Автоматика ВЭС (ветровая электростанция)

Ветровая электростанция — это парк из 10-100 ветроустановок (ВЭУ) мощностью 2,5-6 МВт каждая, объединённых подстанцией 35/110 кВ. Автоматика работает на двух уровнях: контроллер каждой турбины (SCADA отдельной ВЭУ) и парковый диспетчер (power plant controller, PPC), балансирующий всю станцию по заданию сетевого оператора.

Контроллер ВЭУ управляет тремя системами одновременно. Pitch-привод поворачивает лопасти по продольной оси в диапазоне 0-90° — ниже номинальной скорости ветра угол минимальный (максимум подъёмной силы), выше — лопасти «флюгируются» для сброса избыточной мощности. Yaw-привод разворачивает нацель по направлению ветра с задержкой 5-30 секунд, чтобы не гонять его за порывами. Генератор с частотным преобразователем работает по схеме DFIG (двойного питания, около 70% парка) или full-converter (новые установки, вся мощность через преобразователь) — последний даёт лучшее качество электроэнергии и работает в более широком диапазоне скоростей.

Защитные алгоритмы критичны. При скорости ветра выше 25 м/с автоматика переходит в режим storm shutdown: лопасти флюгируются, тормоз зажимается, преобразователь отключается от сети. Контроллер следит за вибрациями подшипников, температурой обмоток, напряжением сети. При срабатывании РЗА или просадке сети современные ВЭУ обязаны поддерживать low-voltage ride-through (LVRT) — оставаться на связи 150-500 мс при напряжении до 15% номинального, иначе отключение массива 100+ МВт обрушит частоту региональной сети.

Парковый PPC собирает телеметрию со всех турбин по IEC 61400-25 (стандарт на основе IEC 61850), агрегирует по SCADA и выполняет диспетчерские команды: ограничение мощности (curtailment), выдача реактивной мощности, участие во вторичном регулировании частоты. В России крупнейшие ВЭС в Ростовской области, Адыгее, Ставрополье — поставщики РусГидро, Фортум, Энел.