MW风力发电机组电气控制系统.doc

目录1. 概述 32. 电气控制系统总体设计 设计依据 总体设计说明 43. 电气控制系统功能 启动 人工开机 自动开机 偏航系统 闸块释放 软启动控制器 风力机组并网 风力机组脱网 风力机组切出风速 齿轮箱润滑冷却系统 风向标、风速仪加热 并联补偿电容的投切 刹车过程 紧急安全链 维护检修功能 114. 控制系统硬件 硬件配置 电路设计 电路原理图 元器件参数 235. 控制系统软件 就地控制系统软件功能描述 逻辑流程图 276. 变桨距控制系统建模与仿真 风力机建模 风力机开环仿真 风力机组控制器设计: PI控制器设计 PI控制器仿真 神经网络控制器设计 神经网络控制器仿真 输出扭矩仿真 结论 567. 监测系统 监测项目 电参量监测 振动监测 其他参量监测 设定值列表 遥控/监视系统(硬件、软件的实现,功能描述) 风力机运行监控模块 历史数据管理模块 报表统计模块 图形显示模块 参数设置模块 远程监视系统 通讯系统 648. 保护系统 主控制器保护 紧急安全链 过速开关保护 振动保护 紧急停机按键 扭缆保护 PLC保护 24VDC失电保护 软启动保护 其他保护 电量保护 防雷保护 接地保护 电磁兼容保护 :与失速调节型风力发电机组相比,主动失速型风力发电机组具有更高的发电量;同时与失速型风力发电机组和变桨风力发电机组相比具有较低的载荷。主动失速控制器的目标是:通过对叶片桨距角的调节,提高主动失速风力发电机的发电能力,特别是在额定风速以下时对叶片桨距角的控制。同时降低载荷,使风力发电机组有更好的可利用性以及更高的安全性,减少运行成本,降低调整、维护、维修等费用,使风力发电机组在寿命期内获得更好的经济性和较高的投资安全性,提高国产化机组的竞争力。基于以上思想,我们来设计该系统。图1给出了升力曲线图,变桨距调节是利用升力曲线的上升段调节,主动失速调节是在升力曲线的上升段和下降段都进行调节。图2给出了主动失速风力发电机组的功率曲线图。标出了3个区域,区域1是风力发电机组大部分时间运行的区间,风力发电机组运行的唯一目标就是效率的最大化。此外,这个区间的载荷是有限的,对风力发电机组寿命的影响不是很大,可以通过桨距调节来优化功率。在2、3区间,影响寿命的载荷就比较重要了。由于作用在部件上的实际载荷与功率是紧密相关的,基本的载荷控制原理就是降低功率。因此,在3区,风力发电机组运行的目标是使功率维持在额定,不要超发;2区,该区处于升力曲线斜率的变化点,由于风的随机性,功率的变化比较大,为不稳定区,调整叶片桨距角让叶片深度失速,减少载荷。图1升力曲线图2功率曲线对于以上内容我们在本文第6节专门进行了系统的建模与仿真。风力发电机组的正常运行控制、状态监测、安全保护也进行了系统设计。电气控制系统总体设计设计依据设计依据《中华人民共和国电力行业标准》DL/T666-1999之《风力发电场运行规程》,1999年8月2日由中华人民共和国国家经济贸易委员会发布。设计依据《中华人民共和国机械行业标准》之《风力发电机组设计要求》,《国家机械工业局》预发布。设计依据《中华人民共和国机械行业标准》之《风力发电机组防雷保护》,《国家机械工业局》预发布。总体设计说明风力发电机组电控系统设计具有正常运行控制、运行状态监测和安全保护三方面的功能。正常的运行控制包括机组自动启动,功率自动调节、发电机软并网,发电机除湿加热,机舱自动跟踪风向,液压系统自动启停,齿轮油加温,齿轮箱散热器启停,自动解缆,电容补偿自动分组投切以及逆功率自动停机。控制器配有授权参数设置功能,可修改各种极限值和参数。就地控制系统监测叶片角度,电网的电压、频率,发电机输出电流、有功功率、无功功率、功率因数,实时风速,实时风向,风