1.定桨距风力机的控制系统
由于定桨距风力机结构简单、控制信号少,因此控制系统也较简单,且多采用集中控制的方式。定桨距风力机的控制系统安装在风力机塔架底部,机舱内各种传感器的信号通过电缆传输到控制器进行处理,电网信号的采集及并网处理也由此控制器处理。
2.变桨距风力机的控制系统
由于变桨距风力机结构复杂、控制信号多,因此控制系统也较复杂,且多采用分散控制方式,一般分机舱控制器和底部控制器。机舱内的信号在机舱控制器内处理,电网信号采集及并网等信号在底部控制器处理。两个控制器之间通过电缆或光纤通信,减少了信号的传输损失。由于信号电缆数量较少,不仅减少了安装调试的工作量,同时故障点也较少。随着兆瓦级机组的发展,变桨距风力机控制器也从机舱控制器独立出来,安装在轮毂内,形成轮毂、机舱、底部三个控制器分装的结构。
3.控制系统的功能
(1)自启动并网控制 当风速(10min平均值)超过起动风速,风力机检测过程中没有发现故障状态,就进入了自由旋转状态。定桨距机组机械制动松开,叶尖挠流器复位,变桨距机组调整叶片安装角为45°,风轮在风力的作用下开始起动旋转。当发电机转速接近同步转速时,通过晶闸管软并网或通过变频器将发电机并入电网,进入运行发电状态。
(2)小风和逆功率脱网 当10min平均风速小于脱网风速或发电机吸收电网功率到一定数值后,发电机脱网,且处于自由旋转状态。如果风速再次上升,发电机转速升高到同步转速,再次并网运行。(www.daowen.com)
(3)自动对风控制 当10min平均风速超过自动对风风速,风力发电机组开始自动对风,以便尽快地跟踪风向的变化,进入起动状态。当10min平均风速继续升高达到起动风速后,进入自起动状态。风力发电机组总是根据风向仪的信号选择,并沿就近的方向对风。当风向仪检测到机舱偏离主风向超过一定角度后,便进行重新对风,以保证风轮最大限度地捕捉风能。
(4)功率调节 当风速超过额定风速后,变桨距风力发电机组通过调节叶片的安装角,保证机组输出功率在额定范围内。
(5)脱网停机控制 风力发电机组脱网停机控制,一般可分为三种情况:大风脱网停机控制、常规故障脱网停机控制和紧急故障脱网停机控制。
1)大风脱网停机控制。当风速(10min平均值)超过停机风速后,风力发电机组脱网停机。待风速下降到重新起动风速后,风力发电机组又重新起动并网运行。
2)常规故障脱网停机控制。机组运行时发生状态异常等常规故障后,风力发电机组进入停机状态。如采用可以自动复位的故障,运行参数恢复正常后机组会自启动,重新并网运行。如采用不可自动复位的故障,则需要运行人员通过远程操作复位、就地操作复位处理后重新启动并网进入运行状态。
3)紧急故障脱网停机控制。当风力发电机组发生紧急故障,如飞车、超速、振动等故障时,风力发电机组进入紧急停机状态。主、辅制动器同时动作,机组以最短的时间制动停机。这种情况必须通过人工复位才能重新启动。
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