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大型風電場及風電機組的控制系統

2009-07-08 來源:互聯網 瀏覽數:3331

     但是,由于自然界的風力變幻莫測。風速總是處在不斷地變化之中,而風能與風速之間成三次方的關系,風速的較小變化都將造成風能的較大變化,導致風力發電機的輸出功率處于不斷變化的狀態。對于變槳距風力發電機,當風速高于額定風速后,變槳距機構為了限制發電機輸出功率,將調節槳距,以調節輸出功率。如果風速變化幅度大,頻率高,將導致變槳距機構頻繁大幅度動作,使變槳距機構容易損壞;同時,變槳距機構控制的葉片槳距為大慣量系統,存在較大的滯后時間,槳距調節的滯后也將造成發電機輸出功率的較大波動,對電網造成一定的不良影響。
    為了減小變槳距調節方式對電網的不良影響,可采用一種新的功率輔助調節方式-RCC(Rotor Current Control轉子電流控制)方式來配合變槳距機構,共同完成發電機輸出功率的調節。RCC控制必須使用在線繞式異步發電機上,通過電力電子裝置,控制發電機的轉子電流,使普通異步發電機成為可變滑差發電機。RCC控制是一種快速電氣控制方式,用于克服風速的快速變化。采用了RCC控制的變槳距風力發電機,變槳距機構主要用于風速緩慢上升或下降的情況,通過調整葉片攻角,調節輸出功率;RCC控制單元則應用于風速變化較快的情況,當風速突然發生變化時,RCC單元調節發電機的滑差,使發電機的轉速可在一定范圍內變化,同時保持轉子電流不變,發電機的輸出功率也就保持不變。
    3.4 無功補償控制
    由于異步發電機要從電網吸收無功功率,使風電機組的功率因數降低。并網運行的風力發電機組一般要求其功率因數達到0.99以上,所以必須用電容器組進行無功補償。由于風速變化的隨機性,在達到額定功率前,發電機的輸出功率大小是隨機變化的,因此對補償電容的投入與切除需要進行控制。在控制系統中設有四組容量不同的補償電容,計算機根據輸出無功功率的變化,控制補償電容器分段投入或切除。保證在半功率點的功率因數達到0.99以上。
    3.5 偏航與自動解纜控制
    偏航控制系統有三個主要功能:
    (1) 正常運行時自動對風。當機艙偏離風向一定角度時,控制系統發出向左或向右調向的指令,機艙開始對風,直到達到允許的誤差范圍內,自動對風停止。
    (2) 繞纜時自動解纜。當機艙向同一方向累計偏轉2.3圈后,若此時風速小于風電機組啟動風速且無功率輸出,則停機,控制系統使機艙反方向旋轉2.3圈解繞;若此時機組有功率輸出,則暫不自動解繞;若機艙繼續向同一方向偏轉累計達3圈時,則控制停機,解繞;若因故障自動解繞未成功,在扭纜達4圈時,扭纜機械開關將動作,此時報告扭纜故障,自動停機,等待人工解纜操作。
    (3) 失速保護時偏離風向。當有特大強風發生時,停機,釋放葉尖阻尼板,槳距調到最大,偏航90o背風,以保護風輪免受損壞。
    3.6 停車控制
    停機過程分為正常停機和緊急停機。 

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閱讀上文 >> 基于PLC+風光變頻器一拖五供水控制系統應用
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