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文件名称:风电控制系统的组成.docx
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更新时间:2025-12-23
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风电控制系统的组成

风电控制系统由下面几个部分组成,如下图所示:

▲风电控制系统的结构

(1)电网的远程控制系统

主要进行各种发电资源和电力用户的统一平衡和调度控制,以保障电网高质量、高效率、安全地运行。

(2)风电场集中控制系统

负责一个风电场内所有风力发电机组的监控,是无人值守风力发电机组的控制中心。

(3)风力发电机组控制系统

控制系统由微机控制器、运行状态数据监测系统、控制输出驱动电路模板(输出伺服电动机、液压伺服机构、机电切换装置)等系统组成。风电机组控制器用来采集机组数据及状态,通过计算、分析、判断来控制和保护机组,使单台风力发电机组实现全部自动控制,无需人为干预。具体控制内容有:信号数据的采集和处理、变桨距控制、偏航控制、自动解缆、转速控制、最大功率点自动跟踪控制、功率因数控制、并网解列控制、停机制动控制、安全保护系统、就地监控、远程监控。传感信号主要由信号接口电路完成,它们向机组控制器提供电气隔离标准信号,信号的电压和电流范围一般为工业标准信号。不同类型的风力发电机组控制单元会有所不同。

系统监测的参数有三相电压、三相电流、电网频率、功率因数、输出功率、发电机转速、风轮转速、发电机绕组温度、齿轮箱油温、环境温度、控制板温度、机械制动闸片磨损及温度、电缆扭绞、机舱振动、风速和风向等。为了得到系统运行的情况,系统还需监测各接触器的开关、液压阀压力状况、偏航运动和按键输入等情况。而控制系统输出控制的是并网晶闸管触发、无功补偿、旁路接触器的开合、断路器的开合、空气制动、机械制动和偏航运动。这些控制输出都需要状态反馈,所以系统的输入量包括20多个模拟量,包括发电机和电网的三相电压、三相电流和发电机绕组温度、齿轮箱油温、环境温度、传动机构等旋转机构的测点温度;10个频率量,包括风轮转速、发电机转速、风速、风向,偏航正反向计数、扭缆正反向计数等;60多个开关量,包括16个按键信号、制动闸片磨损、制动闸片过热、风向标0、风向标90°、偏航顺时针传感器、偏航逆时针传感器、机舱振动传感器、偏航电动机过载、旁路接触器状态、风轮液压压力信号(风轮转速过高时出现)、机械制动液压压力高、机械制动液压压力低、外部错误信号等。

系统的控制输出主要是控制各电磁阀、接触器线圈、断路器的开合。电磁阀和接触器的开合决定发电电机的并网、变桨距和偏航电动机的动作;软并阀和软脱网控制、相位补偿的三步投切、空气制动及机械制动系统的动作等。此外,对变桨距风力发电机组还要求根据风速变化调节变桨距控制输出。