风力发电机组控制技术课件

《风力发电机组控制技术课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《风力发电机组控制技术课件（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、LOGO风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术 主讲主讲 赵丽君赵丽君 电话电话 风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术参考书参考书n风力风力发电机组的控制技术发电机组的控制技术（第（第2版）版） 叶杭冶，机械工业出版社叶杭冶，机械工业出版社n风力发电风力发电 尹炼，中国电力出版社尹炼，中国电力出版社n风能与风力发电技术风能与风力发电技术 刘万琨，化学工业出版社刘万琨，化学工业出版社n风能技术风能技术 武鑫（译），科学出版社武鑫（译），科学出版社风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术2.1 定桨距风力机的特点定桨距风力机的特点 节距角的改变对功率的影响如下图，它主要改变了叶片对节距角的改

2、变对功率的影响如下图，它主要改变了叶片对气流的失速点，这是随空气密度调整节距角的依据。气流的失速点，这是随空气密度调整节距角的依据。 在低风速区，不同的节距角所对应的功率曲线几乎是在低风速区，不同的节距角所对应的功率曲线几乎是重合的；在高风速区，节距角的变化，对其最大输出功率重合的；在高风速区，节距角的变化，对其最大输出功率的影响是十分明显的。的影响是十分明显的。 风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术由于机组的叶片节距角和转速都是固定不变的，使机组功率曲由于机组的叶片节距角和转速都是固定不变的，使机组功率曲线上只有一点有最大功率系数。线上只有一点有最大功率系数。0 2 4 6 8 10 1

3、2 14 16 1810008006004002000.10.20.30.40.5功率输出功率输出/kW风速风速/(m/s)功率功率/kW2.1 定桨距风力机的特点定桨距风力机的特点六、节距角与额定转速的设定对功率输出的影响六、节距角与额定转速的设定对功率输出的影响设计的最大功率系数并不设计的最大功率系数并不出现在额定功率上，因风力出现在额定功率上，因风力发电机并不经常工作在额定发电机并不经常工作在额定风速点。风速点。额定转速低的机组，低风速下有较高的功率系数；额定转速高额定转速低的机组，低风速下有较高的功率系数；额定转速高的机组，高风速下有较高的功率系数。即为双速电机依据。的机组，高风速下有

4、较高的功率系数。即为双速电机依据。定桨距风力发电机应尽量定桨距风力发电机应尽量提高低风速的功率系数和考提高低风速的功率系数和考虑高风速的失速性能。虑高风速的失速性能。风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术2.2 机组的基本运行过程机组的基本运行过程v叶尖阻尼板已收回；叶尖阻尼板已收回；一、待机状态一、待机状态 风速风速v3m/s但没达到切入转速或机组从小功率切出，没但没达到切入转速或机组从小功率切出，没有并网的自由转动状态。有并网的自由转动状态。v控制系统做好切入电网的准备；控制系统做好切入电网的准备；v机械刹车已松开；机械刹车已松开；v液压系统压力保持在设定值；液压系统压力保持在设定值；v

5、风轮处于迎风状态；风轮处于迎风状态；v风况、电网和机组的所有状态参数检测正常，一旦风速增大，风况、电网和机组的所有状态参数检测正常，一旦风速增大，转速升高，即可并网。转速升高，即可并网。风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术2.2 机组的基本运行过程机组的基本运行过程机组在自然风作用下升速、并网的过程。需具备的条件为：机组在自然风作用下升速、并网的过程。需具备的条件为：二、风力发电机组的自启动及启动条件二、风力发电机组的自启动及启动条件v电网：连续电网：连续10分钟没有出现过电压、低电压；分钟没有出现过电压、低电压； 0.1秒内电压跌落小于设定值；秒内电压跌落小于设定值； 电网频率在设定范围

