風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)綜述

   （5）增速齒輪箱系統(tǒng)
    齒輪箱系統(tǒng)用于將風(fēng)輪轉(zhuǎn)速增速至雙饋發(fā)電機的正常轉(zhuǎn)速運行范圍內(nèi)，需監(jiān)視和控制齒輪油泵、齒輪油冷卻器、加熱器、潤滑油泵等等。
    當(dāng)齒輪油壓力低于設(shè)定值時，起動齒輪油泵；當(dāng)壓力高于設(shè)定值時，停止齒輪油泵。當(dāng)壓力越限后，發(fā)出警報，并執(zhí)行停機程序。
    齒輪油冷卻器/加熱器控制齒輪油溫度：當(dāng)溫度低于設(shè)定值時，起動加熱器，當(dāng)溫度高于設(shè)定值時停止加熱器；當(dāng)溫度高于某設(shè)定值時，起動齒輪油冷卻器，當(dāng)溫度降低到設(shè)定值時停止齒輪油冷卻器。
    潤滑油泵控制，當(dāng)潤滑油壓低于設(shè)定值時，起動潤滑油泵，當(dāng)油壓高于某設(shè)定值時，停止?jié)櫥捅谩?
    （6）偏航系統(tǒng)控制
    根據(jù)當(dāng)前的機艙角度和測量的低頻平均風(fēng)向信號值，以及機組當(dāng)前的運行狀態(tài)、負荷信號，調(diào)節(jié)CW（順時針）和CCW（逆時針）電機，實現(xiàn)自動對風(fēng)、電纜解纜控制。
    自動對風(fēng)：當(dāng)機組處于運行狀態(tài)或待機狀態(tài)時，根據(jù)機艙角度和測量風(fēng)向的偏差值調(diào)節(jié)CW、CCW電機，實現(xiàn)自動對風(fēng)。（以設(shè)定的偏航轉(zhuǎn)速進行偏航，同時需要對偏航電機的運行狀態(tài)進行檢測）
    自動解纜控制：當(dāng)機組處于暫停狀態(tài)時，如機艙向某個方向扭轉(zhuǎn)大于720度時，啟動自動解纜程序，或者機組在運行狀態(tài)時，如果扭轉(zhuǎn)大于1024度時，實現(xiàn)解纜程序。
    （7）大功率變流器通訊
    主控制器通過CANOPEN通訊總線和變流器通訊，變流器實現(xiàn)并網(wǎng)/脫網(wǎng)控制、發(fā)電機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、有功功率控制、無功功率控制：
    并網(wǎng)和脫網(wǎng)：變流器系統(tǒng)根據(jù)主控的指令，通過對發(fā)電機轉(zhuǎn)子勵磁，將發(fā)電機定子輸出電能控制至同頻、同相、同幅，再驅(qū)動定子出口接觸器合閘，實現(xiàn)并網(wǎng)；當(dāng)機組的發(fā)電功率小于某值持續(xù)幾秒后或風(fēng)機或電網(wǎng)出現(xiàn)運行故障時，變流器驅(qū)動發(fā)電機定子出口接觸器分閘，實現(xiàn)機組的脫網(wǎng)。
    發(fā)電機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)：機組并網(wǎng)后在額定負荷以下階段運行時，通過控制發(fā)電機轉(zhuǎn)速實現(xiàn)機組在最佳λ曲線運行，通過將風(fēng)輪機當(dāng)做風(fēng)速儀測量實時轉(zhuǎn)距值，調(diào)節(jié)機組至最佳狀態(tài)運行。
    功率控制：當(dāng)機組進入恒定功率區(qū)后，通過和變頻器的通訊指令，維持機組輸出而定的功率。
    無功功率控制：通過和變頻器的通訊指令，實現(xiàn)無功功率控制或功率因數(shù)的調(diào)節(jié)。
    （8）安全鏈回路
    安全鏈回路獨立于主控系統(tǒng)，并行執(zhí)行緊急停機邏輯，所有相關(guān)的驅(qū)動回路有后備電池供電，保證系統(tǒng)在緊急狀態(tài)可靠執(zhí)行。 
    三 目前我廠技術(shù)狀態(tài)及對策
    目前我廠已擁有發(fā)電機技術(shù)，變流系統(tǒng)正在研發(fā)中，已在2010年初完成，其它技術(shù)尚處于空白之中，為快速進入市場考慮，應(yīng)采取兩條腿走路的方案，即自主研發(fā)和技術(shù)引進。目前擁有此項技術(shù)的國內(nèi)廠家有南京科遠自動化集團股份有限公司等廠家，北京景新也擁有此項技術(shù)，并在1MW機組上試運行。
    自主研發(fā)方面，鑒于風(fēng)電控制系統(tǒng)的復(fù)雜性，需與有實力的高校發(fā)合，研發(fā)中需設(shè)立多個分項目，因為該項目包含計算機硬件、電力電子、軟件、通迅等項技術(shù)，按功能也是分散在風(fēng)電機組各處。
    四 結(jié)束語
    目前風(fēng)力發(fā)電的主要方向：
    1、陸地風(fēng)力發(fā)電機組采用1.5/12M雙饋異步發(fā)電機組。
    2、離岸風(fēng)力發(fā)電機組采用4/5M永磁同步全饋發(fā)電機組。
    3、建設(shè)大型或者超大型的風(fēng)力電場（有上百臺風(fēng)力機組組成）。
    4、風(fēng)力機組控制系統(tǒng)具有防電壓穿透功能。
    5、風(fēng)力發(fā)電機組在在線發(fā)電時可調(diào)節(jié)功率因數(shù)，在不發(fā)電時也可以調(diào)節(jié)功率因數(shù)，進行無功補償，凈化電網(wǎng)。