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1、風力發(fā)電機組控制技術主講趙麗君電話13613141217參考書《風力發(fā)電機組的控制技術》（第2版）葉杭冶，機械工業(yè)出版社《風力發(fā)電》尹煉，中國電力出版社《風能與風力發(fā)電技術》劉萬琨，化學工業(yè)出版社《風能技術》武鑫（譯），科學出版社2.1定槳距風力機的特點節(jié)距角的改變對功率的影響如下圖，它主要改變了葉片對氣流的失速點，這是隨空氣密度調整節(jié)距角的依據。在低風速區(qū)，不同的節(jié)距角所對應的功率曲線幾乎是重合的；在高風速區(qū)，節(jié)距角的變化，對其最大輸出功率的影響是十分明顯的。由于機組的葉片節(jié)距角和轉速都是固定不變的，使機組功率曲線上只有一點有最大功率系數。02
2、468101214161810008006004002000.10.20.30.40.5功率輸出/kW風速/(m/s)功率/kW2.1定槳距風力機的特點六、節(jié)距角與額定轉速的設定對功率輸出的影響設計的最大功率系數并不出現(xiàn)在額定功率上，因風力發(fā)電機并不經常工作在額定風速點。額定轉速低的機組，低風速下有較高的功率系數；額定轉速高的機組，高風速下有較高的功率系數。即為雙速電機依據。定槳距風力發(fā)電機應盡量提高低風速的功率系數和考慮高風速的失速性能。2.2機組的基本運行過程葉尖阻尼板已收回；一、待機狀態(tài)風速v＞3m/s但沒達到切入轉速或機組從小功率切出，沒
3、有并網的自由轉動狀態(tài)?？刂葡到y(tǒng)做好切入電網的準備；機械剎車已松開；液壓系統(tǒng)壓力保持在設定值；風輪處于迎風狀態(tài)；風況、電網和機組的所有狀態(tài)參數檢測正常，一旦風速增大，轉速升高，即可并網。2.2機組的基本運行過程機組在自然風作用下升速、并網的過程。需具備的條件為：二、風力發(fā)電機組的自啟動及啟動條件電網：連續(xù)10分鐘沒有出現(xiàn)過電壓、低電壓；0.1秒內電壓跌落小于設定值；電網頻率在設定范圍內；沒有出現(xiàn)三相不平衡等現(xiàn)象。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；
4、控制系統(tǒng)DC24V、AC24V、DC5V、DC±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。風況：連續(xù)10分鐘風速在機組運行范圍內(3.0m/s~25m/s)。2.2機組的基本運行過程三、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。啟動條件滿足后，控制葉尖擾流器的電磁閥打開，壓力油進入葉片液壓缸，擾流器被收回與葉片主體合為一體。四、制動解除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。2.2機組的基本運行過程五、風力發(fā)電機組的并網1.大小發(fā)電機的軟并網程序發(fā)電機轉速已
5、達到預置的切入點，該點的設定應低于發(fā)電機同步轉速。連接在發(fā)電機與電網之間的開關元件晶閘管被觸發(fā)導通。當發(fā)電機達到同步轉速時，晶閘管導通角完全打開，轉速超過同步轉速進入發(fā)電狀態(tài)。進入發(fā)電狀態(tài)后，晶閘管導通角繼續(xù)完全導通。2.2機組的基本運行過程五、風力發(fā)電機組的并網2.從小發(fā)電機向大發(fā)電機的切換小發(fā)電機向大發(fā)電機切換的控制，一般以平均功率或瞬時功率參數為預置切換點。小發(fā)電機功率曲線大發(fā)電機功率曲線切換點P1P2風速功率首先斷開小發(fā)電機接觸器，再斷開旁路接觸器。此時，發(fā)電機脫網，風力將帶動發(fā)電機轉速迅速上升，在到達同步轉速1500r/min附近時，再
6、次執(zhí)行大發(fā)電機的軟并網程序。小發(fā)電機向大發(fā)電機的切換2.2機組的基本運行過程五、風力發(fā)電機組的并網3.大發(fā)電機向小發(fā)電機的切換小發(fā)電機功率曲線大發(fā)電機功率曲線切換點P1P2風速功率首先斷開大發(fā)電機接觸器，再斷開旁路接觸器。由于發(fā)電機在此之前仍處于出力狀態(tài)，轉速在1500r/min以上，脫網后轉速將進一步上升。迅速投入小發(fā)電機接觸器，執(zhí)行軟并網，由電網負荷將發(fā)電機轉速拖到小發(fā)電機額定轉速附近。只要轉速不超過超速保護的設定值，就允許執(zhí)行小發(fā)電機軟并網。2.3機組的基本控制要求一、控制系統(tǒng)的基本功能根據風速信號自動進行啟動、并網或從電網切出。根據風向信
7、號自動對風。根據功率因數及輸出電功率大小自動進行電容切換補償。脫網時保證機組安全停機。運行中對電網、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。2.3機組的基本控制要求二、主要監(jiān)測參數及作用電力參數電網三相電壓、發(fā)電機輸出的三相電流、電網頻率、發(fā)電機功率因數等。風力參數風速：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。控制偏航系統(tǒng)工作，風速低于3m/s偏航系統(tǒng)不會工作。判斷并網條件、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
8、功率與風速有著固定的函數關系，兩者不符可作為機組故障判斷的依據。2.3機組的基本控制要求機組參數轉速：機組有發(fā)電機轉速和風輪轉速兩個測點
