風電場監(jiān)控系統(tǒng)仿真

背景概述

風電場監(jiān)控仿真系統(tǒng)主要用于向相關專業(yè)人員展示風電場監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）的基本功能和操作，幫助學生直觀的了解風電場運維工作、風機基本原理以及風電場現(xiàn)場吊裝過程等。該教學仿真軟件既包含工程實際使用的風電場監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能，還包括現(xiàn)場風況仿真、風電機組仿真等功能。

系統(tǒng)構成

風電場監(jiān)控仿真系統(tǒng)是一套能滿足風電場運行參數(shù)監(jiān)控和檢修維護的仿真培訓系統(tǒng)。 系統(tǒng)由人機交互界面、主驅動模塊、底層數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和數(shù)學模型構成。人機交互界面能夠較真實的模擬風電場監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）的監(jiān)控功能，還能夠對單臺風電機組進行全面的操作模擬。風力發(fā)電機組的動態(tài)響應全部由底層數(shù)學模型和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)完成，實現(xiàn)對真實風機的仿真。

風電場監(jiān)控系統(tǒng)能夠顯示風機狀態(tài)、趨勢圖、柱形圖、報警記錄、操作事件，還實時顯示風速、風向、發(fā)電機轉速、功率、軸承溫度等運行參數(shù)和狀態(tài)信息。

風力發(fā)電機組仿真可以模擬風電機組變槳、 偏航、電控、保護等系統(tǒng)及設備的運行特性，真實再現(xiàn)風力發(fā)電機組的故障及處理過程。 利用該仿真系統(tǒng)可進行風力發(fā)電機組啟停、正常運行、故障處理和維護檢修等全方位培訓。

系統(tǒng)軟件結構圖

系統(tǒng)功能
1、實時監(jiān)控功能
（1）機組實時運行數(shù)據(jù)顯示

機組的瞬時發(fā)電功率、累計發(fā)電量、發(fā)電小時數(shù)、風輪轉速和發(fā)電機轉速等。
（2）機組狀態(tài)參數(shù)顯示
發(fā)電機線圈溫度、發(fā)電機前后軸承溫度、齒輪箱油溫度、齒輪箱前后軸承溫度、液壓系統(tǒng)油溫、齒輪箱油壓、油位、機艙振動、電纜扭轉、機艙溫度等。
（3）電網(wǎng)參數(shù)
電網(wǎng)三相電壓、三相電流、電網(wǎng)頻率、功率因數(shù)等。
（4）氣象參數(shù)
風速、風向、環(huán)境溫度等。
2、風機運維仿真功能
1、基本工況仿真
仿真機滿足不同培訓目的工況：
1) 風電場全停工況；
2) 有效風速內(nèi)，風機空轉工況；
3) 額定風速內(nèi)，風機運行工況；
4) 無效風速時，風機停機、待機工況。
2、風機操作仿真
正常運行和操作的仿真范圍主要包括：
1) 風機正常起停機操作；
2) 風機復位操作；
3) 風機潤滑系統(tǒng)的正常運行和操作；
4) 風機液壓系統(tǒng)的正常運行和操作；
5) 風機偏航系統(tǒng)的正常運行和操作；
3、故障仿真
風機故障可由非正常操作引發(fā)，也可以人為設置。 仿真機對故障的仿真能夠實時、 準確地反映真實的故障現(xiàn)象。
風機故障仿真范圍包括：
1) 潤滑系統(tǒng)故障；                   2) 冷卻系統(tǒng)故障；
3) 液壓系統(tǒng)故障；                   4) 偏航系統(tǒng)故障；
5) 變槳系統(tǒng)故障；                   6) 變流系統(tǒng)故障。
系統(tǒng)特點
1、監(jiān)控系統(tǒng)界面與實際工程應用軟件一致；
2、內(nèi)置與實際風機相同的控制邏輯和數(shù)學模型；
3、運維及故障仿真與實際風機一致。