【文章內容簡介】 風狀態(tài)； ?液壓系統(tǒng)壓力保持在設定值； ?風況、電網(wǎng)和機組的所有狀態(tài)參數(shù)檢測正常，一旦風速增大，轉速升高，即可并網(wǎng)。 風力發(fā)電機組的自啟動及啟動條件 機組在自然風作用下升速、并網(wǎng)的過程。需具備的條件為： ?電網(wǎng)：連續(xù) 10分鐘沒有出現(xiàn)過電壓、低電壓； ；電網(wǎng)頻率在設定范圍內；沒有出現(xiàn)三相不平衡等現(xiàn)象。 ?風況：連續(xù) 10分鐘風速在機組運行范圍內（ ~25m/s) ?機組：發(fā)電機溫度、增速器油溫在設定值范圍以內；液壓系統(tǒng)各部位壓力在設定值以內；液壓油位和齒輪潤滑油位正常；制動器摩擦片正常；扭纜開關復位；控制系統(tǒng) DC24V、 AC24V、 DC5V、 DC177。 15V電源正常；非正常停機故障顯示均已排除；維護開關在運行位置。 第四章 典型風力發(fā)電機組控制系統(tǒng) （定槳距機組） 二、定槳距風力發(fā)電機組的基本運行過程 風輪對風 偏航角度通過 風向測定儀 測定。 10分鐘 調整一次，調整中釋放偏航剎車。 制動解除 啟動條件滿足后，控制 葉尖擾流器 的電磁閥打開，壓力油進入槳葉液壓缸，擾流器被收回與槳葉主體合為一體。控制器收到擾流器回收信號后，壓力油進入機械盤式制動器液壓缸，松開 盤式制動器 。 風力發(fā)電機組的并網(wǎng) 當轉速接近 同步轉速 時，三相主電路上的 晶閘管 被觸發(fā)開始導通， 導通角 隨與同步轉速的接近而增大，發(fā)電機轉速的加速度減少；當發(fā)電機達到同步轉速時晶閘管完全導通，轉速超過同步轉速進入發(fā)電狀態(tài)； 1秒后 旁路接觸器閉合，電流被旁路，如一切正常晶閘管停止觸發(fā)。 第四章 典型風力發(fā)電機組控制系統(tǒng) （定槳距機組） 三、風力發(fā)電機組的基本控制要求 控制系統(tǒng)的基本功能 ?根據(jù)風速信號自動進行啟動、 并網(wǎng) 或從電網(wǎng)切出。 ?根據(jù)風向信號自動 對風 。 ?根據(jù)功率因數(shù)及輸出電功率大小自動進行 電容切換補償 。 ?脫網(wǎng)時保證機組 安全停機 。 ?運行中對電網(wǎng)、風況和機組狀態(tài)進行監(jiān)測、分析與記錄， 異常 情況判斷及處理。 主要監(jiān)測參數(shù)及作用 ?電力參數(shù) ：電網(wǎng)三相電壓、發(fā)電機輸出的三相電流、電網(wǎng)頻率、發(fā)電機功率因數(shù)等。判斷并網(wǎng)條件、計算電功率和發(fā)電量、無功補償、電壓和電流故障保護。發(fā)電機功率與風速有著固定的函數(shù)關系，兩者不符可作為機組故障判斷的依據(jù)。 ?風力參數(shù) ：風速；每秒采集一次， 10分鐘計算一次平均值。 v＞ 3m/s時發(fā)電機， v＞ 25m/s停機。風向；測量風向與機艙中心線的偏差，一般采用兩個風向標進行補償?？刂破较到y(tǒng)工作，風速低于 3m/s偏航系統(tǒng)不會工作。 ?機組參數(shù) ：轉速；機組有發(fā)電機轉速和風輪轉速兩個測點。控制發(fā)電機并網(wǎng)和脫網(wǎng)、超速保護。溫度；增速器油溫、高速軸承溫度、發(fā)電機溫度、前后主軸承溫度、晶閘管溫度、環(huán)境溫度。振動；機艙振動探測。電纜扭轉；安裝有從初始位置開始的齒輪記數(shù)傳感器，用于停機解纜操作。位置行程開關停機保護。剎車盤磨損；油位；潤滑油和液壓系統(tǒng)油位。 第四章 典型風力發(fā)電機組控制系統(tǒng) （定槳距機組） 三、風力發(fā)電機組的基本控制要求 ?各種反饋信號的檢測： 控制器在發(fā)出指令后的設定時間內應收到的反饋信號包括回收葉尖擾流器、松開機械剎車、松開偏航制動器、發(fā)電機脫網(wǎng)轉速降落。否則故障停機。 ?增速器油溫的控制 ：增速器箱內由 PT100熱電阻溫度傳感器測溫；加熱器保證潤滑油溫不低于 10oC；潤滑油泵始終對齒輪和軸承強制噴射潤滑；油溫高于 60oC時冷卻系統(tǒng)啟動，低于 45oC時停止冷卻。 ?發(fā)電機溫升控制： 通過冷卻系統(tǒng)控制發(fā)電機溫度，如溫度控制在 130~140oC，到150~155oC停機。 ?功率過高或過低的處理： 風速較低時發(fā)電機如持續(xù)出現(xiàn)逆功率（一般 30~60 s），退出電網(wǎng)，進入待機狀態(tài)。功率過高，可能為電網(wǎng)頻率波動（瞬間下降），機械慣量不能使轉速迅速下降，轉差過大造成。