6、内；电网频率在设定范围内； 没有出现三相不平衡等现象。没有出现三相不平衡等现象。v机组：发电机温度、增速器油温在设定值范围以内；机组：发电机温度、增速器油温在设定值范围以内； 液压系统各部位压力在设定值以内；液压系统各部位压力在设定值以内； 液压油位和齿轮润滑油位正常；液压油位和齿轮润滑油位正常； 制动器摩擦片正常；制动器摩擦片正常； 扭缆开关复位；扭缆开关复位； 控制系统控制系统DC24V、AC24V、DC5V、DC15V电源正常；电源正常； 非正常停机故障显示均已排除；非正常停机故障显示均已排除； 维护开关在运行位置。维护开关在运行位置。v风况：连续风况：连续10分钟风速在机组运行范围内分

7、钟风速在机组运行范围内(3.0m/s25m/s)。风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术2.2 机组的基本运行过程机组的基本运行过程三、风轮对风三、风轮对风 偏航角度通过风向测定仪测定。偏航角度通过风向测定仪测定。10分钟分钟调整一次，调整调整一次，调整中释放偏航刹车。中释放偏航刹车。 启动条件满足后，控制叶尖扰流器的电磁阀打开，压力油启动条件满足后，控制叶尖扰流器的电磁阀打开，压力油进入叶片液压缸，扰流器被收回与叶片主体进入叶片液压缸，扰流器被收回与叶片主体合为一体合为一体。四、制动解除四、制动解除 控制器收到扰流器回收信号后，压力油进入机械盘式制控制器收到扰流器回收信号后，压力油进入机械

8、盘式制动器液压缸，松开盘式制动器。动器液压缸，松开盘式制动器。风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术2.2 机组的基本运行过程机组的基本运行过程五、风力发电机组的并网五、风力发电机组的并网1. 大小大小发电机的机的软并网程序并网程序 v发电机转速已达到预置的切入点，该点的设定应低于发电发电机转速已达到预置的切入点，该点的设定应低于发电机同步转速。机同步转速。v连接在接在发电机与机与电网之网之间的开关元件晶的开关元件晶闸管被触管被触发导通通。v当当发电机达到同步机达到同步转速速时，晶，晶闸管管导通角完全打开，通角完全打开，转速速超超过同步同步转速速进入入

9、发电状状态。 v进入入发电状状态后，晶后，晶闸管管导通角通角继续完全完全导通通 。 风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术2.2 机组的基本运行过程机组的基本运行过程五、风力发电机组的并网五、风力发电机组的并网2. 从小发电机向大发电机的切换从小发电机向大发电机的切换 v小小发电机向大机向大发电机切机切换的控制，一般以平均功率或瞬的控制，一般以平均功率或瞬时功率参数功率参数为预置切置切换点。点。 小发电机功率曲线小发电机功率曲线大发电机功率曲线大发电机功率曲线切换点切换点P1P2风速风速功率功率v首先断开小首先断开小发电机接机接触器，再断开旁路接触触器，再断开旁路接触器。此器。此时，发电机脱

10、网，机脱网，风力将力将带动发电机机转速速迅速上升，在到达同步迅速上升，在到达同步转速速1500r/min附近时，附近时，再次执行大发电机的软再次执行大发电机的软并网程序。并网程序。 小小发电机向大机向大发电机的切机的切换风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术2.2 机组的基本运行过程机组的基本运行过程五、风力发电机组的并网五、风力发电机组的并网3. 大发电机向小发电机的切换大发电机向小发电机的切换 小发电机功率曲线小发电机功率曲线大发电机功率曲线大发电机功率曲线切换点切换点P1P2风速风速功率功率v首先断开大首先断开大发电机接触器，再断开旁路接触器。由于机接触器，再断开旁路接触器。由于发电机

11、在此之前仍机在此之前仍处于出力状于出力状态，转速在速在1500r/min以上，脱网后以上，脱网后转速将速将进一步上升。一步上升。v迅速投入小迅速投入小发电机机接触器，接触器，执行行软并网，并网，由由电网网负荷将荷将发电机机转速拖到小速拖到小发电机机额定定转速附近。只要速附近。只要转速不超速不超过超速保超速保护的的设定定值，就允，就允许执行行小小发电机机软并网。并网。 风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术2.3 机组的基本控制要求机组的基本控制要求一、控制系统的基本功能一、控制系统的基本功能根据风速信号自动进行启动、根据风速信号自动进行启动、并网并网或从电网切出。或从电网切出。根据风向信号根

