зменшити неточності при видаванні командних сигналів системи керування Ознаки, що відрізняють заявлюваний винахід від прототипу - корегуючий сигнал видають після статистичної обробки вказаних потокових значень, - корегуючий сигнал видають після статистичної обробки вказаних потокових значень контрольованих параметрів ВІДПОВІДНО ДО технічного змісту згаданого контрольованого параметру, що дозволяє подовжити строк експлуатації приводів органів системи керування за рахунок зменшення тривалості перехідних контрольних процесів Для доказу можливості промислового використання способу керування вітроелектричною станцією, винаходу, що заявляється, заявник приводить конкретні дані про алгоритм АСК ВЕС, що реалізований в процесі експлуатації двох ВЕС України Акташської та Аджигольської Автоматизована система керування, що заснована на заявлюваному способі, з лютого 2002р експлуатується у складі Акташської ВЕС і побудована на базі комп'ютера промислового виконання PC Pentium 111-800 і модулів серії 1-7000 фірми ІСР DAS (Тайвань) Серія модулів 1-7000 складається з модулів АЦП 1-7017, I-7017F, модулів цифрового введення 1-7053, модулів цифрового виведення інформації 1-7043, перетворювача інтерфейсу RS232/RS485, модуля 1-7520 Модулі АЦП типу 1-7017F розташовані в ВЕУ, які забезпечують перетворення аналогових величин контрольованих параметрів в цифровий код Комп'ютер АСК ВЕС, який розташований в центральному диспетчерському пункті, через послідовний порт RS-232 і перетворювач інтерфейсу І-7520 RS-232/RS-485 проводить циклічне опитування модулів АЦП типу 1-7017F і других типів (І-7060 модуль посилки релейних команд та ІНШІ) І аналіз отриманої інформації про контрольовані параметри Якщо контрольовані параметри виходять за межі допустимих значень їх опитування проводять з більшою частотою Під час експлуатації ВЕС АСК вітроелектростанцією знаходиться в робочому стані цілодобово Опитування контрольованих параметрів проводиться з частотою 7Гц Якщо контрольований параметр, наприклад тиск в порожнині циліндру 58270 силового приводу розвороту лопатей, виходить за межі допустимого діапазону 60 80кгс/см2, опитування по команді АСК ВЕС цього параметру проводиться з частотою 50Гц При одержанні інформації про значення параметрів їх обробка виконується по слідуючому алгоритму - розрахунок фізичної величини параметру за формулою F = (U - В) х А, де F - значення параметру в фізичних одиницях, V - значення параметрів в вольтах, В, А - масштабні коефіцієнти, - порівняння з верхнім і нижнім граничним значенням контрольованого параметру, - у разі виходу за граничне значення АСУ ВЕС, видається команда на останов ВЕУ Таким чином, використання заявлюваного винаходу в процесі експлуатації Акташської ВЕС у складі вітроагрегатів АВЕ-250С, Аджигольської ВЕС у складі вітроагрегатів АВЕ-250С дозволяє - усунути недоліки використаних у алгоритмі Комп'ютерна верстка М Клюкш керування ВЕС методів статистичної обробки потокових значень контрольованих параметрів, зв'язаних з їх ВІДПОВІДНІСТЮ технічному змісту цих параметрів, - на 12 - 14% зменшити тривалість коливань потокових значень контрольованих параметрів при видачі корегуючих сигналів системи керування, - до ЗО - 35% збільшити срок служби приводів органів системи керування, зокрема штоків гідроциліндрів керування кутовим положенням лопатей вітроколеса Заявлюваний винахід базується на науковообгрунтованих методах статистичної обробки потокових значень параметрів контрольованого процесу, що можуть бути широко використані у АСК ВЕС з використанням програмного забезпечення для ПК Це дозволяє заявлюваному винаходу конкурувати з аналогами, розробленими у РФ Зокрема, експлуатація Чукотської ВЕС на базі АВЕ-250С, монтаж якої почався в 2001 р , передбачає використання описаного вище способу керування ВЕС Підписано до друку 05 08 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна