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1、保保定定科科诺诺伟伟业业控控制制设设备备有有限限公公司司内容简介u风力发电控制系统介绍u科诺KN-WTCS系列产品2024/8/10风力发电控制系统介绍u风电机组类型-并网型失速型（恒速恒频）单速型双速型变速恒频双馈式直驱式混合式2024/8/10风力发电控制系统介绍u失速型（恒速恒频）机组结构2024/8/10风力发电控制系统介绍u失速型（恒速恒频）机组特点风力发电机组的转速不随风速的波动而变化，始终维持恒转速运转，从而输出恒定额定频率的交流电。系统目前普遍采用，简单可靠，但是对风能的利用不充分，因为风力机只有在一定的叶尖速比的数值下才能达到最高的风能利用率。2024/8/10风力发电控制系
2、统介绍u变速恒频机组结构2024/8/10风力发电控制系统介绍u变速恒频机组特点风力发电机组的转速随风速的波动作变速运行，但仍输出恒定频率的交流电。此方式提高了风能的利用率，增加了系统的柔动性，但将导致必须增加实现恒频输出的电力电子设备，增加系统复杂性。直驱式双馈式2024/8/10风力发电控制系统介绍u变速恒频机组特点双馈式的特点双双馈电馈电机定子直接与机定子直接与电电网相网相连连，转转子子侧侧通通过过功率功率变换变换器（一般器（一般为为双双PWMPWM交交直直交型交型变换变换器）器）连连接到接到电电网。网。该该功率功率变换变换器的容量器的容量仅为仅为电电机容量的机容量的1/41/4左右，并
3、且能量可以双向流左右，并且能量可以双向流动动，这这是是这这种机型的种机型的优优点。点。该该种机型是利用种机型是利用发电发电机机转转子励磁子励磁频频率、定子率、定子输输出出频频率和率和转转子机械子机械频频率的率的关系，通关系，通过过改改变转变转子的励磁子的励磁频频率而使机率而使机组组完成完成变变速恒速恒频频运行，运行，进进而而实现实现最大最大风风能捕能捕获获。对电对电网而言，网而言，该该系系统统利用矢量控制利用矢量控制实现实现了了输输出的有功和无功的解偶控制，出的有功和无功的解偶控制，可以可以为电为电网网输输出无功，保出无功，保证证了了输输出出电电能能质质量。量。2024/8/10风力发电控制系
4、统介绍u变速恒频机组特点直驱式的特点风轮风轮直接与低速（多极）励磁同步直接与低速（多极）励磁同步发电发电机（也有利用永磁同步机（也有利用永磁同步发电发电的）的）相相连连，省去了故障多，省去了故障多发发部件部件- -齿轮齿轮箱。箱。电电机全功率通机全功率通过电过电力力电电子装置子装置连连接到接到电电网。利用网。利用电电力力电电子技子技术术可以控制系可以控制系统输统输出的有功和无功功率，同出的有功和无功功率，同样样也可以使机也可以使机组组捕捕获获最大最大风风能；能；齿轮传动齿轮传动不不仅仅降低了降低了风电转换风电转换效率和效率和产产生噪音，更是造成机械故障的主生噪音，更是造成机械故障的主要原因，而
5、且要原因，而且为为减少机械磨减少机械磨损损需要需要润润滑清洗等定期滑清洗等定期维护维护。采用无。采用无齿轮齿轮箱箱的直的直驱驱方式方式虽虽然提高了然提高了电电机的机的设计设计成本，但却有效的提高了系成本，但却有效的提高了系统统的效率的效率以及运行可靠性；以及运行可靠性；其缺点是：直其缺点是：直驱发电驱发电机体机体积积大而笨重大而笨重 ，电电机机设计设计成本成本较较高。高。2024/8/10风力发电控制系统介绍u恒速运行与变速运行恒速运行恒速运行风电风电机机组组一般采用异步一般采用异步发电发电机。机。恒速运行的恒速运行的风风力机的好力机的好处处是控制是控制简单简单，可靠性好。一般，可靠性好。一般
