风力发电基础理论 第八章

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第八章 风电机组控制系统

• 8.1控制系统概述
  • 控制系统的功能
    • 机组能根据风况自行启动和停机。
    • 并网和脱网时，不对电网产生冲击影响。
    • 根据风向信号自动对风，并能自动解除电缆过度扭转。
    • 能柜功率因数进行自动补偿。
    • 对出现的异常情况能够自行判断，并在必要时切除电网。
    • 当发电机切出电网时，能确保机组安全停机。
    • 在机组运行过程中，能对电网、风况和机组的运行状况进行检测和计量，能够根据记录的数据形成各种图表，以反应风机的各项性能指标。
    • 具备远程通信功能。
    • 根据功率计转速信号对机组实施变桨和变速恒频控制，使机组运行在预先设定的最佳功率曲线上。
    • 能通过变桨和变速调节使机组的动态载荷受到控制。
    • 能接受远程调度，对机组输出的无功和有功进行控制。
    • 能够凭借电力电子装置实现短时故障穿越。
  • 监测和控制的主要内容
    • 电力参数
      • 电压
      • 电流
      • 有功和无功
      • 子主题
    • 风况参数
      • 风速
      • 风向
    • 机组状态参数
      • 转速
      • 温度
      • 机舱振动
      • 电缆扭转
      • 机械制动状况
      • 油脂
    • 各种反馈信号
    • 齿轮箱油温控制
    • 发电机温升控制
    • 功率过高过低的处理
  • 4种工作状态的主要特征
    • 运行状态
      • 制动装置松开。
      • 允许机组运行和发电。
      • 允许机组发电机并网。
      • 桨距角调节系统选择最佳运行模式。
      • 机组自动偏航。
      • 冷却系统自动工作。
      • 操作面板显示RUN
    • 暂停状态
      • 制动装置松开。
      • 油泵保持工作压力。
      • 自动偏航处于激活状态。
      • 桨距角调节系统调节叶片至顺桨。
      • 叶轮已经停止或空转。
      • 冷却系统自动冷却。
      • 操作界面显示Pause。
    • 停机状态
      • 制动装置松开。
      • 桨距角调节系统调节叶片至顺桨。
      • 油泵保持工作压力。
      • 自动偏航系统不工作。
      • 自动冷却系统不工作。
      • 操作面板显示Stop。
    • 紧急停机状态
      • 制动装置松开，只有当急停按钮被按下的时候，才施加制动。
      • 安全链断开。
      • 所有的主控制器输出量被禁止。
      • 计算机依然运行，并测量所有输入量。
      • 操作面板显示Emergency Stop。
• 8.2风电机组对电网稳定性的影响
  • 低电压穿越能力（LVRT）
    • 是指风电机组端电压跌落到一定值的情况下风电机组能够维持并网运行的能力。
    • 对风场低电压穿越的要求
      • 风场的风电机组具有在并网点电压跌至20%额定电压时能够保持并网运行625ms。
      • 风场并网点电压在发生跌落后2s内能够恢复到额定电压的90%，风场的风电机组保持并网运行。
• 8.3传感器
  • 风电对传感器的要求
    • 应具有较好的相应特性。
    • 从被测对象获取的能量要小。
    • 加在被测对象上的负载要尽可能小。
    • 要有较高的稳定性和较长的使用寿命。
    • 信号传递、记录、处理要方便。
    • 要有较好的抗干扰能力。