基于plc变速恒频风力发电机控制系统设计

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1、学兔兔www.xuetutu.com圃围四匣团哩仿囊，毽罐ICADICAMICAEICAPP基于PLC的变速恒频风力发电机控制系统设计刘朝杰‘，李小孟：。陶学恒z．刘勇：，张书策2(1．大连华锐重工集团股份有限公司，辽宁大连116013；2．大连工业大学机械工程与自动化学院，辽宁大连116034)ControlSystemDesignofVSCFWindTurbineBasedonPLCLIUChaojie。LIXiaomeng，TAOXueheng2，LIUYong2。ZHANGShuce(1．D

2、aliiihHuamiHeawIndustryGroupCo．，Ltd．，Dalian116013，China；2．SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation，DalianPolytechnicUniversity，D'alian116034，China)Abstract：Basedontheworkingprincipleofthedoubly—fedasynchronousVSCFwindturbine．thet~asiblecontrolstrateg

3、iesaboutthestartupprocess，speedcontrol，pitchcontrolandotherpartsareanalyzed．AndacontrolsyslembasedonPLCiSdesigned．TheSiemensS7—1214CPLCandPCaretakenasthecorehardwareequipraentofthecontrolSVSIell1．Byusingreasonablesoftwaredesign，thecontroltargetthatincl

4、udesautomaticstartup，trackingtheoptimalpower‘-OlWe．constantpoweroutputatultra—highwindconditionS，areachieved．Thewindturbinerunssafelyan(1steadily，an({llashighpowergenerationefficiency．Keywords：variablespeedconstantfrequency；windpowergeneration；PLC0引言双馈

5、式异步变速恒频风力发电机主要由叶轮、增速风力发电行业高速发展，风力发电技术也不断提高。箱、双馈异步发电机、变桨系统、偏航装置、冷却系统、并在风力发电技术的发展过程中，控制技术始终起着主导作网电路以及控制系统等部分组成。叶轮是吸收风能并将一用，并且随着风力发电技术的发展，其重要性更加突出I1]。其转换成机械能的部件，风以一定的速度和攻角作用在最近几年，进入风力发电领域的变速恒频风力发电机组桨叶上，使桨叶产生旋转力矩而转动，将风能转换成机械已成为风力发电的主流机型，其主要特点是在变桨距风能。叶轮通过增速

6、齿轮箱带动发电机。偏航装置和变桨系力发电机组的基础E采用了转速可以在大范围变化的双统分别实现发电过程中的对风和桨距角调节功能。。馈式异步发电机及相应的电力电子技术，通过对最佳叶2控制系统组成尖速比的跟踪，使得风力发电机组在所有的风速下均可控制系统是风力发电机组实现安全可靠运行以及获一获得最佳的功率输出12。。得高发电率的关键，实现如偏航、齿轮箱、发电机、轴、本文基于双馈式异步变速恒频风力发电机机型，以制动系统和变流系统等各大部件在不同T况条件下的协西门子PLC为控制核心，结合组态上位机完成了风力发调

7、控制以及在故障情况下的报警和保护。电机的控制系统设计。控制系统的结构框图如图2所示，控制系统包括l风力发电机的总体结构PLC系统、PC上位机监测系统、偏航系统、变距系统、并网控制器、变流系统、数据采集接口及其它功能执行器图2控制系统结构框图210l机械工程师2014年第12期学兔兔www.xuetutu.com圃固四厦团哩仿一，建壤ICADICAMICAEICAPPPLC作为控制系统的核心，与其它各部分联系密切，共同点模拟量输入，4点模拟量输出和7点模拟量输出。PLC来实现风力发电机的控制任务。选用

8、s7一l200系列的CPU1214C模块，该CPU模块有l43控制系统硬件设计点数字量输入、10点数字量输出和2点模拟量输入，因此变速恒频风力发电机组的控制系统较复杂，以西门还需要扩展模拟量模块。根据系统的模拟量点数，PLC外子s7一l200PLC为控制核心，并采用上位机作为人机界扩4块SM12318*AI模块和1块SM12324*AQ模块。控面来实现系统监测、命令及数据输入、数据报表统计等功制系统的PLC外部接线如图3所示。能。整个风力发电机组控制系统有l3点数字量