6、单单机容量机容量为为600kW850kW600kW850kW的的风电风电机机组组多采用恒速运行方式。多采用恒速运行方式。恒速运行的缺点是由于恒速运行的缺点是由于转转速基本恒定，而速基本恒定，而风风速速经经常常变变化，因此化，因此风风力机力机经经常工常工作在作在风风能利用系数（能利用系数（CpCp）较较低的点上，低的点上，风风能得不到充分用。能得不到充分用。变变速运行的速运行的风电风电机机组组一般采用双一般采用双馈馈异步异步发电发电机或多极同步机或多极同步发电发电机。机。变变速运行方式通速运行方式通过过控制控制发电发电机的机的转转速，能使速，能使风风力机的叶尖速比接近最佳力机的叶尖速比接近最佳值
7、值，从而最大限度的利用从而最大限度的利用风风能，提高能，提高风风力机的运行效率。力机的运行效率。趋势趋势：变变速运行取代恒速运行。速运行取代恒速运行。2024/8/10风力发电控制系统介绍u风电机组的基本运行过程（一）开机自开机自开机自开机自检检：对对于第一次上于第一次上电电需要需要该过该过程。机程。机组组自自动检测电动检测电网、网、风风况、况、环环境温度、机境温度、机组组本身状本身状态态（如：各种温度、（如：各种温度、压压力油位、控制力油位、控制电电源、安全源、安全链链、维维护护开关位置等在正常状开关位置等在正常状态态）；）；待机：待机：待机：待机：自自检检通通过过后，开始后，开始执执行行“
8、 “制制动动解除解除” ”即松即松闸闸和和“ “机机舱对风舱对风” ”（当（当风风速达到速达到对风风对风风速速2.5m/s)2.5m/s)。如。如风风速低于启速低于启动风动风速速3m/s3m/s，则则机机组处组处于待机状于待机状态态；启启启启动动与并网：与并网：与并网：与并网：风轮风轮在在风风的升力作用下开始旋的升力作用下开始旋转转，当，当转转速达到并网速达到并网转转速速时时，执执行并网行并网过过程；程；启启启启动动方式：方式：方式：方式：自自动动启启动动；顶顶部机部机舱舱启启动动；塔底操作面板启；塔底操作面板启动动；远远程启程启动动（在中央（在中央监监控室）。控室）。2024/8/10风力发
9、电控制系统介绍u风电机组的基本运行过程（二）液液液液压压系系系系统统的的的的压压力控制和温度控制力控制和温度控制力控制和温度控制力控制和温度控制 ；变变速与速与速与速与变桨变桨距距距距调节调节：跟踪最佳运行曲跟踪最佳运行曲线线，最大捕，最大捕获风获风能；能；有功功率和无功功率的解藕控制：有功功率和无功功率的解藕控制：有功功率和无功功率的解藕控制：有功功率和无功功率的解藕控制：提高提高输输出出电电能品能品质质; ;故障故障故障故障检测检测与复位：与复位：与复位：与复位：人工手人工手动动复位和自复位和自动动复位；复位；偏航与解偏航与解偏航与解偏航与解缆缆：当当风风向改向改变时执变时执行自行自动动偏
10、航；人工偏航包括：偏航；人工偏航包括：顶顶部机部机舱舱手手动动偏航；塔底操作面板手偏航；塔底操作面板手动动偏航；偏航；远远程偏航。当程偏航。当电缆缠绕时执电缆缠绕时执行解行解缆缆操作。操作。脱网：脱网：脱网：脱网：当机当机组组运行自身和外部条件不运行自身和外部条件不满满足足时时，机，机组执组执行脱网程序。行脱网程序。2024/8/10风力发电控制系统介绍u控制系统的基本组成功率柜功率柜功率柜功率柜: : 风风力力发电发电机机组组的主配的主配电电系系统统，包括，包括发电发电机与机与电电网网连连接主回路、接主回路、低低压压配配电电控制回路、控制回路、电电源源变换变换、防雷保、防雷保护护回路等；回路
