風(fēng)力發(fā)電機組的控制與安全系統(tǒng)詳細內(nèi)容介紹

　　2.1. 變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機的并網(wǎng)運行
　　變速恒頻風(fēng)電系統(tǒng)的一個重要優(yōu)點是可以使風(fēng)力發(fā)電機組在很大風(fēng)速范圍內(nèi)按最佳效率運行。從風(fēng)力發(fā)電機組的運行原理分析，要求風(fēng)力發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速正比于風(fēng)速變化，并保持一個恒定的最佳葉尖速比，從而使風(fēng)力發(fā)電機組的風(fēng)能利用系數(shù)Cp保持最大值不變，風(fēng)力發(fā)電機組輸出最大的功率。因此，對變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的要求，除了能夠穩(wěn)定可靠地并網(wǎng)運行之外，最重要的一點就是要實現(xiàn)最大功率輸出控制。
　　2.2. 同步發(fā)電機交/直/交系統(tǒng)的并網(wǎng)運行
　　這種系統(tǒng)與電網(wǎng)并聯(lián)運行的特點是：
　　(1). 于采用頻率變換裝置進行輸出控制，所以并網(wǎng)時沒有電流沖擊，對系統(tǒng)幾乎沒有影響。
　　(2). 為采用交/直/交轉(zhuǎn)換方式，同步發(fā)電機的工作頻率與電網(wǎng)頻率是彼此獨立的，風(fēng)輪及發(fā)電機的轉(zhuǎn)速可以變化，不必擔(dān)心發(fā)生同步發(fā)電機直接并網(wǎng)運行時可能出現(xiàn)的失步問題。
　　(3). 由于頻率變換裝置采用靜態(tài)自勵式逆變器，雖然可以調(diào)節(jié)無功功率，但有高頻電流流向電網(wǎng)。
　　(4). 在風(fēng)電系統(tǒng)中采用阻抗匹配和功率跟蹤反饋來調(diào)節(jié)輸出負荷可使風(fēng)力發(fā)電機組組按最佳效率運行，向電網(wǎng)輸送更多的電能。
　　2.3. 雙饋發(fā)電機系統(tǒng)的并網(wǎng)運行
　　雙饋發(fā)電機定子三相繞組直接與電網(wǎng)相聯(lián)，轉(zhuǎn)子繞組經(jīng)交'交循環(huán)變流器聯(lián)入電網(wǎng)。這種系統(tǒng)并網(wǎng)運行的特點是：
　　(1). 風(fēng)力機起動后帶動發(fā)電機至接近同步轉(zhuǎn)速時，由循環(huán)變流器控制進行電壓匹配、同步和相位控制，以便迅速地并入電網(wǎng)，并網(wǎng)時基本上無電流沖擊。對于無初始起動轉(zhuǎn)矩的風(fēng)力發(fā)電機組（如達里厄型風(fēng)力發(fā)電機組），風(fēng)力發(fā)電機組在靜止?fàn)顟B(tài)下的起動可由雙饋電機運行于電動機工況來實現(xiàn)。
　　(2). 風(fēng)力發(fā)電機的轉(zhuǎn)速可隨風(fēng)速及負荷的變化及時做出相應(yīng)的調(diào)整，使風(fēng)力發(fā)電機組以最佳葉尖速比運行，產(chǎn)生最大的電能輸出。
　　(3). 雙饋發(fā)電機勵磁可調(diào)量有三個，即勵磁電流的頻率、幅值和相位。調(diào)節(jié)勵磁電流的頻率，保證風(fēng)力發(fā)電機在變速運行的情況下發(fā)出恒定頻率的電力；通過改變勵磁電流的幅值和相位，可達到調(diào)節(jié)輸出有功功率和無功功率的目的。當(dāng)轉(zhuǎn)子電流相位改變時，由轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子磁場在電機氣隙空間的位置有一個位移，從而改變了雙饋電機定子電勢與電網(wǎng)電壓向量的相對位置，也即改變了電機的功率角，所以調(diào)節(jié)勵磁不僅可以調(diào)節(jié)無功功率，也可以調(diào)節(jié)有功功率。
　　3. 風(fēng)力發(fā)電機組組現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)原理
　　3.1. 電量信號
　?。?）、電壓、電流 :測量信號范圍寬 ，要求有較好的線性度 ;測量信號諧波豐富 ，頻譜特性復(fù)雜 ;電壓、電流信號為矢量信號 ，暫態(tài)反應(yīng)速度應(yīng)低于 0.02 s，精度高于 0 .5級。
　　（2）、功率因數(shù) :影響風(fēng)機出力計量和補償電容投入容量 ，要求較高精度。
　?。?）、電網(wǎng)頻率 :一般在工頻附近 ，精度要求± 0.1 Hz，反應(yīng)速度快。
　?。?）、在風(fēng)力發(fā)電機或主電路元件故障及電網(wǎng)發(fā)生危及風(fēng)力發(fā)電機運行的異常狀態(tài)時作為微機保護的判據(jù)。
　　（5）、作為風(fēng)力發(fā)電機組發(fā)電量統(tǒng)計、風(fēng)機性能評估、狀態(tài)顯示的重要參數(shù)。以及超功率和低功率時作為風(fēng)機退出運行判據(jù)。同時 ，也作為就地電容補償投切重要判據(jù)。
　　3.2. 溫度信號
　　3.3. 風(fēng)向
　　風(fēng)機對風(fēng)向的測量由風(fēng)向標(biāo)實現(xiàn)。風(fēng)向瞬時波動頻繁 ，幅度不大。風(fēng)機為主動對風(fēng)設(shè)計 ，當(dāng)風(fēng)向發(fā)生變化時，由偏航機構(gòu)根據(jù)風(fēng)向標(biāo)信號帶動機頭隨風(fēng)轉(zhuǎn)動 ，對風(fēng)向的測量不要求具體位置。風(fēng)機對風(fēng)向的測量由風(fēng)向標(biāo)來完成。
　　3.4. 開關(guān)信號