兆瓦级风力发电机组电控系统设计

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1、ELECTRICDRIVE2O10Vo1．40No．2电气传动2010年第4O卷第2期兆瓦级风力发电机组电控系统设计陈景文(陕西科技大学电气与信息工程学院，陕西西安710021)摘要：对变速恒频风力发电系统的运行状态进行了研究，分析了系统从启动到停止过程中，各个工作状态下的控制要求和控制方法。根据电控系统的控制要求，对系统的输入输出信号和控制单元进行了分析。在此基础上确定了控制系统的硬件配置，并基于模块化的编程思想，设计了控制程序，最后就系统安全运行及可靠性问题作了详细的讨论。关键词：风力发电；变速恒频；控制系统；安全可靠设计中图分类号：TP273文献标识码：AMWLevel

2、WindPowerGenerationUnitElectricalControlSystemDesignCHENJing—wen(ElectricalandInformationEngineeringInstitute，ShaanxiUniversityofScienceandTechnology，Xi’an710021，Shaanxi，China)Abstract：TheoperatingconditionsofVSCFwindturbinegeneratorsystem，thecontrolrequirementsandstrategiesindifferentrunni

3、ngstatesintheallprocessfromtOstarttillhaltwereanalyzed．AccordingtOthee—lectricalcontrolsystemcontrolrequest，carriedontheanalysistOthesysteminputoutputsignalandthecontrolunit．Inthisfoundation，determinedthecontrolsystemhardwaredisposition，andbasedonthemodularpro—grammingthought，designedthecon

4、trolprocedure，finallymadethedetaileddiscussiononthesystemsafetymovementandthereliablequestion．Keywords：windpowergeneration；variablespeedconstantfrenquency(VSCF)；controlledsystem；thesafetyandreliabledesign1引言3)向电网提供优质的电能。2电气控制系统基本结构及功能伴随世界经济和国际工业化发展进程，世界各国对能源的需求越来越大，人类正面临着能源2。1电气控制系统基本结构短缺和环

5、境保护两方面的压力。风能作为一种清本风力发电机主要电气参数有：同步发电机洁的绿色能源，是近期内具有大规模开发利用前参数为电机转速1000～1800r／min，电压等级景的可再生能源，开发利用可再生能源已成为21AC690V，额定功率1500kW；功率特征为启动世纪能源发展战略的必然选择。风速3m／s，额定风速12m／s，停机风速25m／s，一般变速恒频风力发电机组电气控制系统，抗最大风速56m／s；风轮参数为直径70in，3片均包含以下3方面的要求：叶片，扫风面积3848m，通过变桨距调节功率。1)保证发电机组稳定可靠的运行。要保证机机组控制系统的主控制器安装在现场的模块组可

6、以在不同的风速下自动调整控制目标和控制上，对电网、风况及风力发电机组运行参数进行监策略，实现机组的正常开机、运行、并脱网和安全控，并与其他功能模块保持通信，对各方面的情况停机；做出综合分析后，发出各种控制指令。2)保证机组以最佳叶尖速比运行，实现最大发电机组电气控制系统图如图1所示，图1风能追踪。从频繁变化的风力资源中如何在最大中主控制器是电控系统的核心，通过各类传感器程度上吸收风能、提高发电效率；对电网、气象及风电机组运行参数进行监控，并发作者简介：陈景文(1978一)，男，硕士，讲师，Email：chenjw@sust．edu．cn49电气传动2010年第4O卷第2期陈号

7、文：兆瓦级风力发电机组电控系统设计出各种控制指令，实现机组的自动启动／停机、手于切人风速时的启动并网，通常发生在紧急故障自动无扰动切换、发电机在转速范围内无扰动并恢复后的重新开机，此时桨距角应复位置于0。，网、自动偏航控制(不偏离风向±10。)、机舱扭缆当风轮转动起来后，根据功率优化策略再重新调和自动解绕控制、自动变桨距控制、变速控制、风整桨距角，当满足并网条件后再重新进行并网。电机组自动除湿、加热、冷却控制、液压系统自动3)手／自动切换。机组维修时，需手动调节，运行控制和运行故障监控等。电控系统首先必