兆瓦级风力发电机组变桨距系统

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1、大牛交流技术3l绿色能源与能-一兆瓦级风力发电机组变桨距系统宋建秀，吉天平，许力伟(南车株洲电力机车研究所有限公司，湖南株洲412001)摘要：以ECSxA系列变桨变频器为硬件平台，以非线性PID变桨控制算法为核心，设计了一种新的兆瓦级风力发电机组变桨距系统。通过软硬件的设计，较理想地实现了变桨距系统的电气控制，在实际应用中获得了良好的控制效果，实现了兆瓦级风力发电机组变桨距系统的自主开发。关键词：变桨距系统；ECSxA变频器；桨距角；非线性PID中图分类号：TM315；TK83文献标识码：A文章编号：1671-8410(2011)01-0031-05TheVar

2、iablePitchSystemofMWWindTurbineSONGJian-xiu，JITian·ping,XULi-wei(CSRZhuzhouInstituteCo．，Ltd．，Zhuzhou，Hunan412001，China)Abstract：TheECSxApitchinverterischosenasthecontroller，andthenon—linearPIDischosenasthecorecontrolalgorithm，anovelpitchcontrolsystemofMWwindturbineisdesigned．Throughth

3、esoftwareandhardwaredesign，theelectricalcontrolofpitchcontrolsystemcanberealized，andhasobtainedgoodcontrolefectinthepracticalapplication．Moreover，itcanachievetheindependent—developmentoftheMWwindturbinepitchcontrolsystem．Keywords：variablepitchsystem；ECSxAinverter；pitchangle；non—linear

4、PID0引言1变桨距系统的作用风能资源是清洁的可再生能源，风力发电是新能变桨距系统作为风力发电机组中一个重要的组成源中技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前部分，具有以下的作用：景的发电方式之一。世界上很多国家，尤其是发达国(1)在额定风速下，通过调节桨叶的桨距角来获取家，已经充分认识到风电在调整能源结构、缓解环境污最佳的功率；染等方面的重要性，对风电的开发给予了高度的重视。(2)在风速超过额定风速时，通过调节桨叶的桨距变桨距系统作为风力发电机组中一个核心技术，角来保持输出功率和发电机转速的恒定；基本都是掌握在国外的大公司手中。订购国外的变桨(3)在风力发电机

5、组发生故障时，通过将桨叶调到距系统不但价格高、售后服务差、订货周期长，而且限顺桨位，使风轮作为气动刹车部件，保证风力发电机组制了国内风电技术的发展。因此开发具有自主知识产的安全；权的兆瓦级风力发电机组变桨距系统是摆在整机制造(4)通过调整桨叶的桨距角，减少风力发电机组的商面前一个迫在眉睫的问题。振动。南车株洲电力机车研究所有限公司在引进WINDTEC变桨距系统的基础上，以Lenze公司的ECSxA收稿日期：20l0一l1—22系列工业变频器为驱动平台，开发了具有完全自主知作者简介：宋建秀(1979一)，男，1一程师，主要从事晶闸管触发、控制系统和风电变桨技术研发工

6、作。识产权的兆瓦级风力发电机组变桨距系统。这样不但32兆瓦级风力发电机组变桨距系统1／2011打破了国外公司的技术垄断，降低了系统成本，而且经(8)客户端远程监控和程序下载功能。不用锁轮过系统优化设计，使其动态响应、过载能力、安全性都毂、进入轮毂，可以直接在机舱将电脑连到Canopen总相比引进的变桨系统有明显提高。线上进行更新程序、调试、查找故障，提高了现场的工作效率，简化了操作步骤。2变桨距系统的功能3变桨距系统基本工作原理该兆瓦级风电机组变桨距系统是一个基于变速变桨距控制的桨叶控制平台，它采用Lenze公司成熟的具变桨距系统的硬件框图如图1所示。所有机舱的信

7、有可编程控制功能(内置PLC)的ECSxA系列变频驱动号，如电源线、Canopen总线、安全链信号等，都从机舱器搭建起变桨距系统的硬件平台，并利用内置的PLC作经过滑环进入轮毂内的变桨控制柜内，实现机舱与轮毂为软件平台，实现了以下的功能：动力和信号的传输。每个桨叶在减速齿轮箱的输入端和(1)控制功能。实现变桨距系统的速度闭环和位置输出端分别配有一个旋转变压器(resolver)和绝对值编闭环的控制。接收机舱中主PLC的速度或位置指令，将码器，用于测量变桨的速度和位置，并将其作为速度闭接收到的速度或位置指令送给内部的非线性PID调节环和位置闭环的反馈信号，用于实时的

8、动态调节。