11、等；变频变频器柜器柜器柜器柜: : 主要是主要是IGBTIGBT等等电电力力电电子器件子器件组组成的整流、逆成的整流、逆变电变电路；路；电电容及容及预预充充电电电电路；路；变桨变桨距系距系距系距系统统: : 主要控制叶片改主要控制叶片改变桨变桨距角。距角。计计算机柜算机柜算机柜算机柜: : 包括中心控制器及其接口包括中心控制器及其接口电电路、路、电电量采集及其安全保量采集及其安全保护电护电路路等。等。2024/8/10风力发电控制系统介绍u控制系统的功能结构并网装置并网装置并网控制并网控制2024/8/10风力发电控制系统介绍u风电机组关键部件叶轮及叶片叶轮一般由2-3个叶片及轮毂组成，其功能
12、是将风能转换为机械能，大型风力机的叶片多采用玻璃纤维或高强度复合材料制成。叶片要安装在轮毂上。轮毂的作用是链接叶片和传动系统，要求能承受较大的、复杂的载荷。2024/8/10风力发电控制系统介绍u风电机组关键部件齿轮箱将风机叶片捕获的机械能传递到发电机，使转速发生变化。2024/8/10风力发电控制系统介绍u风电机组关键部件发电机将传动系统输出的机械能转化成电能的装置。直驱式永磁发电机双馈式异步发电机2024/8/10风力发电控制系统介绍u风电机组关键部件塔架支撑风力机的重量，同时承受风压以及风力机运行的动载荷，对其强度，刚度要求严格。2024/8/10科诺KN-WTCS系列产品风力发电机组控
13、制系统是整个风力发电机组安全可靠运行的核心，其控制技术是风电机组的关键技术之一。控制系统与风力发电机组的其余各部分密切相关，是风电机组运行的大脑，是整个机组正常可靠运行以及实现最佳运行的可靠保证。风力发电机组控制系统的整体配置如图所示，其中控制柜是机组可靠运行的核心，主要完成数据采集及输入、输出信号处理；逻辑功能判定；对外围执行机构发出控制指令；与变桨系统、变流器以及中央监控系统通讯，交换信息。控制系统主要实现正常运行控制、参数监测及监控以及安全保护及处理等三大功能。正常的运行控制包括机组启动/关机控制、并网控制、加热与冷却控制、变速控制、恒功率运行控制；偏航控制以及解缆控制等。2024/8/
14、10科诺KN-WTCS系列产品风力发电机组控制系统整体配置图2024/8/10科诺KN-WTCS系列产品u产品分类型号说明：KN科诺伟业公司，WTCS风力发电机组控制系统，1500额定功率为1500kW，DF双馈发电机组2024/8/10科诺KN-WTCS系列产品u功能特点适合多种机型(双馈、直驱、半直驱)模块化，结构紧凑，可靠性好，可灵活扩展操作界面友好，运行参数可以灵活设置变速运行控制实现最大风能捕获变速变桨距协调控制，实现风电机组柔性控制完备的通信接口设计(MPI,Profibus,Profinet,Ethernet)完善的状态监控和冗余设计，有效保护机组安全远程控制功能完善的维护检修设
15、计更加适合中国风电场2024/8/10科诺KN-WTCS系列产品u技术指标 型号型号 技术参数技术参数 KN-WTCS-V850-DFKN-WTCS-V850-DDKN-WTCS-V1000-DFKN-WTCS-V1000-DDKN-WTCS-V1500-DFKN-WTCS-V1500-DDKN-WTCS-V2000-DFKN-WTCS-V2000-DD 适配机组功率（kW）850100015002000额定电压(V)69010%电网频率(Hz)502%中心控制器西门子S7-300可编程逻辑控制器控制方式调节优化控制远程控制接口人机界面HMI带键盘触摸液晶显视屏，中文界面低温防护措施温控器+加
