as an as of s 0th 0's, to As of of At on at In in It is is to an of be in to of of as to or of to or at in is to In 300 2 A is of a is to a to of a 1]. , 2]. in of By of to so LC as to to 7 - 300 LC as a of at of In 50kW LC LC PU 315, LC on of of to of Is to be is in of an as of is to of , to of of of of 3], by 0 ° °, to to of in as to to to of of 3 of 7 - 300on 50kW to of LC of of 制器在風電機組中的應用 1 引言 風能作為一種取之不盡、清潔無污染的可再生能源 ,其開發(fā)利用已經(jīng)受到了世界各國的普遍重視 ,作為風力資源豐富的國家之一 ,我國的風力發(fā)電水平也取得了較快的發(fā)展。從 20 世紀 70 年代開始 ,并網(wǎng)型風力發(fā)電己經(jīng)逐漸開始商業(yè)化 ,技術(shù)也日益成熟 ,單機容量越來越大 ,而失速型異步風電機已成為國內(nèi)風電場的主要機型。作為采集風能的主要形式 ,風電機組的控制問題研究變得越來越重要。目前 ,在風電機組控制運行上 ,制已被國內(nèi)外普遍采用。在最近幾年 ,其諸多特點獲得廣泛的使用 ,在工業(yè)先進國 家已成為工業(yè)控制的標準設備。它專為工業(yè)控制而設計 ,集電氣、儀表、控制三電于一體 ,是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設備。 用可以編制程序的存儲器 ,除了可以執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令 ,還可以完成各種順序或定時的閉環(huán)控制功能。通過各類通訊接口與模塊處理 ,進行數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出 ,方便各級連接 ,體積小、抗干擾能力強、可靠性高、穩(wěn)定性好、能在惡劣環(huán)境下長時間、不間斷運行 ,且編程簡單 ,維護方便。本文就 300 2 風機控制裝置 風機控制是整個風電機組安全可靠運行的關(guān)鍵技術(shù) ,控制裝置與風力發(fā)電機組的其余各部分密切相關(guān) ,是風電機組運行的大腦 ,是整個機組正?？煽窟\行以及實現(xiàn)最佳運行的可靠保證 [1 ] 。風機控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 1 所示 ,主要包括中心控制器、軟并網(wǎng)控制系統(tǒng)、無功補償控制系統(tǒng)和偏航控制系統(tǒng)等 [2 ] 。 2. 1 風機控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設計 風電機組大多工作于高溫、高寒、高濕、風沙等惡劣的自然環(huán)境與強電磁干擾環(huán)境中 ,且無人值守 ,要求其主控制器抗干擾能力強 ,工作可靠性高 ,各種運行參數(shù)測量準確 ,控制策略合理 ,對故障的判 斷處理及時準確。通過分析機組的控制要求與特點 ,順序控制較多 ,控制系統(tǒng)需要處理的輸入輸出信號也大都是開關(guān)信號 ,所以選用 為主控制器可以滿足風電機組對其控制系統(tǒng)的要求。衡量風電機的要求需要 ,選擇西門子公司的 300 型 塊作為失速型并網(wǎng)異步風電機組的中心控制器。 風電機組控制裝置的硬件組成主要包括主控制柜 (、計算機柜(、電容柜 (、頂部控制柜 (、傳感器、執(zhí)行機構(gòu)以及控制 電纜等。在 750塔頂機艙柜中 塊主 要包括數(shù)字量輸入模塊 擬量輸入模塊 速記數(shù)模塊 口模塊 列 ) 等 ; 塔底控制柜中 塊主要包括 塊 315、數(shù)字量輸入模塊 字量輸出模塊 訊處理器 源模塊 。 2． 2 風機控制系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設計 結(jié)合 統(tǒng)的特點 , 使用 機組控制系統(tǒng)編寫風機控制應用程序 ,采用語句表和梯形圖相結(jié)合的方法 , 實現(xiàn)了應用程 序的模塊化、結(jié)構(gòu)化編程。為更加方便、安全地進行風電機組的控制 ,把風電機組所要實現(xiàn)的控制功能分成幾個相對獨立的任務 ,按照模塊化的軟件編程方法進行編程 ,主程序主要完成風電機組的機組啟動、軟并網(wǎng)、大小電機切換控制以及發(fā)電系統(tǒng)的功率優(yōu)化等 ;子程序主要包括 :停機子程序、緊急停機子程序、偏航子程序、解纜子程序、齒輪油泵啟 壓油泵啟 啟動前 ,主開關(guān)合閘 ,風力發(fā)電機組控制器準備自動運行。首先系統(tǒng)初始化 ,控制程序初始化、檢查微控制器硬件和外設狀態(tài)是否完好 ,檢測系統(tǒng)參數(shù) (溫度 ,液 壓油 ,壓力 ,風向 ,風速等 ) ,比較所檢測的操作參數(shù) ,如果沒有故障 ,系統(tǒng)就可以正式起動。啟動時 ,首先檢查電網(wǎng) ,檢測電網(wǎng)的各個參數(shù)、設置各個計數(shù)器、輸出機構(gòu)初始工作狀態(tài)及晶閘管的開通角 [3 ] ,之后 ,風力發(fā)電機組開始自動運行。風輪的葉尖角由 90°恢復為 0°,風輪開始轉(zhuǎn)動 ,計算機開始實時監(jiān)測各個參數(shù) ,隨著風輪速度的提高 ,風輪反饋的轉(zhuǎn)速信號作為輸入的判斷條件 ,送入控制器 ,以判斷是否可以并網(wǎng)。當發(fā)電系統(tǒng)運行以后 ,系統(tǒng)檢測的參數(shù)用以判斷參數(shù)有否超過極限、執(zhí)行偏航、相位補償、安全制動。 3 結(jié)束語 結(jié)合風力發(fā)電的控制要 求 ,以 300 型 對 750研究了其控制系統(tǒng)的構(gòu)成及風機控制過程 ,本文設計的制系統(tǒng) ,通過測試風機的實際控制及運行可以實現(xiàn)對風電機組的良好控制。