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1、风电场风力发电机组运行规程控制系统运行规程（范本） 控制系统运行规程第一节 概述1 概述1.1 风机主控系统使用XX公司的XX主控系统。1.2 计算机控制系统位于机舱内的主控制柜中。它通过光纤数据电缆与塔筒底部的变频器开关柜相连接。计算机控制系统处理所有输入信号并根据这些信号使风力发电机处于最佳运行状态。1.3 所有有关风力发电机运行的重要信息均显示在计算机控制面板上，可读出风速、转速和错误信息等参数。1.4 拥有完备的接地保护（工作接地、保护接地、防雷接地、防静电接地屏蔽接地）功能。1.5 三个独立的超速检测模块分别对不同的转速测量点进行监控，配合控制器内部速度检测，实现多重超速保护。1.6
2、 系统设计分别采取逻辑、电气、机械互锁及各自独立的保护策略，确保机组运行的安全。1.7 XX控制系统的主要功能1.7.1 根据现场风速自动进入启动状态或从电网切出；1.7.2 根据功率、转速、风速自动进行转速和功率控制，实现最优化的功率输出；1.7.3 自动偏航跟踪风向，电缆扭曲到设定值后，根据风况智能解缆；1.7.4 能够便捷的维护风机的各个执行机构或设备，修改机组运行参数；1.7.5 根据不同的等级的报警事件执行不同的停机策略，降低风机损耗；1.7.6 当风机运行过程中，能对电网、风况和机组的运行状况等进行监测和记录并为风场管理提供原始数据，生成各种图表，以反映风力发电机组的各项性能；1.
3、7.7 对出现的异常情况能够自行判断并采取相应的保护措施，故障记录支持；1.7.8 支持多种工业通讯标准及互联网技术，可以实现风机系统的远程监控。1.8 通信装置通信装置安装在塔筒底部的变频器开关柜内，此装置通过一根电话线，利用在中心控制室的可编程控制器（PC）通过远程数据查询检索风力发电机的数据。如有相配的软件，可在遥控站查看同样的数据并且像在风力发电机控制面板上一样执行同样的功能。1.9 叶片变桨控制1.9.1 叶片变桨控制系统。它与计算机控制系统保持通讯联络。此系统的通信线和电力线经滑环排线通过齿轮箱到轮毂去。1.9.2 叶片变桨控制作为主要刹车系统用来限制风机的功率和转速。它基于三个相
4、互独立的驱动器，每只叶片有一个驱动器，它们都是电气同步。在正常运行中，直流电机由可控硅输出驱动(整流器)。一个同步控制器驱动可控硅输出。叶片角度的给定值由外部的计算机主控系统给定。1.9.3 在电源故障以及一些风机停机程序下，驱动动力直接来自于备用电源，旁路同步控制器。在这种情况下，驱动器在最大速度下运行并使风轮叶片调整转至顺桨位置。1.9.4 安全刹车（转子刹车），只有在变桨调节系统失效或触发安全电路时，机械风轮刹车才能启动以协助刹车。 1.10 转速检测点包括偏航、低速轴、高速轴和发电机：1.10.1 偏航测点由两个探头进行偏航计数，通过四种状态判断偏航方向。1.10.2 低速轴测点由两个
5、探头进行主轴计数，通过四种状态判断主轴旋转方向。1.10.3 高速轴测点由一个探头进行高速轴计数。1.10.4 发电机测点由一个探头进行发电机计数。1.11 超速两级保护功能1.11.1 一级保护：内部安全保护通过软件实现，监测转速超过设定转速，实现内部安全动作控制。 1.11.2 二级保护：低速轴、高速轴和发电机组成了驱动链上的检测体系，检测点连接到主控系统内部的超速开关，通过设定的频率进行监测。一旦监测频率大于超速开关的设定频率，超速开关就会动作，主控根据这一动作实行安全保护。1.12 自监控风力发电机的每一个控制系统都包括自监控。不正确的运行状况和故障均向计算机控制系统报告，利用预定的程
6、序对这些信息做出反应，以免发生危险情况。1.13 安全链是将重要电气设备串行连接起来的链路，当串联点上面任何一个保护装置动作都会引起安全链断开，直接导致风机高等级停车。1.13.1 安全链监测点：塔基急停、机舱急停（包括移动盒上的急停按钮）、叶片维护开关、电缆顺时针和逆时针极限开关、塔筒震动开关、主轴速度开关、高速轴速度开关、晃动开关、内部安全链1.13.2 安全电路断开后，一个自锁继电器脱落，风机立即停机。此继电器必须手动复位。在安全电路复位前，引起安全电路触发的条件必须得到修正。1.13.3 如果继电器因为电网断电（电力公司断路）而脱落，它可以通过控制系统脉冲继电器自动复位。1.14 叶片
7、维护开关安装在机舱主控制柜内，当叶片维护开关被激活（开关指向为1），安全链断开，转子刹车抱闸，这时叶片将不受主控控制，由LB自行控制。1.15 内部安全链由内部程序判定，除监视上诉安全链硬接线串联点外还有瞬时功率高（当功率大于XXKw），处理器内部故障，快速停机超时（当命令被触发后XXs低速轴转速XXrpm,高速轴转速XXrpm）。1.16 权限1.16.1 机舱权限塔基权限风场控制端权限；高等级登陆权限与低等级登陆权限的差别在于低等级权限的用户只能对部分功能进行操作和查看或者只能进行查看。而高等级权限的用户（专业用户）可以根据实际情况对风机的相关参数进行修改。1.17 生产运行计算机控制系统
