风力发电变桨控制系统设计

《风力发电变桨控制系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、ELECTRICDRIVE2O10Vo1．40No．5电气传动2010年第4O卷第5期风力发电变桨控制系统设计孟彦京，常杰，朱玉国(1．陕西科技大学电气与信息工程学院，陕西西安710021；2．山东长星集团有限公司，山东滨州256206)摘要：为了降低控制难度，提高风力发电变桨系统可靠性，采用以模糊PID参数自整定为核心控制算法，设计了以PIC为控制器，由永磁同步伺服电机与伺服驱动器共同构成的变桨系统。通过软硬件的设计，较理想地实现了变桨系统的电气控制，在实际应用中获得了良好的控制效果。关键词：风力发电机组；变桨控制；伺服控制；系统设计中图分类号：TP276文献标识码：

2、ADesignofWindTurbinePitchControlSystemMENGYan-jing。CHANGJie，ZHUYu—guo’(1．ElectricalandInformationEngineeringInstitute，ShaanxiUniversityofScienceandTechnology，Xi’口710021，Shaanxi，China；2．ShandongChangxingCo．Ltd，Binzhou256206，Shandong，China)Abstract：InordertOreducedifficultofcontrolsystem，a

3、ndimprovereliabilityofpitchcontrolsystem，thePLCwaschosenascontroller，andthree—phasepermanentmagnetismsynchronousmotor(PMSM)waschosenastheexecutivemotor。anelectricpitchservo-motorcontrolsystemcomposedofaPMSManditsservo—drivecontrollerandPLCcontrollerwasdesigned．FuzzyPIDparametersself—sett

4、ingwasthecorecontrolalgorithm．Throughthesoftwareandhardwaredesign，realizedpitchcontrolsystemelectricitycontrol，ithasobtainedthegoodcontroleffectinthepracticalapplication．Keywords：windturbinegenerators；pitchcontrol；servo—control；systemdesign大部分：其一是风轮，功能是将风能转换为机械1引言能；其二是发电机，它的功能是将机械能转换为电风力

5、发电机组可以分为定桨距和变桨距型。能。变桨系统的功能是借助控制技术和动力系相对于定桨距风力发电机组，变桨矩风力发电机统，使安装在轮毂上的叶片可以沿着纵轴方向旋不仅能够在更大风速范围内运行，具有较高的风转，以改变气流对叶片的攻角，从而改变风力发电能利用效率；并且在额定功率以上，变桨距风力发机获得的空气动力转矩以控制风轮吸收的能量，电机根据风速调节桨距角，使得额定功率点以上改善桨叶的受力情况以及整机的能量吸收情况。输出功率更加稳定。变桨距系统是风力发电机组总体来说，风力发电机组根据风速的不同，变桨系实现变距控制和气动刹车的关键机构。本文以统一般运行在以下3个不同阶段_】]。

6、CX56机组(850kW无刷励磁同步风力发电机2．1启动过程组)为控制对象采用了SIEMENS公司的S7—变桨距风力机在无风状态(本系统中为风速300系列可编程序控制器作为变桨距系统的控制持续低于3．5m／s)时，叶片顺桨停机，桨距角处器，以4kW的三相永磁同步伺服电机做变桨系于9O。的位置，这样，气流对桨叶不产生转矩；当统的执行机构，实现了硬件组态及软件编程设计，风速持续高于3．5m／s时，当风力机由停机状态完成控制系统的各种控制功能。变为运行状态，桨矩角由9O。以一定速度转到待机角度(本系统为10。)，若风速继续增加到切人2电动变桨系统运行过程风速满足并网条件时，要

7、求进人发电状态，桨距角风力发电机组从能量转换的角度看可分为两由待机角度继续减小到3。(桨距角在3。左右时具作者简介：孟彦京(1956一)，男，教授，Email：0709001@sust．edu．crl41电气传动2010年第4O卷第5期孟彦京，等：风力发电变桨控制系统设计有最佳风能吸收系数)并网运行。同时借助非接触时位移传感器和两个终端开关来2．2功率低于额定功率阶段监控。叶片的同步运转由控制装置调节。一叶片风力机并上电网后，当风速低于额定风速工况相对于另一叶片的最大许可偏差为0．3。。时，风力机桨距角不加控制，保持在3。不变，风力机机舱