12、据风向信号自动对风自动对风。根据功率因数及输出电功率大小自动进行根据功率因数及输出电功率大小自动进行电容切换补偿电容切换补偿。脱网时保证机组脱网时保证机组安全停机安全停机。运行中对电网、风况和机组状态进行监测、分析与记录，运行中对电网、风况和机组状态进行监测、分析与记录，异常异常情况判断及处理。情况判断及处理。风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术2.3 机组的基本控制要求机组的基本控制要求二、主要监测参数及作用二、主要监测参数及作用电力电力参数参数电网三相电压、发电机输出的三相电流、电网频率、发电网三相电压、发电机输出的三相电流、电网频率、发电机功率因数等。电机功率因数等。风力风力参数参数

13、v风速：每秒采集一次，风速：每秒采集一次，10分钟计算一次平均值。分钟计算一次平均值。 v3m/s时发电机，时发电机， v25m/s停机。停机。v风向：测量风向与机舱中心线的偏差，一般采用两个风向：测量风向与机舱中心线的偏差，一般采用两个 风向标进行补偿。风向标进行补偿。v控制偏航系统工作，风速低于控制偏航系统工作，风速低于3m/s偏航系统不会工作。偏航系统不会工作。判断并网条件、计算电功率和发电量、无功补偿、电压判断并网条件、计算电功率和发电量、无功补偿、电压和电流故障保护。和电流故障保护。发电机功率与风速有着固定的函数关系，两者不符可作发电机功率与风速有着固定的函数关系，两者不符可作为机组

14、故障判断的依据。为机组故障判断的依据。风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术2.3 机组的基本控制要求机组的基本控制要求机组机组参数参数转速：转速：机组有发电机转速和风轮转速两个测点。机组有发电机转速和风轮转速两个测点。 控制发电机并网和脱网、超速保护。控制发电机并网和脱网、超速保护。温度：温度：增速器油温、高速轴承温度、发电机温度、前增速器油温、高速轴承温度、发电机温度、前后主轴承温度、晶闸管温度、环境温度。后主轴承温度、晶闸管温度、环境温度。振动：振动：机舱振动探测。机舱振动探测。电缆扭转：电缆扭转：安装有从初始位置开始的齿轮记数传感器。安装有从初始位置开始的齿轮记数传感器。 用于停机解

15、缆操作，位置行程开关停机保护。用于停机解缆操作，位置行程开关停机保护。油位：油位：润滑油和液压系统油位。润滑油和液压系统油位。刹车盘磨损。刹车盘磨损。各种反馈信号的检测各种反馈信号的检测控制器在发出指令后的设定时间内应收到的反馈信号包括回收叶控制器在发出指令后的设定时间内应收到的反馈信号包括回收叶尖扰流器、松开机械刹车、松开偏航制动器、发电机脱网转速降尖扰流器、松开机械刹车、松开偏航制动器、发电机脱网转速降落。落。否则故障停机。否则故障停机。风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术2.3 机组的基本控制要求机组的基本控制要求增速器增速器油温的油温的控制控制增速器箱内由增速器箱内由PT-100热

16、电阻温度传感器测温；热电阻温度传感器测温；加热器保证润滑油温不低于加热器保证润滑油温不低于10；润滑油泵始终对齿轮和轴承强制喷射润滑；润滑油泵始终对齿轮和轴承强制喷射润滑；油温高于油温高于60时冷却系统启动，低于时冷却系统启动，低于45时停止冷却。时停止冷却。发电机温升控制发电机温升控制 通过冷却系统控制发电机温度，如温度控制在通过冷却系统控制发电机温度，如温度控制在130140，到到150155停机。停机。风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术风速高于风速高于25 m/s持续持续10min或高于或高于33m/s持续持续2s正常停机，风速正常停机，风速高于高于50m/s持续持续1s安全停机，

