一、MW級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制特性
隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，機(jī)組容量逐步大型化，現(xiàn)代大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制技術(shù)是關(guān)鍵，其具有以下幾方面的特點(diǎn)：
1、自然界的風(fēng)力具有隨機(jī)變化的特點(diǎn)，機(jī)組需實(shí)時(shí)捕獲風(fēng)力的大小、方向信息，調(diào)整機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)，盡可能使機(jī)組在最佳效率工作狀態(tài)運(yùn)行。
2、大型風(fēng)電機(jī)組的塔架、軸承、齒輪箱、葉片等關(guān)鍵部件的載荷受力情況復(fù)雜，主控系統(tǒng)需綜合考慮機(jī)組的運(yùn)行情況，盡量減緩各類載荷對(duì)機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行的壽命影響。
3、風(fēng)電機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中需監(jiān)視電網(wǎng)、風(fēng)況、機(jī)組運(yùn)行的參數(shù)，對(duì)機(jī)組的并網(wǎng)、脫網(wǎng)進(jìn)行精確控制，確保運(yùn)行過(guò)程的安全性和可靠性。
4、風(fēng)電機(jī)組往往安裝在風(fēng)力資源豐富的沙漠、海島等場(chǎng)合，需通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，對(duì)控制產(chǎn)品的可靠性提出非常高的要求。
二、WPCS主控系統(tǒng)基本功能
主控系統(tǒng)協(xié)調(diào)變槳系統(tǒng)、變流器系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)組的發(fā)電控制，是風(fēng)機(jī)控制的核心，針對(duì)上述風(fēng)力機(jī)的特性，主控系統(tǒng)設(shè)計(jì)需實(shí)現(xiàn)以下四方面的目標(biāo)：
1、根據(jù)風(fēng)力資源、機(jī)組狀況，控制機(jī)組生產(chǎn)滿足電網(wǎng)需求的電力，盡可能減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
2、在發(fā)電過(guò)程中，需保證機(jī)組本身各傳動(dòng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，診斷相關(guān)故障信息，保證機(jī)組本身的安全運(yùn)行。
3、風(fēng)機(jī)的載荷控制，盡量減緩載荷對(duì)機(jī)組壽命的影響。
4、跟蹤最大風(fēng)力資源，盡可能使機(jī)組工作在最佳效率狀態(tài)。
MW級(jí)風(fēng)電機(jī)組的控制特性復(fù)雜，控制系統(tǒng)需仔細(xì)設(shè)計(jì)，以求在上述目標(biāo)之間平衡。
2.1 機(jī)組自動(dòng)啟?？刂?br />
主控根據(jù)風(fēng)力參數(shù)、電網(wǎng)參數(shù)以及機(jī)組各系統(tǒng)相關(guān)的運(yùn)行狀況，自動(dòng)在各過(guò)程之間切換，完成機(jī)組的發(fā)電控制，系統(tǒng)的各狀態(tài)之間切換狀態(tài)圖如下：
當(dāng)系統(tǒng)上電后，主控系統(tǒng)首先進(jìn)入“開(kāi)機(jī)”狀態(tài)，檢測(cè)各參數(shù)正常后，系統(tǒng)進(jìn)入“待機(jī)”狀態(tài)，如檢測(cè)的狀態(tài)不正常，則根據(jù)級(jí)別進(jìn)入其他各類停機(jī)狀態(tài)；
在“待機(jī)”狀態(tài)，系統(tǒng)開(kāi)始執(zhí)行機(jī)組的各單元的控制程序，如偏航系統(tǒng)、齒輪箱系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)、變流器系統(tǒng)等等，同時(shí)檢測(cè)機(jī)組自身參數(shù)、電網(wǎng)條件、風(fēng)況條件，滿足條件要求，切換至“啟動(dòng)升速”狀態(tài)；在“待機(jī)”狀態(tài)，機(jī)組可通過(guò)操作盤上的按鈕切換至“手動(dòng)”狀態(tài)，完成偏航、變槳系統(tǒng)的手動(dòng)控制。
在“啟動(dòng)升速”狀態(tài)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)不同的風(fēng)速條件選擇啟動(dòng)方式，控制變槳角度，讓風(fēng)輪開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，開(kāi)始最初的轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)控制，當(dāng)轉(zhuǎn)速滿足最低要求后，系統(tǒng)開(kāi)始啟動(dòng)變流器執(zhí)行“啟勵(lì)”、“并網(wǎng)”等控制任務(wù)，進(jìn)入“發(fā)電運(yùn)行”狀態(tài)。
隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，機(jī)組容量逐步大型化，現(xiàn)代大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制技術(shù)是關(guān)鍵，其具有以下幾方面的特點(diǎn)：
1、自然界的風(fēng)力具有隨機(jī)變化的特點(diǎn)，機(jī)組需實(shí)時(shí)捕獲風(fēng)力的大小、方向信息，調(diào)整機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)，盡可能使機(jī)組在最佳效率工作狀態(tài)運(yùn)行。
2、大型風(fēng)電機(jī)組的塔架、軸承、齒輪箱、葉片等關(guān)鍵部件的載荷受力情況復(fù)雜，主控系統(tǒng)需綜合考慮機(jī)組的運(yùn)行情況，盡量減緩各類載荷對(duì)機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行的壽命影響。
3、風(fēng)電機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中需監(jiān)視電網(wǎng)、風(fēng)況、機(jī)組運(yùn)行的參數(shù)，對(duì)機(jī)組的并網(wǎng)、脫網(wǎng)進(jìn)行精確控制，確保運(yùn)行過(guò)程的安全性和可靠性。
4、風(fēng)電機(jī)組往往安裝在風(fēng)力資源豐富的沙漠、海島等場(chǎng)合，需通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，對(duì)控制產(chǎn)品的可靠性提出非常高的要求。
二、WPCS主控系統(tǒng)基本功能
主控系統(tǒng)協(xié)調(diào)變槳系統(tǒng)、變流器系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)組的發(fā)電控制，是風(fēng)機(jī)控制的核心，針對(duì)上述風(fēng)力機(jī)的特性，主控系統(tǒng)設(shè)計(jì)需實(shí)現(xiàn)以下四方面的目標(biāo)：
1、根據(jù)風(fēng)力資源、機(jī)組狀況，控制機(jī)組生產(chǎn)滿足電網(wǎng)需求的電力，盡可能減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
2、在發(fā)電過(guò)程中，需保證機(jī)組本身各傳動(dòng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，診斷相關(guān)故障信息，保證機(jī)組本身的安全運(yùn)行。
3、風(fēng)機(jī)的載荷控制，盡量減緩載荷對(duì)機(jī)組壽命的影響。
4、跟蹤最大風(fēng)力資源，盡可能使機(jī)組工作在最佳效率狀態(tài)。
MW級(jí)風(fēng)電機(jī)組的控制特性復(fù)雜，控制系統(tǒng)需仔細(xì)設(shè)計(jì)，以求在上述目標(biāo)之間平衡。
2.1 機(jī)組自動(dòng)啟?？刂?br />
主控根據(jù)風(fēng)力參數(shù)、電網(wǎng)參數(shù)以及機(jī)組各系統(tǒng)相關(guān)的運(yùn)行狀況，自動(dòng)在各過(guò)程之間切換，完成機(jī)組的發(fā)電控制，系統(tǒng)的各狀態(tài)之間切換狀態(tài)圖如下：
當(dāng)系統(tǒng)上電后，主控系統(tǒng)首先進(jìn)入“開(kāi)機(jī)”狀態(tài)，檢測(cè)各參數(shù)正常后，系統(tǒng)進(jìn)入“待機(jī)”狀態(tài)，如檢測(cè)的狀態(tài)不正常，則根據(jù)級(jí)別進(jìn)入其他各類停機(jī)狀態(tài)；
在“待機(jī)”狀態(tài)，系統(tǒng)開(kāi)始執(zhí)行機(jī)組的各單元的控制程序，如偏航系統(tǒng)、齒輪箱系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)、變流器系統(tǒng)等等，同時(shí)檢測(cè)機(jī)組自身參數(shù)、電網(wǎng)條件、風(fēng)況條件，滿足條件要求，切換至“啟動(dòng)升速”狀態(tài)；在“待機(jī)”狀態(tài)，機(jī)組可通過(guò)操作盤上的按鈕切換至“手動(dòng)”狀態(tài)，完成偏航、變槳系統(tǒng)的手動(dòng)控制。
在“啟動(dòng)升速”狀態(tài)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)不同的風(fēng)速條件選擇啟動(dòng)方式，控制變槳角度，讓風(fēng)輪開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，開(kāi)始最初的轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)控制，當(dāng)轉(zhuǎn)速滿足最低要求后，系統(tǒng)開(kāi)始啟動(dòng)變流器執(zhí)行“啟勵(lì)”、“并網(wǎng)”等控制任務(wù)，進(jìn)入“發(fā)電運(yùn)行”狀態(tài)。
