述的监控系统用于远程监控PLC控制系统的运行状态，如机组运行参 数的监控、风力发电机装置状态的监控，历史曲线和实时运行曲线的监控，报警状态的监 控。
[0060] 所述的数据采集系统包括电网数据系统、气象数据系统、机组状态数据系统。
[0061] 具体地，所述的电网数据系统包括采集电网S相电流、电压及频率、相序故障、电 压故障等数据，实现电网数据的监控报警。
[0062] 所述的气象数据系统包括风速、风力、风向及温度数据系统，为风力发电装置实现 风力发电提供可靠气象参数。
[0063] 所述的机组状态数据系统包括风轮机转速、发电机转速、变速装置的油温、液压系 统的油温等数据系统，进一步地，实时动态采集机组运行状态的数据、监控机组运行的历史 曲线和实时运行曲线，为机组正常运行提供可靠的数据，保证风力发电装置正常发电。
[0064] 所述的传感器包括温度传感器、压力传感器、风向传感器、液位传感器及转速传感 器。
[00化]具体地，所述的温度传感器型号为WTCJK-313-H-B-Y，把温度传感器检测到的电压 信号转换成4~20mA标准电流信号输出。
[0066] 所述的压力传感器采用型号为PTC302的油压传感器，用于变速箱和液压站压力 的检测。
[0067] 所述的风向传感器选择kriwanINT30H，用来测量和监控风力发电机械装置的风 力和风向。
[0068] 所述的液位传感器选用的是CR-6061通用型油位传感器，适合常温常压下各种燃 料油、液压油的测量。
[0069] 所述的转速传感器选用海德IS巧208旋转编码器3600脉冲DC5-24V编码器码盘 瑞普ZSP5208。
[0070] 所述的执行装置包括液压执行装置、信号灯、风力发电机，作为PLC控制系统的输 出液压阀动作、信号信号灯显示、风力发电机转动发电。
[0071] 如图3所示，所述的液压执行装置包括液压工作站、PLC系统控制台、液压换向装 置、液压驱动头、风力发电设备液压阀及液压制动装置，液压执行装置安装在风力发电机机 械装置升降工作台上，通过升降工作的移动来调节液压执行装置。
[0072] 如图4所示，所述的风力发电机装置包括风力发电机、稳压装置、联轴器、变速装 置、异步电动机、变频装置及风力发电机械装置升降工作台。
[0073] 进一步地，所述的风力发电机是风力发电机装置中的主要机械设备，包括风轮机、 叶片、转子、其它装置，输出电压装置等设备。
[0074] 所述的稳压装置是由主要S端可调节的电压集成稳压器构成，型号为LLM338K，实 现电能储存。
[0075] 又，本发明采用稳压装备实现电能储存，提高了风电发电机的风能利用效率，降低 了风力发电的成本，能够产生很好的经济效益和社会效益，是本发明的一个显著特点。
[0076] 所述的联轴器用来连接叶片和发电机，选用45钢材料。
[0077] 所述的变速装置主要包括变速箱，用来变速传递不同比例的转速扭矩，实现风力 发电机机械装置的速度变化。
[007引所述的变频装置主要由变频器构成，所选用的变频器为安川VS-61665型全数字 变频器，适用于电动机宽范围的调速。
[0079] 所述的风力发电机械装置升降工作台由液压千斤顶装置构成，通过液压能调节风 力发电机、变速装置、电动机、变频器的位置，使风力发电机机械装置处于合适的位置，便于 PLC控制风力发电机发电。
[0080] 所述的伺服系统为液压伺服系统，包括风力发电机的高速轴制动系统和风力发电 机的功率控制系统。
[0081] 具体地，所述的风力发电机的高速轴制动系统是风力发电机的一个保护系统，当 风力发电机启动或停止，要求刹车抱闽，电磁换想法断开液压缸的液压回路，系统压力卸 荷，刹车抱闽，风力发电机停车。
[0082] 又，本发明的伺服系统采用液压高速轴制动伺服系统，当风力发电机启动或停止， 要求刹车抱闽，电磁换想法断开液压缸的液压回路，系统压力卸荷，刹车抱闽，风力发电机 停车，保护风力发电机的及时、快速制动，是本发明的一个显著特点。
[0083] 具体地，所述的风力发电机的功率控制系统为液压控制系统，用于电动机的变浆 控制。
[0084] -种PLC控制的风力发电系统实现PLC控制及风力发电的过程，如图5所示泡括 W下几个步骤：
[0085] 1)PLC控制的风力发电系统开始、初始化；
[0086] 2)PLC控制的风力发电系统准备；
[0087] 3)输入风力发电系统的参数，接受数据采集系统采集的风力数据，如电网数据系 统中的电网数据、气象数据系统中的气象数据、机组运行状态数据系统中的机组状态数据 等；
[00蝴具体地，W 1MV系列风力发电机机组的基本数据为例，如表1所示：
[0089] 表1风力发电机机组的基本数据
[0090]
【主权项】
1. 一种PLC控制的风力发电系统，其特征在于：包括工控机、PLC控制系统、数据采集系 统、传感器、伺服系统和执行装置；所述的PLC控制系统，包括控制部分、其它控制部分、以 太网模块与人机对话装置，PLC系统通过以太网及以太网模块与工控机连接，人机对话装置 通过RS482与PLC系统连接，作为人机一体化的设备与PLC控制系统对话，显示风力发电机 运行状态及风力发电的结果。