17、侧风安全停机，侧风90。2.3 机组的基本控制要求机组的基本控制要求功率过高或过低的处理功率过高或过低的处理 风速较低时发电机如持续出现逆功率（一般风速较低时发电机如持续出现逆功率（一般3060 s），），退出电网，进入待机状态。功率过高，可能为电网频率波退出电网，进入待机状态。功率过高，可能为电网频率波动（瞬间下降），机械惯量不能使转速迅速下降，转差过动（瞬间下降），机械惯量不能使转速迅速下降，转差过大造成。也可能是气候变化，空气密度增加造成。当持续大造成。也可能是气候变化，空气密度增加造成。当持续10min大于额定功率大于额定功率15%或或2s大于大于50%应停机。应停机。风力发电机组退出

18、电网风力发电机组退出电网风速过大会使叶片严重失速造成过早损坏。风速过大会使叶片严重失速造成过早损坏。风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术运行运行暂停暂停停机停机急停急停2.3 机组的基本控制要求机组的基本控制要求工作状态之间转变工作状态之间转变急停急停停机：停机：停机条件满足，关闭急停电路、建立停机条件满足，关闭急停电路、建立液压工作压力。液压工作压力。停机停机暂停：暂停：暂停条件满足，启动偏航系统暂停条件满足，启动偏航系统（接通变桨距压力）（接通变桨距压力）暂停暂停运行：运行：运行条件满足，核对上风向、叶尖运行条件满足，核对上风向、叶尖阻尼板收回（或变桨距系统投入）、阻尼板收回（或变桨距

19、系统投入）、根据转速控制并网。根据转速控制并网。急停：急停：主要控制有打开紧急电路、置所有信号无效、机械刹车作主要控制有打开紧急电路、置所有信号无效、机械刹车作用、逻辑电路复位。用、逻辑电路复位。暂停暂停停机：停机：停止自动调向、打开气动刹车（或变距系统失压）停止自动调向、打开气动刹车（或变距系统失压）运行运行停机：停机：脱网、打开气动刹车（或变距系统失压脱网、打开气动刹车（或变距系统失压）暂停：暂停：功率调节到功率调节到0后通过晶闸管切出发电机、降后通过晶闸管切出发电机、降低风轮转速到低风轮转速到0。风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术2.3 机组的基本控制要求机组的基本控制要求故障处理

20、：故障处理： 故障发生时意味着从较高状态转换到较低状态。故障发生时意味着从较高状态转换到较低状态。（1）故障检测：扫描传感器及信号，判断可降低状态的信号。故障检测：扫描传感器及信号，判断可降低状态的信号。（2）故障记录：故障存储与报警。故障记录：故障存储与报警。（3）故障反应：选择降为三种停机状态中的一种。故障反应：选择降为三种停机状态中的一种。（4）重新启动：一般故障可能自动复位或操作人员远程手动重新启动：一般故障可能自动复位或操作人员远程手动复位，重新启动。复位，重新启动。 致命故障必须由人员到现场检查处理，就地复位。致命故障必须由人员到现场检查处理，就地复位。风力发电机组控制技术风力发电

21、机组控制技术2.3 机组的基本控制要求机组的基本控制要求四、控制系统的安全运行四、控制系统的安全运行 1.控制系统安全运行的必备条件控制系统安全运行的必备条件 2）风力发电机组安全链系统硬件运行正常风力发电机组安全链系统硬件运行正常 。3）偏航系统处于正常状态，风速仪和风向标处于正常运行的状态偏航系统处于正常状态，风速仪和风向标处于正常运行的状态。4）制动和控制系统液压装置的油压、油温和油位在规定范围内制动和控制系统液压装置的油压、油温和油位在规定范围内。1）风力发电机组开关出线侧相序必须与并网电网相序一致，电风力发电机组开关出线侧相序必须与并网电网相序一致，电压标称值相等，三相电压平衡。压标

