風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是實(shí)現(xiàn)由風(fēng)能到機(jī)械能和由機(jī)械能到電能兩個能量轉(zhuǎn)換過程的裝置,風(fēng)輪系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了從風(fēng)能到機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換,發(fā)電機(jī)和控制系統(tǒng)則實(shí)現(xiàn)了從機(jī)械能到電能的能量轉(zhuǎn)換過程,在考慮風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的控制目標(biāo)時,應(yīng)結(jié)合它們的運(yùn)行方式重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)以下控制目標(biāo):
1. 控制系統(tǒng)保持風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全可靠運(yùn)行,同時高質(zhì)量地將不斷變化的風(fēng)能轉(zhuǎn)化為頻率、電壓恒定的交流電送入電網(wǎng)。
2. 控制系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)、狀態(tài)監(jiān)控顯示及故障處理,完成機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)管理和控制。
3. 利用計(jì)算機(jī)智能控制實(shí)現(xiàn)機(jī)組的功率優(yōu)化控制,定槳距恒速機(jī)組主要進(jìn)行軟切入、軟切出及功率因數(shù)補(bǔ)償控制,對變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要進(jìn)行尖速比和額定風(fēng)速以上的恒功率控制。
4. 大于開機(jī)風(fēng)速并且轉(zhuǎn)速達(dá)到并網(wǎng)轉(zhuǎn)速的條件下,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組能軟切入自動并網(wǎng),保證電流沖擊小于額定電流。
主要完成下列自動控制功能:
1)大風(fēng)情況下,當(dāng)風(fēng)速達(dá)到停機(jī)風(fēng)速時,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組應(yīng)葉尖限速、脫網(wǎng)、抱液壓機(jī)械閘停機(jī),而且在脫網(wǎng)同時,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航90°。停機(jī)后待風(fēng)速降低到大風(fēng)開機(jī)風(fēng)速時,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組又可自動并入電網(wǎng)運(yùn)行。
2)為了避免小風(fēng)時發(fā)生頻繁開、停機(jī)現(xiàn)象,在并網(wǎng)后10min內(nèi)不能按風(fēng)速自動停機(jī)。同樣,在小風(fēng)自動脫網(wǎng)停機(jī)后,5min內(nèi)不能軟切并網(wǎng)。
3)當(dāng)風(fēng)速小于停機(jī)風(fēng)速時,為了避免風(fēng)力發(fā)電機(jī)組長期逆功率運(yùn)行,造成電網(wǎng)損耗,應(yīng)自動脫網(wǎng),使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組處于自由轉(zhuǎn)動的待風(fēng)狀態(tài)。
4)當(dāng)風(fēng)速大于開機(jī)風(fēng)速,要求風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的偏航機(jī)構(gòu)始終能自動跟風(fēng),跟風(fēng)精度范圍±15°。
5)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的液壓機(jī)械閘在并網(wǎng)運(yùn)行、開機(jī)和待風(fēng)狀態(tài)下,應(yīng)該松開機(jī)械閘,其余狀態(tài)下(大風(fēng)停機(jī)、斷電和故障等)均應(yīng)抱閘。
6)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉尖閘除非在脫網(wǎng)瞬間、超速和斷電時釋放,起平穩(wěn)剎車作用。其余時間(運(yùn)行期間、正常和故障停機(jī)期間)均處于歸位狀態(tài)。
7)在大風(fēng)停機(jī)和超速停機(jī)的情況下,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組除了應(yīng)該脫網(wǎng)、抱閘和甩葉尖閘停機(jī)外,還應(yīng)該自動投入偏航控制,使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)艙軸心線與風(fēng)向成一定的角度,增加風(fēng)力發(fā)電機(jī)組脫網(wǎng)的安全度,待機(jī)艙轉(zhuǎn)約90°后,機(jī)艙保持與風(fēng)向偏90°跟風(fēng)控制,跟風(fēng)范圍±15°。
8)在電網(wǎng)中斷、缺相和過電壓的情況下,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組應(yīng)停止運(yùn)行,此時控制系統(tǒng)不能供電。如果正在運(yùn)行時風(fēng)力發(fā)電機(jī)組遇到這種情況,應(yīng)能自動脫網(wǎng)和抱閘停機(jī),此時偏航機(jī)構(gòu)不會動作,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)械結(jié)構(gòu)部分應(yīng)能承受考驗(yàn)。
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