ABB控制自动化产品在MW级风机电控系统中应用
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2020-10-24
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ABB控制自动化产品在控制自动化产品在MW级风机电控系统中应用级风机电控系统中应用
随着我国能源发展战略的实施，国内风电设备市场逐年扩大。在国家发改委制定的《风力发电中长期发展规
划》中明确指出，到2010年底，全国风电总装机规模达到400万kW；到2015年底，全国风电总装机规模达到
1000万kW；到2020年底，全国风电总装机规模达到2000万kW。
随着我国能源发展战略的实施，国内
国家电力监管委员会2007年7月17日公布《电网企业全额收购可再生能源电量监管办法》，赋予国家电监会监管电网企业
全额收购其电网覆盖范围内可再生能源并网发电项目的权力。于2007年9月1日起施行。
国家政策的支持、巨大的市场空间促使国内风电产业异常活跃。已有40多家企业明确表示将涉足风力发电设备制造。
1. 概述
ABB作为全球工控产品重要的供应商之一，可以为各行业提供种类齐全的控制
2. 用ABB AC31 90系列可编程控制器（PLC）构成高性能的控制器网络
控制器是整个
点数不多：
整个控制系统的输入输出点数并不多，一般不多于300点。
数据计算量大：
MW级风机电控系统的双馈调速系统及电动变桨系统数学模型结构复杂、计算精度高；远程监控系统、故障检测及自复位
功能的应用使控制器的数据计算量很大。由于同一时间不同优先级事件的存在，控制器必须按照事件的重要程度执行不同的扫
描周期。
这些特点要求控制器具备高速度、支持多优先级多任务程序结构、支持高级算法等功能。此外，为保证系统各控制器与变
频设备之间通讯的可靠性及实时性，控制器还必须支持现场总线及远程监控使用的工业以太网通讯。ABB公司的紧凑型控制系
统AC31
90系列PLC可用于复杂控制功能的应用，运算速度可达0.07
ms/kB指令，支持IEC61131-3标准的编程,
编程界面简洁友好,并且实现分布式扩展简单快捷，有多达5个集成的通讯接口（Modbus、TCP/IP、Profibus、
DeviceNet、CanOpen）用于开放的通讯方式，I/O扩展数量多达1040点开关量/232点模拟量。
图1 AC1131编程界面
图2是用ABB AC3190系列的KT98和KT97可编程控制器（PLC）构成的MW级风机电控系统控制器拓扑结构图。图2 ABB
AC310系列PLC组成的风机电控系统控制器网络
使用2台KT98分别作为机舱控制器和变桨控制器，1台KT97作为主控制器。这3个控制器的主要功能为：
机舱控制器：负责处理各传感器（含风速风向仪）、输入输出点的信号采集、双馈变频器给定计算、以及同双馈变频器、
变桨控制器、主控制器之间的数据通讯。
变桨控制器：处理变桨系统信号采集、负责进行变桨系统计算，生成变桨变频器给定，负责与变桨变频器及机舱控制器、
主控制器之间的数据通讯。
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