變速恒頻控制的功能是保證上網(wǎng)電能的質(zhì)量,因此必須對發(fā)電機的轉(zhuǎn)速進行測量并反饋到控制器,實現(xiàn)閉環(huán)控制。目前對發(fā)電機轉(zhuǎn)速的檢測主要采用旋轉(zhuǎn)編碼器。同時由于發(fā)電機的功率大,會產(chǎn)生軸電流,如果編碼器與發(fā)電機不絕緣,則軸電流會被引入編碼器,進而損壞編碼器。宜科公司的EV88P系列編碼器采用獨特的機械設計理念,確保產(chǎn)品的抗振動抗沖擊性能,采用歐洲先進的電氣設計技術(shù),確保產(chǎn)品在-40~85℃的溫度條件下可靠輸出,同時采用先進的絕緣處理技術(shù),有效防止軸電流對編碼器的損壞。EV88P系列編碼器,以其優(yōu)異的性能特點及穩(wěn)定運行,已在華北地區(qū)某風電設備制造廠取得成功應用,在風場的穩(wěn)定運行得到客戶的認可。
四、風力發(fā)電的變槳距控制系統(tǒng)
在風電技術(shù)發(fā)展方面,風力發(fā)電機單機容量朝著大型化發(fā)展,兆瓦級風力機已經(jīng)成為風力發(fā)電市場的主流產(chǎn)品。目前大型風力發(fā)電機組普遍采用變槳距控制技術(shù)。變槳距控制是通過沿槳葉的縱軸控制葉片旋轉(zhuǎn),依據(jù)風速的變化隨時調(diào)節(jié)槳距角,控制風輪的能量吸收,保持一定的輸出功率。變槳距控制的優(yōu)點是能夠確保高風速段的額定功率,額定功率點以上輸出平穩(wěn)、在額定點具有較高的風能利用系數(shù)、提高風力機組起動性能與制動性能、提高風機的整體柔性度、減小整機和槳葉的受力狀況。在并網(wǎng)過程中,變槳距控制還可實現(xiàn)快速無沖擊并網(wǎng)。變槳距控制系統(tǒng)與變速恒頻技術(shù)相配合,最終提高了整個風力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率和電能質(zhì)量。
變槳距控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)主要有兩種,液壓變槳距執(zhí)行機構(gòu)和電動變槳距執(zhí)行機構(gòu)。其中,電機變槳執(zhí)行機構(gòu)是利用電機對槳葉進行控制,結(jié)構(gòu)緊湊、控制靈活、動作可靠,不存在液壓執(zhí)行機構(gòu)中的非線性、漏油、卡塞等現(xiàn)象。電機變槳距控制機構(gòu)可對每個槳葉采用一個伺服電機進行單獨調(diào)節(jié)。伺服電機通過主動齒輪與槳葉輪轂內(nèi)齒圈相嚙合,直接對槳葉的槳距角進行控制。旋轉(zhuǎn)編碼器將槳距角的變化反饋給控制器,進而對電機進行閉環(huán)PID負反饋控制。
宜科公司的EB58系列增量編碼器、EAS58系列模擬量輸出絕對值編碼器和EAM58系列SSI輸出絕對值編碼器以其優(yōu)異的抗機械振動性能和-40℃溫度條件下穩(wěn)定的電氣輸出性能,為廣大風電客戶提供了性價比優(yōu)異的傳感器解決方案。其中,EB58系列編碼器用于變槳系統(tǒng)中伺服電機信號反饋,控制槳葉角度控制,同時應用EAS58或EAM58系列編碼器對變槳角度給予絕對位置信息反饋。EB58和EAS58系列編碼器均在華北某風電設備制造廠得到成功應用,并得到客戶極大的認可。
五、結(jié)束語
風力發(fā)電技術(shù)已日趨成熟,在可再生的綠色能源的開發(fā)領域中占有突出的地位,具有重要的開發(fā)利用價值。尤其是在偏遠的山區(qū)、牧區(qū)和海島等地區(qū),風力發(fā)電可為當?shù)鼐用竦纳詈蜕a(chǎn)提供潔凈的能源,緩解能源供應緊張的局面。
以往投資商和運營商更多關注的是購買產(chǎn)品的價格,而在整個壽命周期里邊,維護成本占40%到70%,主要取決于產(chǎn)品質(zhì)量。越來越多的風電用戶將關注的重心轉(zhuǎn)移到如何提高產(chǎn)品質(zhì)量,增強可靠性,同時降低維護成本。宜科這樣擁有濃厚的技術(shù)積淀和優(yōu)秀產(chǎn)品質(zhì)量的公司,能夠使得中國的風電產(chǎn)業(yè)鏈更加充實和完善,幫助風電設備制造廠商們提升產(chǎn)品質(zhì)量,并將維護成本減到最少。
[1] 徐甫榮.大型風電場及風電機組的控制系統(tǒng)[J].電氣傳動自動化,2003,25(6):5~11.
[2] 馬宏飛,徐殿國,苗立杰. 幾種變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)控制方案的對比分析[J]. 電工技術(shù)雜志,2000, (10).
[3] 劉其輝,賀益康,趙仁德. 變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)最大風能追蹤控制[J]. 電力系統(tǒng)自動化,2003,27(20):62~67