8、根据规定的优化能量产出的扭矩-速度特性曲线控制风机运行。在额定功率以上，计算机控制系统转换到接近恒定扭矩。1.17.1 部分载荷区在部分载荷范围内，风机利用风轮的最佳空气动力学，以恒定叶片角度（0变桨角度）和变速方式运行。输出功率由扭矩速度曲线预先规定并且仅取决于主风速以及由此引起的旋转速度。根据叶片供应商的规定，风机在低风速（XX m/s ）时以1叶片桨矩角度运行。额定载荷区1.17.2 在额定载荷范围内，风机在恒定额定扭矩下运行。不管风速的变化，通过调整叶片桨矩使旋转速度被调节在一个固定值。能量过剩时，风轮系统充当短期缓冲器直到风轮速度或风轮扭矩再次达到规定值。在此范围内，功率通过叶片桨矩
9、调节。 15第二节 设备规范2 设备规范2.1 控制器配置见表1表1：控制器配置模块模块名称功能2.2 测试及流程2.2.1 风机正常启动条件和过程2.2.1.1 检查当前的刹车状态，在正常范围内，由主控系统开出旁路极限开关信号，三支桨叶以XX/s的速度减小到XX，极限开关被脱开后，开始进入等风状态；2.2.1.2 当前风速启动风速（XXm/s）；2.2.1.3 开始等风计时（XX分钟）；2.2.1.4 风向在启动偏航范围内，否则先自动对准风向；2.2.1.5 齿轮箱油温加热齿轮油温度；2.2.1.6 变频器正常。2.2.1.7 如果上一次是高级别的刹车状态导致停机，则需要进行自检，以检查机组
10、是否处于正常状态。 2.2.2 刹车测试1：2.2.2.1 机械刹车2被激活，延时XXs，同时监测到发电机转速为XXrpm；2.2.2.2 激活机械刹车1，叶片以XX/s的速度变桨到XX；2.2.2.3 延时XXs钟，监测发电机转速是否为0rpm，如果是，进入下一测试阶段，如果不为XXrpm，状态报警：刹车打滑 2.2.3 刹车测试2：2.2.3.1 叶片以XX/s的速度变桨到XX；2.2.3.2 延时XXs钟，监测发电机转速是否为0rpm，如果是，进入下一阶段测试，如果不是，状态报警：刹车打滑。2.2.4 打开刹车：2.2.4.1 打开刹车1和刹车2；2.2.4.2 判断上次激活的刹车等级，
11、如果是高级别的刹车状态，进入下一步的测试，否则，进入正常启机流程。2.2.5 风速测试 当桨角在XX时，延时XXs后判断高速轴转速，如果高速轴转速XXrpm，状态报警：测试风速转速高，如果高速轴转速XXrpm，判断控制器是否断电XXh或者上次出现高等级刹车级别，如果是，进行电池测试，并显示状态报警。如果不是，进入正常的启机流程。 2.2.6 风机启动流程一旦风机处于正常状态，且条件满足正常启动条件，进入启动流程。2.2.6.1 主控开始调节三支桨叶，以一定的速度将其调节到XX，使风轮得到一定转矩开始转动。在这个过程当中转速开始提升；2.2.6.2 当桨角由XX向XX方向变动时，变桨的控制受其转
12、子转速和风速量进行控制。2.2.7 增速策略2.2.7.1 转速从XXrpm-XXrpm阶段为阶段1增速目标在此期间主控会要求变桨距系统以XXrpm/s的增速使转子转速迅速提升至XX转附近。值得注意的是，在此期间，转子转速会迅速的通过共振区，如果说转子转速在共振转速的时间超时（XXs），那么主控会要求机组停机，长时间运行在共振区可能导致机组受损。2.2.7.2 转速从XXrpm-XXrpm阶段为阶段2增速目标在此期间主控会要求变桨距系统以XXrpm/s的增速使转子转速缓慢的靠近XX附近。2.2.7.3 发电机转速稳定在“阶段2增速目标”以上，开始切入变频器。变频器会反馈给主控“变频器在运行范围
13、内”的信号，此时主控会下达命令，请求“开始励磁”，如果在切入变频器的时候，转速超过切入变频器速度增量XXrpm，那么会出现切入转速超范围的报警。2.2.7.4 切入变频器成功，变频器返回“变频器准备并网”，一旦并网成功，变频器将返回“变频器电网连接”，否则XXs没有切入变频器将会出现变频器并网超时报警。2.2.7.5 在与发电机转速保持同步之后，变频系统开始按照主控设定给定力矩，随着转速的提升，给定力矩不断增加。此时，桨角向最小桨角靠近，当转子速度达到额定转速后，切换到自动控制模式，使转子速度稳定在额定转速附近。2.2.8 正常停机1流程2.2.8.1 正常停机命令触发之后，三支桨叶以XX/s的速度开始顺桨到“正常停机1桨距角” XX；2.2.8.2 同时，当发电机转速“正常停机1桨距角”-“变桨位置到达范围”；2.2.8.4.2 低速轴转速XX；2.2.8.4.3 高速轴转速XXrpm；2.2.8.4.4 刹车时间XXs，整个过程当中要判断是否停机超时和实时监测顺桨速度。2.2.9 正常停机2流程2.2.9.1 正常停机命令触发之后，三支桨叶以XX/s的速度开始顺桨到XX；2.2.9.2 同时，当发电机转速XX；2.2.9.5.2 低速轴转速XXrpm；2.2.9.5.3 高速轴转速XXrpm。2.2.10 手动停机流程2.2.10.1 三桨以5/s的速度返回到XX
