Eolaren hautaketa sisteman inteligentea: Diseinua eta Implementazioa

1. Oinarria

Eolo enerziaren eragileak eolarrak zientzia eta mekanikoa bihurtzen du, eta ondoren hori elektrikoa bihurtzen da—hau da, eolarrak sortutako energia elektrikoa.
Eolarrak sortzeko oinarrizko printzipioa hainbat eolarrak erabiltzea da, hauek biraka egiten dute, gearbox bat aktibatuz, biraketa abiadura handituz, eta horrela generatorra aktibatuz, elektrizitatea sortuz.

Txinako energiari buruzko eskaintza handienarekin, eolarrak sortzeko sistema orduan eta orduan luzatu egin da, eta eolarguneen eraikuntza bertan behera intensifikatzen ari da. Eneko enpresa bakar batek hainbat eolargunekin lan egin dezake, hauen artean desberdintasun geografikoak dituztenak. Aldiz, eolargune bakoitzak dozenei ehuneko eolarrarekin osatuta izan daitezke. Horrela, eolargune bakoitzak bere monitorizazio sistemarekin dago bete. Hala ere, hainbat eolarguneen kudeaketa konzentratua arazo asko sortzen ditu. Arazo hau ebazteko, kontrol-kendeen (Kendak Kontrolatzeko) konfigurazioa ematen du soluzio efektiboa.

Horregatik, eolarguneen sarbidea eta intelektualizazioa ekoizpen eta kudeaketarako efizientzia hobetzen dutela, aldatu-zerrenda malitukoenak berotzen dituzte. Azken urteetan, elektrizitate sektorean gertatzen diren segurtasun-enfrentamenduak maiz agertzen dira, elektrizitate industriarentzat erronka eta arrisku gehiago sortuz.

2. Eolarrak kontrolatzeko sistema

Eolarrak funtzionatzeko eta babesteko sistema automatikoa beharrezkoa da. Sistema hau eolarrak automatikoki hasi, eolarrak mugitzen dituen mekanismoa kontrolatzen, eta egoera normal edo anormalen artean eolarrak seguruki itxi beharko ditu. Kontrol-funtzioen gain, sistema hau monitorizazio-lanak egiten ditu—eguneroko egoera, haize abiadura eta norabide informazioa ematen du.

Eolarrak kontrolatzeko sistema hiru atal nagusitan banatzen da:

• Torreko oineko kontrol-kaxa nagusia

• Nacelle kontrol-kaxa

• Hub kontrol-kaxa

Eolarrak kontrolatzeko unitatea (WPCU) eolarr bakoitzaren kontrolatzaile nagusia da, torreko eta nacelleko barruan banatuta dagoena.

2.1 Torreko oineko kontrol-postua

Torreko oineko kontrol-postua—edo kontrol-kaxa nagusia—eolarrak kontrolatzeko zentroa da, kontrolatzaile eta I/O moduluak dituena. Kontrolatzaileak 32-bitako prozesagailu bat erabili, eta sistema errealitate handiko sistema baten gainean exekutatzen da. Logika kontrol nagusi konplexuak exekutatzen ditu eta nacelle kontrol-kaxarekin, pitch sisteman, eta konbertsore sistemarekin fieldbus bitartez komunikatzen du, eolarrak baldintzen optimoetan funtzionatzeko.

Torreko oineko kaxak hainbat elementu ditu:

• PLC estandarra

• RTU (Remote Terminal Unit)

• Industria Ethernet aldaketa

• UPS energia emanak

• Pantaila pantaila (monitorizazio eta ekintza lokala)

• Botoi sakatu, indikadore luz, txikiak circuit breaker, relays

• Heating elements, fans

• Terminal blocks

2.2 Nacelle kontrol-postua

Nacelle kontrol-postua eolarrak sensor signalak bildu, hainbat neurriak, presioak, biraketa abiadura, eta ingurumen parametroak barne hartuz. Fieldbus bitartez kontrol-postu nagusirekin komunikatzen du. Kontrolatzaile nagusia nacelle kontrol-rack erabiliz yawing eta kableren desordenamendu-funtzioak kudeatzen ditu. Aldiz, nacelleko laguntza motorrek, oil pumpak, eta cooling fans kudeatzen ditu eolarrak performantz optimal batean mantentzeko.