22、称值相等，三相电压平衡。 5）齿轮箱油位和油温在正常范箱油位和油温在正常范围。6）各各项保保护装置均在正常位置，且保装置均在正常位置，且保护值均与批准均与批准设定定值相符相符。7）各控制各控制电源源处于接通位置于接通位置。8）监控系控系统显示正常运行状示正常运行状态。9）在寒冷和潮湿地区，停止运行一个月以上的在寒冷和潮湿地区，停止运行一个月以上的风力力发电机机组再投再投入运行前入运行前应检查绝缘，合格后才允，合格后才允许起起动。风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术2.3 机组的基本控制要求机组的基本控制要求四、控制系统的安全运行四、控制系统的安全运行 2.风力力发电机机组工作参数的安全运行

23、范工作参数的安全运行范围 2）转速：转速：风轮转速通常低于速通常低于40r/min，发电机的最高机的最高转速不超速不超过额定定转速的速的30%。3）功率：功率：只在额定风速以上作限制最大功率的控制，通常运行安只在额定风速以上作限制最大功率的控制，通常运行安全最大功率不允许超过设计值的全最大功率不允许超过设计值的20%。 4）温度：温度：通常控制器环境温度应为通常控制器环境温度应为030，齿轮箱油温小于，齿轮箱油温小于120，发电机温度小于，发电机温度小于150，传动等环节温度小于，传动等环节温度小于70。 1）风速：风速：风速在速在325m/s为为规定工作范定工作范围。 5）电压：电压：发电电

24、压允允许的范的范围在在设计值的的10%。6）频率：频率：机机组的的发电频率率应限制在限制在50Hz1Hz。7）压力：压力：机机组的的许多多执行机构由液行机构由液压执行机构完成行机构完成，通常低于通常低于100Mpa。风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术2.4 定桨距风力机的制动与保护系统定桨距风力机的制动与保护系统正常停机制动过程正常停机制动过程：电磁阀失电释放叶尖扰流器、发电机降至同步转速时主接触器动作与电网解列、转速低于设定值时第一部刹车投入、如转速继续上升第二部刹车立即投入、停机后叶尖扰流器收回。安全停机制动过程：安全停机制动过程：叶尖扰流器释放同时投入第一部刹车、发电机降至同步转速

25、时主接触器跳闸同时第二部刹车立即投入、叶尖扰流器不收回。紧急停机制动过程紧急停机制动过程：所有继电器断电、接触器失电；叶尖扰流器和两部机械刹车同时起作用；发电机同时与电网解列。一、定桨距风力发电机组的制动系统一、定桨距风力发电机组的制动系统叶尖气动刹车：叶尖气动刹车： 液压系统提供的压力由经旋转接头进入叶片根部的压力缸，液压系统提供的压力由经旋转接头进入叶片根部的压力缸，压缩扰流器机构中的弹簧，使叶尖扰流器与叶片主体平滑连为压缩扰流器机构中的弹簧，使叶尖扰流器与叶片主体平滑连为一体。当风力机停机时，液压系统释放压力油，叶尖扰流器在一体。当风力机停机时，液压系统释放压力油，叶尖扰流器在离心力作用

26、下，按设计轨迹转过离心力作用下，按设计轨迹转过80 90。机械盘式刹车：机械盘式刹车： 作为辅助刹车装置被安装在高速轴作为辅助刹车装置被安装在高速轴上，液压驱动。因风力机转矩很大，作上，液压驱动。因风力机转矩很大，作为主刹车将会使刹车盘直径很大，改变为主刹车将会使刹车盘直径很大，改变了机组结构。大型风机一般有两部机械了机组结构。大型风机一般有两部机械刹车。刹车。 制动系统按制动系统按失效保护原则失效保护原则设计，一旦设计，一旦失电或液压系统失效即处于制动状态。失电或液压系统失效即处于制动状态。风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术2.4 定桨距风力机的制动与保护系统定桨距风力机的制动与保护系

