风电机组监测与控制.pdf

风电机组监测与控制电力图书馆第一章绪论概述风力发电产业的高速发展，促进了风力发电技术的不断进步，这又为风力发电产业更大规模的发展提供了可能。在风力发电技术的发展过程中，控制技术始终是技术进步的关键，并且随着风力发电技术的发展，其重要性更加突出。风力发电机组的控制系统是综合性控制系统。它不仅要监视电网、风况和机组的运行参数，在各种正常或故障情况下脱网停机，以确保运行的安全性与可靠性，还要根据风速与风向的变化，对机组进行优化控制，以保证机组稳定、高效地运行。概述风力发电机组的控制技术就是采用自动化领域里相关电气技术、控制理论和方法，实现风电机组发电运行、性能优化的目标。手段用通用电气元器件、工控机、PLC可编程制成专用控制装置，实现机组自动发电运行。实现的目标第一个层次以发电运行控制功能为目标，主要包括机组启动/停机、并网、脱网、偏航对风、解绕、变速变距及功率控制。第二个层次以优化机组功率输出性能为目标，包括最大功率的捕获、功率因数控制和频率控制。第三个层次为载荷控制，主要包括整机稳定性控制、疲劳载荷减缓和机组振动控制。现代风力发电机组的控制技术与以往不同是，在风电机组基本实现自动化运行发电后，随着机组的大规模生产，机组的运行基本功能控制日趋完善，如变速、变距、并网、偏航等技术。现代风电机组的控制更着重于效率高低损耗、载荷冲击的减小、机组工作点柔性协调和整机的振动控制技术，使机组在运行过程中，有最大化能量转换效率，尽可能的减小冲击载荷，抑制扰动，避免振动，功率输出始终平滑，调整工作状态最佳区域，提高机组运行可靠性和寿命。技术趋势第一，风电机组单机容量持续增大。控制技术越发复杂。第二，变桨距功率可调节型机组发展迅速。大多数风电机组开发制造厂商，包括传统失速型风电机组制造厂商，都开发制造了变桨距风电机组。从最初的液压同步变浆距发展到三个叶片单独控制的电动独立变桨距技术。第三，变速恒频技术得到快速推广。随着风电技术以及电力电子技术的进步，大多风电机组开发制造厂商开始使用变速恒频技术，并结合变桨距技术的应用，进行风电机组的速度和功率控制第四，无齿轮箱直驱风电机组的市场份额迅速扩大。无齿轮箱的直驱方式能有效减少由于齿轮箱问题而造成的机组故障，可有效提高系统运行的可靠性和寿命，可大大减少维护成本，受到了市场的推崇。直驱驱永兹电机控制技术第五，全功率变流技术兴起。近年来，欧洲Enerc0n、Winind等公司都发展和应用了全功率变流的并网技术，使风轮和发电机的调速范围可从0到150%的额定转速，提高了风能的利用范围，改善了向电网供电的电能质量。电能质量和并网控制技术。第六，海上大型风力发电机组的开发应用。直流并网控制和振动控制技术实际GE风电机组控制运行的一概述GE功率曲线1800.0001600.0001400.0001200.0001000.000电力图书馆800.000功率曲线600.000400.000200.0000.000-200.008.0005.00010.00015.00020.00025.000风速