Nacelle kontrol-kaxak hainbat elementu ditu:

• Nacelle PLC estandarra

• Energia eman modulu

• FASTBUS slave modulu

• CANBUS master modulu

• Ethernet modulu (mantentze PC lokalera)

• Digital eta analog I/O (DIO, AIO) moduluak

• Circuit breakers, relays, switches

2.3 Pitch kontrol-sistema

Eolarr handiak (1 MW baino gehiago) erabiltzen dituztenean hidrauliko edo elektriko pitch sistemak. Pitch sistema front-end kontrolatzaile bat erabiltzen du eolarr hiruak mugitzen dituen pitch aktuatzaileak kudeatzeko. Kontrolatzaile nagusiaren exekutatzaile gisa, CANopen bitartez eolarrak mugitzen ditu performantz optimoetara.

Pitch sistema backup energia emanak eta segurtasun kate bat ditu, kasu kritikoetan emergentziako itxi egiteko.

Hub kontrol-kaxak hainbat elementu ditu:

• Hub PLC estandarra

• Servo drive units

• Emergentziako pitch bateria eta monitorizatzailea

• Emergentziako pitch modulu

• Overspeed protection relay

• Miniature circuit breakers, relays, terminal blocks

• Push buttons, indicator lights, and maintenance switches

2.4 Backup Emergentziako Segurtasun Kate Sistemak

Backup emergentziako segurtasun katea ordenagailu kontrol-sistemaren independentzia duen hardware-based segurtasun mekanismoa da. Ordenagailu kontrol-sistema huts egitean, segurtasun katea funtzionatzen jarraitzen du. Kritikoak diren akats-gertakariek, eolarrak zer ezagutzeko, serieko zirkuitu bakar batean lotzen dira. Aktibatzean, segurtasun katea emergentziako itxi abiarazten du, eolarrak sare electricoarekin deskonektatuz, sistema osoa maximo segurtasunarekin babestuz.

3. Sistema Arkitektura eta Funtzionalaren Ikuspegi Orokorra

Eolargune elektrizitate monitorizazio sistema hainbat elementu nagusi ditu:

• Local Wind Turbine Control Units (WPCUs)

• High-speed redundant ring fiber-optic Ethernet network

• Remote upper-level operator stations

Eolarr lokal kontrol-unitatea eolarr bakoitzaren kontrolatzaile nagusia da, parametro monitorizazio, automatikoki elektrizitatea sortze, eta material babesteko zustu. Eolarr bakoitzak local HMI (Human-Machine Interface) bat du, operazio, konfigurazio, eta mantentzea egiteko.

High-speed redundant ring fiber-optic Ethernet sistema datu bide nagusia da, eolarr datuak errealitatean goian monitorizazio sistema.

Goian monitorizazio postua eolargunearen kontrol zentroa da. Eolarr egoera orokorra, parametro alarm, eta errealitate/historia datu log eta bistaratzea ematen du. Operari guztiak zentroan monitorizatu eta kontrolatu eolarrak.

3.1 Errealitate Kontrol Layer

Errealitate kontrol layer hainbat elementu nagusi ditu:

• Tower base main control cabinet

• Nacelle control cabinet

• Pitch control system

• Converter system

• Local HMI (Human-Machine Interface) station

• Industrial Ethernet switch

• Fieldbus communication network

• UPS power supply

• Emergency shutdown backup system

Errealitate kontrol layer eolarr lokal kontrol-unitatea eolarr bakoitzaren kontrolatzaile nagusia da. Eguneroko parametro monitorizazio, automatikoki elektrizitatea sortze, eta material babesteko zustu. Eolarr bakoitzak local HMI interface bat du, operazio, konfigurazio, debugging, eta mantentzea egiteko.

3.2 Zentro Monitorizazio Layer

Zentro monitorizazio layer eolargunearen kontrol zentroa da, eolarr egoera orokorra, parametro alarm, eta errealitate/historia datu log eta bistaratzea ematen du. Operari guztiak zentroan monitorizatu eta kontrolatu eolarrak.

Layer hau key subsystems supervisior eta kontrol deitu dezake, hala nola:

• Hydraulic system

• Meteorological system

• Electric pitch control system

• Gearbox system

• Yaw system and yaw control

Integrated SCADA funtzionalitatearen bidez, zentro monitorizazio layer eolargune osoa efizientzia, segurtasuna, eta fiabletasuna lortzen du.