27、统 所有继电器断电、接触器失电；叶尖扰流器和两部机械所有继电器断电、接触器失电；叶尖扰流器和两部机械刹车同时起作用；发电机同时与电网解列。刹车同时起作用；发电机同时与电网解列。正常停机制动过程：正常停机制动过程： 电磁阀失电释放叶尖扰流器、发电机降至同步转速时主接电磁阀失电释放叶尖扰流器、发电机降至同步转速时主接触器动作与电网解列、转速低于设定值时第一部刹车投入、如触器动作与电网解列、转速低于设定值时第一部刹车投入、如转速继续上升第二部刹车立即投入、停机后叶尖扰流器收回。转速继续上升第二部刹车立即投入、停机后叶尖扰流器收回。安全停机制动过程：安全停机制动过程： 叶尖扰流器释放同时投入第一部刹车

28、、发电机降至同叶尖扰流器释放同时投入第一部刹车、发电机降至同步转速时主接触器跳闸同时第二部刹车立即投入、叶尖扰步转速时主接触器跳闸同时第二部刹车立即投入、叶尖扰流器不收回。流器不收回。紧急停机制动过程：紧急停机制动过程：风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术2.4 定桨距风力机的制动与保护系统定桨距风力机的制动与保护系统1、安全保护、安全保护 安全保护系统分三层结构：安全保护系统分三层结构：计计算机系统算机系统(控制器控制器)，独立于控制器的，独立于控制器的紧急停机链和个体硬件保护措施紧急停机链和个体硬件保护措施。二、定桨距风力发电机组的保护系统二、定桨距风力发电机组的保护系统 微机保护涉及

29、到风力机组整机微机保护涉及到风力机组整机及零部件的各个方面；紧急停机链及零部件的各个方面；紧急停机链保护用于整机严重故障及人为需要保护用于整机严重故障及人为需要时；个体硬件保护则主要用于发电时；个体硬件保护则主要用于发电机和各电气负载的保护。机和各电气负载的保护。 风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术2.4 定桨距风力机的制动与保护系统定桨距风力机的制动与保护系统1）雷击保护雷击保护 雷击保护的原理是使机组所有雷击保护的原理是使机组所有部件保持电位平衡，并提供便捷的部件保持电位平衡，并提供便捷的接地通道以释放雷电，避免高能雷接地通道以释放雷电，避免高能雷电的积累。一般使用避雷器或防雷电的积

30、累。一般使用避雷器或防雷组件吸收雷电波。组件吸收雷电波。 二、定桨距风力发电机组的保护系统二、定桨距风力发电机组的保护系统机机舱的保的保护 叶片的保叶片的保护 钢结构的机舱底座，为舱内机械钢结构的机舱底座，为舱内机械提供了基本的接地保护。提供了基本的接地保护。 叶尖上安装雷叶尖上安装雷电接收器接收器。 控制系控制系统的保的保护 过压保护器。过压保护器。 风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术2.4 定桨距风力机的制动与保护系统定桨距风力机的制动与保护系统2）运行安全保护）运行安全保护 二、定桨距风力发电机组的保护系统二、定桨距风力发电机组的保护系统大大风安全保安全保护 参数越限保参数越限保护

31、 风速达到风速达到25m/s(10min)即为停机风即为停机风速，机组必须按照程序安全停机。速，机组必须按照程序安全停机。 当数据达到限定值时，控制系统根当数据达到限定值时，控制系统根据设定好的程序进行自动处理。据设定好的程序进行自动处理。过压过流保流保护 采用隔离、限压、高压瞬态吸收元采用隔离、限压、高压瞬态吸收元件、过流保护器。件、过流保护器。 震震动保保护机组应设有三级震动频率保护。机组应设有三级震动频率保护。 开机关机保开机关机保护 风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术2.4 定桨距风力机的制动与保护系统定桨距风力机的制动与保护系统3 3）紧急停机安全急停机安全链保保护 二、定桨距