2. 根据权利要求1所述的一种PLC控制的风力发电系统，其特征在于： (1) 所述的PLC控制系统采用西门子S7-300系列可编程控制器，包括数字输入量 SM321、模拟输入量SM331、计数模块FM350、接口模块頂153、数字输出量SM322、模拟输出量 SM332、CPU- 315处理模块等，作为并网异步无人值守的风力发电机组的核心控制器； (2) 所述的控制部分包括风力发电机装置的机械控制系统、电气控制系统和液压控制 系统； 所述的风力发电机装置机械控制系统用于风力发电机装置的变速箱变速控制风力发 电机装置和机械制动刹车、停止，包括变速装置和机械制动，具体地，变速装置包括齿轮变 速箱和传动轴和联轴器； 所述的电气控制系统包括电机启动、并网控制和其它控制，用于电机的启动、并网和刹 车、制动，实现风力发电机装置的电气保护； (3) 所述的人机对话装置包括触摸屏和监控系统，所述的触摸屏作为人机对话设备通 过人机界面与风力发电机装置对话，用户可以通过触摸屏输入用户命令并修改控制参数， 用户根据风力发电机装置的控制状态及时调整PLC控制的风力发电机械装置的工作状态； 所述的监控系统用于远程监控PLC控制系统的运行状态，如机组运行参数的监控、风力发 电机装置状态的监控，历史曲线和实时运行曲线的监控，报警状态的监控。
3. 如权利要求1所述的一种PLC控制的风力发电系统，其特征在于：所述的数据采集 系统包括电网数据系统、气象数据系统、机组状态数据系统； 所述的电网数据系统包括采集电网三相电流、电压及频率及相序故障、电压故障等数 据，实现电网数据的监控与报警； 所述的气象数据系统包括采集风速、风力、风向及温度等气象数据，为风力发电控制提 供可靠气象参数； 所述的机组状态数据系统包括采集风轮机转速、发电机转速、变速装置的油温、液压系 统的油温等数据，实时动态采集机组运行状态的数据，监控机组运行的历史曲线和实时曲 线，为机组正常运行提供可靠的数据，保证风力发电装置正常发电。
4. 如权利要求1所述的一种PLC控制的风力发电系统，其特征在于：所述的传感器包 括温度传感器、压力传感器、风向传感器、液位传感器及转速传感器； 所述的温度传感器型号为WTCJK-313-H-B-Y，把温度传感器检测到的电压信号转换成 4~20mA标准电流信号输出； 所述的压力传感器采用型号为PTC302的油压传感器，用于变速箱和液压站压力的检 测； 所述的风向传感器选择kriwanINT30H，用来测量和监控风力发电机械装置的风力和 风向； 所述的液位传感器选用的是CR-6061通用型油位传感器，适合常温常压下各种燃料 油、液压油的测量； 所述的转速传感器选用海德ISC5208旋转编码器3600脉冲DC5-24V编码器码盘瑞普ZSP5208。
5. 如权利要求1所述的一种PLC控制的风力发电系统，其特征在于：所述的伺服系统 为液压伺服系统，包括风力发电机的尚速轴制动系统和风力发电机的功率控制系统； 所述的风力发电机的高速轴制动系统是风力发电机的一个保护系统，当风力发电机启 动或停止，要求刹车抱闸，电磁换想法断开液压缸的液压回路，系统压力卸荷，刹车抱闸，风 力发电机停车； 所述的风力发电机的功率控制系统为液压控制系统，用于电动机的变浆控制。
6. 如权利要求1所述的一种PLC控制的风力发电系统，其特征在于：所述的执行装置 包括液压执行装置、信号灯、风力发电机，作为PLC控制系统的输出液压阀动作、信号信号 灯显示、风力发电机转动发电； 所述的液压执行装置包括液压工作站、PLC系统控制台、液压换向装置、液压驱动头、风 力发电设备液压阀及液压制动装置，液压执行装置安装在风力发电机机械装置升降工作台 上，通过升降工作的移动来调节液压执行装置。
7. 根据权利要求5所述的一种PLC控制的风力发电系统，其特征在于：所述的风力发 电机是风力发电设备中的主要机械设备，主要包括风轮机、叶片、转子及输出电压装置等设 备。
【专利摘要】本实用新型公开了一种PLC控制的风力发电系统，包括工控机、PLC控制系统、数据采集系统、传感器、伺服系统和执行装置；所述的PLC控制系统，包括控制部分、其它控制部分、以太网模块与人机对话装置，PLC系统通过以太网及以太网模块与工控机连接，人机对话装置通过RS482与PLC系统连接，作为人机一体化的设备与PLC控制系统对话，显示风力发电机运行状态及风力发电的结果。本实用新型的控制系统运行稳定、操作方便，提高了风电发电机的风能利用效率，降低了风力发电的成本，能产生很好的经济和社会效益。
【IPC分类】F03D7-00
【公开号】CN204458203
【申请号】CN201520042453
【发明人】张万军
【申请人】张万军
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年1月21日