華銳SL1500風電機組PLC控制系統(tǒng)改造方案研究

李民，黃久平，步兵

[中圖分類號] TG502.34

[文獻標志碼]A

[文章編號]2095-6487 （2021） 02-0030-02

Research on the Transformation Scheme of the PLC Control System of

Huarui SL1500 Wind Turbine

LiMin，Huang Jiu-ping，BuBing

[ Abstract]

Huanu SL1500 unit used ABB to produce PLC in the early days. The results of years of operation show that this PLC， can no longermeet the requirements of the unit control strategy. The transformation of the PLC control system of the SL1500 unit was analyzed， and the transformationplan of replacing the ABB PLC， control system with the BHM PLC， control system was proposed

[ Keywords] PLC transformation; ABB; BHM

1 概述

自2008年起，我國風電產(chǎn)業(yè)取得了巨大的進步，風電機組裝機容量快速提升，風電技術(shù)獲得了巨大的發(fā)展，新技術(shù)的出現(xiàn)為風電機組的更新?lián)Q代提供了技術(shù)支持。針對原有機組的技術(shù)改造工作也成為近年來風電行業(yè)中的一人主流研究方向。

2 華銳SL1500機組PLC系統(tǒng)問題分析

華銳SL1500風力發(fā)電機早期部分機組采用ABB公司生產(chǎn)的WT系列PLC作為主控系統(tǒng)，當時該系列PLC在風電機組應用中具有較明顯優(yōu)勢。隨著使用年限的延長及技術(shù)進步的要求，ABBPLC工作性能明顯無法滿足目前機組使用要求，其中主要包括：

（1） ABBPLC硬件受控制柜內(nèi)溫度影響出現(xiàn)了嚴重設(shè)備老化，正常運行時占用內(nèi)存較人，存在宕機風險。

（2） ABB公司對該系列產(chǎn)品的策略進行調(diào)整，該型號PLC目前已停產(chǎn)，備件供應緊張。

（3） ABBPLC返修件質(zhì)量穩(wěn)定性差，導！致機組運行穩(wěn)定性逐步下降。

（4） ABBPLC現(xiàn)存10接口已全部應用，存在軟件擴展能力有限、穩(wěn)定性差等問題。

（5 ）ABBPLC在外部環(huán)境氣溫較低時，頻繁出現(xiàn)無法正常啟動，輕則機組停機時長大幅增加，重則需更換備件。

多種問題并存，華銳在后期開發(fā)的機組中都不再使用ABBPLC。

綜上所述，華銳SL1500風電機組提質(zhì)增效改造是非常有必要的。

3 PLC改造前后性能對比

BHMPLC主控系統(tǒng)，由塔基PLC和機艙一系列的功能模塊構(gòu)成。機艙部分采用光纖直接連接，通信協(xié)議采用BHM內(nèi)部高速通信，系統(tǒng)構(gòu)成更加簡單。和ABBPLC系統(tǒng)相比，省去了光纖交換機，降低PLC自身對外圍設(shè)備的依賴性，有利于發(fā)揮PLC自身內(nèi)部通信的實時性和自檢功能。

BHMPLC和ABBWT系列PLC相比，從各個方而均有較大程度的提升，包括主頻速度、存儲空間、通信速度等。

表1為ABB PLC與BACHMANN PLC功能性能比較，可以看出ABB PLC各方而指標逐漸無法適應當前運行需求，并且由于備件短缺會造成機組長時間停機而影響發(fā)電量。如表1所示。

4 方案實施簡述

4.1 施工流程

將風機上現(xiàn)裝的ABB控制系統(tǒng)元器件整體更換成BHM控制系統(tǒng)元器件，并更新主控軟件。主要更換部件如下。

（1）拆除部件：機艙、塔基的ABB PLC單元、相關(guān)輸入輸出模塊、操作屏2個。

（2）安裝部件：BHMPLC、操作屏2個;專用光纖通信線路。

4.2 具體施工方案

（1）斷開機艙NCC300柜主電源和NCC3 10柜蓄電池開關(guān)，關(guān)閉UPS電源，用萬用表測量確認，保證操作時設(shè)備無電。

（2）將ABBPLC上所有線拆下，保留好線號管并將接頭用膠布包好。

（3）將BHMPLC安裝在機組中，按照設(shè)計電氣原理圖進行接線，并對應好新的線號管。

（4）導入PLC程序進行靜態(tài)調(diào)試，測試塔基與機艙通信是否正常，偏航、變槳CANOPEN通信是否正常。校驗各種傳感器接線是否正確，分步驟逐一運行機組各組成部件，保證信號連接良好，能夠具備運行條件。

（5）運行進行動態(tài)調(diào)試，檢測所有數(shù)據(jù)基本正常，改造正式完成。

4.3 效果展示

4.3.1 塔基部分

4.3.2 機艙部分4結(jié)束語

本文提出的ABBPLC機組升級為BHMPLC改造方案，可有效解決ABBPLC老化而引發(fā)的諸多問題，機組停機率明顯下降，為整機電氣系統(tǒng)擴展新功能奠定了基礎(chǔ)。同時PLC作為風電機組控制系統(tǒng)關(guān)鍵核心，技術(shù)升級使機組安全性、可靠性得到顯著提高。

參考文獻

[1]劉怡思華銳風電SL1500機組的優(yōu)化升級技術(shù)研究[D]華北電

力大學，2015