32、风力发电机组的保护系统二、定桨距风力发电机组的保护系统 系统的系统的紧急急安全链是独立于计算机系统安全链是独立于计算机系统的硬件保护措施，也的硬件保护措施，也是是计算机系算机系统的最后的最后一一级保保护措施，措施，即使控制系统发生异常，即使控制系统发生异常，也不会影响安全链的正常动作。也不会影响安全链的正常动作。 4 4）微机控制器抗干）微机控制器抗干扰保保护 分为交变脉冲干扰和单脉冲干扰两分为交变脉冲干扰和单脉冲干扰两种，以电或磁的形式干扰控制系统种，以电或磁的形式干扰控制系统 。 5 5）接地保）接地保护 接地的主要作用一方面是为保证电器接地的主要作用一方面是为保证电器设备安全运行，另一方

33、面是防止设备绝缘设备安全运行，另一方面是防止设备绝缘被破坏时可能带电，以致危及人身安全。被破坏时可能带电，以致危及人身安全。同时能保护装置迅速切断故障回路，防止同时能保护装置迅速切断故障回路，防止故障扩大。故障扩大。 风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术2.4 定桨距风力机的制动与保护系统定桨距风力机的制动与保护系统二、超速保护二、超速保护 发电机或风轮转速超过额定转速发电机或风轮转速超过额定转速110%时，控制器发出正常时，控制器发出正常停机指令。停机指令。 叶尖扰流器制动液压系统设有独立超速保护装置，风轮超速叶尖扰流器制动液压系统设有独立超速保护装置，风轮超速时，液压缸压力迅速上升，受

34、压力控制的时，液压缸压力迅速上升，受压力控制的“突开阀突开阀”打开，压力打开，压力油被泄掉，叶尖扰流器迅速打开，使得在控制系统失效时停机。油被泄掉，叶尖扰流器迅速打开，使得在控制系统失效时停机。三、电网失电保护三、电网失电保护 电网一旦失电，控制叶尖扰流器和机械刹车的电磁阀立即电网一旦失电，控制叶尖扰流器和机械刹车的电磁阀立即打开，实现失压制动紧急停机。电网原因引起的停机，控制系打开，实现失压制动紧急停机。电网原因引起的停机，控制系统在电网恢复后统在电网恢复后10分钟自动恢复运行。分钟自动恢复运行。风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术2.5 定桨距风力机的液压与偏航系统定桨距风力机的液压与

35、偏航系统 定桨距风力发电机组的液压系统实际上是制动系统的驱动定桨距风力发电机组的液压系统实际上是制动系统的驱动机构，主要用来执行风力机的开关机指令。机构，主要用来执行风力机的开关机指令。一、定桨距风力发电机组的液压系统一、定桨距风力发电机组的液压系统 它的主要功能是执行叶尖、偏它的主要功能是执行叶尖、偏航闸、高速圆盘闸的动作以及通过航闸、高速圆盘闸的动作以及通过叶尖压力监控叶轮转速不超过限定叶尖压力监控叶轮转速不超过限定值。值。 通常液通常液压系系统由两个由两个压力保持力保持回路回路组成，一路通成，一路通过蓄能器供蓄能器供给叶叶尖尖扰流器，另一路通流器，另一路通过蓄能器供蓄能器供给机械刹机械刹

36、车机构。机构。 风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术2.5 定桨距风力机的液压与偏航系统定桨距风力机的液压与偏航系统单向阀单向阀 蓄能器蓄能器 节流阀节流阀 压力表压力表 电磁阀电磁阀 超速保护装超速保护装置：风轮超速时，置：风轮超速时，液压缸压力迅速液压缸压力迅速上升，受压力控上升，受压力控制的制的“突开阀突开阀”打开，压力油被打开，压力油被泄掉，叶尖扰流泄掉，叶尖扰流器迅速打开，使器迅速打开，使得在控制系统失得在控制系统失效时停机。效时停机。风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术2.5 定桨距风力机的液压与偏航系统定桨距风力机的液压与偏航系统气动刹车压气动刹车压力保持回路力保持回路