16、热器防雷保护主动能量控制技术三级保护冷却方式风冷防护等级IP54绝缘隔离有工作温度（）-20+50（常温型）-30+50（低温型）海拔高度（m）1000（1000米以上降低容量使用)2024/8/10科诺KN-WTCS系列产品u电气与环境使用条件电网条件：电压，690V10%；频率，50Hz2%适用电机：三相异步电机冷却方式：柜内风扇冷却环境条件：1）环境温度在-20+40之间；2)相对湿度不超过95%，无凝露；3）无易燃、易爆、腐蚀性气体，无导电性尘埃；4）室内安装，通风良好；5）振动0.5g；6）海拔2000m时，应相应降低容量使用。2024/8/10科诺KN-WTCS系列产品u控制系统的
17、主要功能分为9个方面机机组正常运行控制正常运行控制（并网控制、最大风能捕获控制、有功/无功解藕控制、变速控制、变桨距控制、偏航对风控制、自动解缆控制、刹车控制、温度控制、液压控制等）机机组运行状运行状态监测与与显示示机机组运行运行统计机机组故障故障监测与与处理理机机组的安全保的安全保护远程通信程通信维护功能功能机机组运行参数运行参数设置置人机接口人机接口 2024/8/10科诺KN-WTCS系列产品u机组运行状态监测与显示电网参数：网参数：电网的电压、频率环境参数：境参数：风速，风向，环境温度发电机：机：三相电流，有功功率，无功功率，功率因数，发电机转速，发电机绕组温度，发电机前/后轴承温度叶
18、叶轮：叶轮转速，叶轮过速液液压系系统：液压泵工作状态，液压油位，液压系统压力偏航系偏航系统：偏航电机工作状态，左/右偏航角度，偏航闸状态（刹车/释放）齿轮箱：箱：齿轮油位，齿轮油压力，齿轮油过滤，齿轮油温度，齿轮油轴承温度制制动系系统：高速闸状态（刹车/释放）、闸磨损机机舱：机舱温度2024/8/10科诺KN-WTCS系列产品u菜单总体结构2024/8/10科诺KN-WTCS系列产品u执行标准本产品符合GB/T14048.12000低压开关和控制设备总则GB/T195682004风力发电机组装配和安装GB5017192电气装置安装工程盘、柜二次回路接线施工及验收规范GB72511997低压成套
19、开关设备和控制设备GB/T4728.7.2000电气简图用图形符号 第7部分：开关、控制和保护器件GB6995.31986电线电缆识别标志第3部分电线电缆识别标志GB/T19069-2003风力发电机组控制器 技术条件GB/T19070-2003风力发电机组控制器 试验条件DL400-1991继电保护和安全自动装置技术规程2024/8/10科诺KN-WTCS系列产品u检测能力 为促进公司在变速恒频风电机组控制系统方面关键技术的研制，掌握自主核心技术与创新，缩短与世界先进技术的差距，同时加快公司风电机组控制系统系列产品的批量化生产，促进公司技术进步和产品升级，保障公司产品质量，公司建立了完善的风
20、电机组控制系统生产流程与检测平台。 2024/8/10科诺KN-WTCS系列产品u检测能力失速型、变速恒频风电机组控制系统检测平台本平台由配电系统，数字信号输入、输出系统，模拟信号输入系统，风电机组用传感器等组成。能够模拟失速型风电机组控制系统实际工作情况，将失速型、变速恒频风电机组需要检测各信号量进行模拟输入，将控制系统执行动作进行输出。本平台用于风电机组控制系统测试与出厂检验，可验证控制系统功能完整性、逻辑正确性与产品可靠性。2024/8/10科诺KN-WTCS系列产品u检测能力大型高低温湿热环境试验室本实验室容积为36m2，可对测试元件或产品进行低温湿热环境试验，温度范围：-4070，湿度范围为：25%98%。通过环境实现模拟产品实际工作环境，用于我公司产品进行测试与出厂检验，可验证产品耐候性与可靠性。科诺KN-WTCS系列产品u检测能力检测仪器2024/8/10科诺KN-WTCS系列产品u产品业绩内蒙古锡林浩特辉腾梁贝力克风电场Thanks
