華銳SL1500風電機組PLC控制系統改造方案研究

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，我國風電產業取得了巨大的進步，風電機組裝機容量快速提升，風電技術獲得了巨大的發展，新技術的出現為風電機組的更新換代提供了技術支持。針對原有機組的技術改造工作也成為近年來風電行業中的一人主流研究方向。

2 華銳SL1500機組PLC系統問題分析

華銳SL1500風力發電機早期部分機組采用ABB公司生產的WT系列PLC作為主控系統，當時該系列PLC在風電機組應用中具有較明顯優勢。隨著使用年限的延長及技術進步的要求，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硬件受控制柜內溫度影響出現了嚴重設備老化，正常運行時占用內存較人，存在宕機風險。

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

（3） ABBPLC返修件質量穩定性差，導！致機組運行穩定性逐步下降。

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

（5 ）ABBPLC在外部環境氣溫較低時，頻繁出現無法正常啟動，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，華銳在后期開發的機組中都不再使用ABBPLC。

綜上所述，華銳SL1500風電機組提質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，由塔基PLC和機艙一系列的功能模塊構成。機艙部分采用光纖直接連接，通信協議采用BHM內部高速通信，系統構成更加簡單。和ABBPLC系統相比，省去了光纖交換機，降低PLC自身對外圍設備的依賴性，有利于發揮PLC自身內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

將風機上現裝的ABB控制系統元器件整體更換成BHM控制系統元器件，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，關閉UPS電源，用萬用表測量確認，保證操作時設備無電。

（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程序進行靜態調試，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）運行進行動態調試，檢測所有數據基本正常，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老化而引發的諸多問題，機組停機率明顯下降，為整機電氣系統擴展新功能奠定了基礎。同時PLC作為風電機組控制系統關鍵核心，技術升級使機組安全性、可靠性得到顯著提高。

參考文獻

[1]劉怡思華銳風電SL1500機組的優化升級技術研究[D]華北電

力大學，2015