也可能是氣候變化，空氣密度增加造成。當持續(xù) 10min大于額定功率 15%或 2s大于 50%應停機。 ?風力發(fā)電機組退出電網(wǎng)： 風速過大會使葉片嚴重失速造成過早損壞。風速高于 25 m/s持續(xù) 10min或高于 33m/s持續(xù) 2s正常停機，風速高于 50m/s持續(xù) 1s安全停機，側風 90oC。 第四章 典型風力發(fā)電機組控制系統(tǒng) （定槳距機組） 三、風力發(fā)電機組的基本控制要求 風力發(fā)電機組的基本控制策略 ?風力發(fā)電機組的工作狀態(tài) ： 運行狀態(tài) 暫停狀態(tài) 停機狀態(tài) 緊急停機狀態(tài) 機械剎車松開 機械剎車松開 機械剎車松開 機械剎車與氣動剎車同時動作 機組并網(wǎng)發(fā)電 風力發(fā)電機組空轉 計算機處于監(jiān)測狀態(tài)，輸出信號被旁路 機組自動調向 機組調向保持工作狀態(tài) 調向系統(tǒng)停止工作 液壓系統(tǒng)保持工作壓力 液壓系統(tǒng)保持工作壓力 液壓系統(tǒng)保持工作壓力 葉尖阻尼板回收（或變槳處于最佳角度） 葉尖阻尼板回收（或變節(jié)距角在 90o） 葉尖阻尼板彈出（或變距系統(tǒng)失去壓力） 第四章 典型風力發(fā)電機組控制系統(tǒng) （定槳距機組） 四、定槳距風力發(fā)電機組的制動與保護系統(tǒng) 定槳距風力發(fā)電機組的制動系統(tǒng) 葉尖氣動剎車 ：液壓系統(tǒng)提供的壓力由經(jīng)旋轉接頭進入槳葉根部的壓力缸，壓縮擾流器機構中的彈簧，使葉尖擾流器與槳葉主體平滑連為一體。當風力機停機時，液壓系統(tǒng)釋放壓力油，葉尖擾流器在離心力作用下，按設計軌跡轉過 90o。 機械盤式剎車 ：作為輔助剎車裝置被安裝在高速軸上，液壓驅動。因風力機轉矩很大，作為主剎車將會使剎車盤直徑很大，改變了機組結構。大型風機一般有兩部機械剎車。 制動系統(tǒng)按失效保護原則設計，一旦失電或液壓系統(tǒng)失效即處于制動狀態(tài)。 正常停機制動過程 ：電磁閥失電釋放葉尖擾流器、發(fā)電機降至同步轉速時主接觸器動作與電網(wǎng)解列、轉速低于設定值時第一部剎車投入、如轉速繼續(xù)上升第二部剎車立即投入、停機后葉尖擾流器收回。 安全停機制動過程： 葉尖擾流器釋放同時投入第一部剎車、發(fā)電機降至同步轉速時主接觸器跳閘同時第二部剎車立即投入、葉尖擾流器不收回。 緊急停機制動過程 ：所有繼電器斷電、接觸器失電；葉尖擾流器和兩部機械剎車同時起作用；發(fā)電機同時與電網(wǎng)解列。 第四章 典型風力發(fā)電機組控制系統(tǒng) （定槳距機組） 四、定槳距風力發(fā)電機組的制動與保護系統(tǒng) 超速保護 ?發(fā)電機或風輪轉速超過額定轉速 110%時，控制器發(fā)出正常停機指令。 ?葉尖擾流器制動液壓系統(tǒng)設有 獨立超速保護裝置 ，風輪超速時，液壓缸壓力迅速上升，受壓力控制的“突開閥”打開，壓力油被泄掉，葉尖擾流器迅速打開，使得在控制系統(tǒng)失效時停機。 電網(wǎng)失電保護 電網(wǎng)一旦失電，控制葉尖擾流器和機械剎車的電磁閥立即打開，實現(xiàn)失壓制動 緊急停機 。電網(wǎng)原因引起的停機，控制系統(tǒng)在電網(wǎng)恢復后 10分鐘自動恢復運行。 電氣保護 ?過電壓保護：控制器對通過電纜進入控制柜的沖擊電壓具有自我保護能力 ?感應瞬態(tài)保護：晶閘管、計算機的過電壓屏蔽，傳感器、通信電纜的隔離。 ?雷擊保護：提供便捷的接地通道釋放雷電。 緊急安全鏈 是計算機系統(tǒng)的最后一級保護措施，原理是將對風力發(fā)電機組造成致命傷害的故障節(jié)點串聯(lián)在停機回路中，任何一個故障都可緊急停機。 如：緊急停機按鈕、控制器看們狗、葉尖擾流器液壓繼電器、扭攬傳感器、振動傳感器、控制器 DC24V電源失電。緊急停機后安全鏈只能手動復位 第四章 典型風力發(fā)電機組控制系統(tǒng) （定槳距機組） 五、變槳距風電機組控制 ? 高于額定風速 —— 改變攻角 —— 保持功率恒定； ? 啟動時控制驅動轉矩 —— 控制轉速。 ?特點： 改善機組的受力，優(yōu)化功率輸出（粗調，與發(fā)電機轉差率調節(jié)配合）。 比定槳距風力機額定風速低、效率高；且不存在高于額定風速的功率下降問題。 功率反饋控制使額定功率不受海拔、濕度、溫度等空氣密度變化影響 啟動時控制氣動轉矩易于并網(wǎng)；停機氣動轉矩回零避免突甩負荷。