37、压力油经油泵压力油经油泵和精滤油器进入和精滤油器进入系统。系统。 开机时电磁阀开机时电磁阀6-16-1接通，压力接通，压力油经单向阀油经单向阀1-2 1-2 进入蓄能器进入蓄能器2-22-2，并通过单向阀，并通过单向阀1-31-3和旋转接头和旋转接头进入气动刹车油进入气动刹车油缸。缸。 风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术2.5 定桨距风力机的液压与偏航系统定桨距风力机的液压与偏航系统压力开关压力开关3-23-2由由蓄能器的压力控蓄能器的压力控制，当蓄能器压制，当蓄能器压力达到设定值时，力达到设定值时，开关动作，电磁开关动作，电磁阀阀6-16-1关闭。关闭。 运行时，回路压运行时，回路压力

38、主要由蓄能器力主要由蓄能器保持，通过液压保持，通过液压油缸上的钢索拉油缸上的钢索拉住叶尖扰流器，住叶尖扰流器，使之与叶片主体使之与叶片主体紧密结合。紧密结合。 风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术2.5 定桨距风力机的液压与偏航系统定桨距风力机的液压与偏航系统高速轴制动高速轴制动器回路器回路 通过电磁阀通过电磁阀7-7-1 1、7-27-2分别控制分别控制制动器中压力油制动器中压力油的进出，从而控的进出，从而控制制动器动作。制制动器动作。 压力开关压力开关3-13-1根根据蓄能器的压力据蓄能器的压力控制液压泵电动控制液压泵电动机的停机的停/ /起。压起。压力开关力开关3-33-3、3-43

39、-4用来指示制动器用来指示制动器的工作状态。的工作状态。 风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术2.5 定桨距风力机的液压与偏航系统定桨距风力机的液压与偏航系统偏航系统回路偏航系统回路 工作时，工作时，4YA得电，电磁阀得电，电磁阀9 9一侧接通，回路一侧接通，回路压力由溢流阀保压力由溢流阀保持，以提供调向持，以提供调向系统足够的阻尼系统足够的阻尼 调向结束时，调向结束时， 4YA失电，电磁失电，电磁阀另一侧接通，阀另一侧接通，制动压力由蓄能制动压力由蓄能器直接提供。器直接提供。 风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术2.5 定桨距风力机的液压与偏航系统定桨距风力机的液压与偏航系统 定桨距

40、风力发电机组的偏航系统定桨距风力发电机组的偏航系统主要有两个功能：一是使主要有两个功能：一是使风轮跟踪跟踪变化化稳定的定的风向；二是当向；二是当风力力发电机机组由于偏航作用，机由于偏航作用，机舱内引出的内引出的电缆发生生缠绕时，自，自动解除解除缠绕。 二、定桨距风力发电机组的偏航系统二、定桨距风力发电机组的偏航系统 偏航系偏航系统主要由主要由偏航偏航测量量及及偏航偏航驱动部分部分、机械机械传动部分部分、扭扭缆保保护装置装置四大部分四大部分组成。成。 对风的的测量主要是量主要是由由风向向标来完成来完成 偏航系偏航系统的的驱动部部分由三个交流分由三个交流电机机和行星式和行星式齿轮箱箱组成成 主要由

41、偏航主要由偏航电机、机、偏航减速机构，偏偏航减速机构，偏航刹航刹车组成成 在偏航系统中包括电缆在偏航系统中包括电缆防缠绕检测器，防止在防缠绕检测器，防止在主机室根据风向在转动主机室根据风向在转动时使内部的电缆通过缠时使内部的电缆通过缠绕而损坏绕而损坏 风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术偏航控制系统偏航控制系统2.5 定桨距风力机的液压与偏航系统定桨距风力机的液压与偏航系统 偏航系偏航系统是一随是一随动系系统，当，当风向与向与风轮轴线偏离一个角度偏离一个角度时，控制系，控制系统经过 一段一段时间的确的确认后，会控制偏航后，会控制偏航电动机将机将风轮调整到与整到与风向一致的方位。向一致的方位。 偏航控制在偏航控制在对风过程中程中风力力发电机机组是作是作为一个整体一个整体转动的，具有很大的的，具有很大的转动惯量，从量，从稳定性考定性考虑，需要，需要设置足置足够的阻尼。的阻尼。 风力发电机组控制技术风力发电机组控制技术