风电变桨控制系统

电葫芦控制系统设计

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目录

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电动葫芦的结构 ........................................................................................... 1 电动葫芦的控制 ........................................................................................... 1 PLC控制系统电路设计 .............................................................................. 3 控制程序设计 ............................................................................................... 5 PLC控制系统联机调试 .............................................................................. 6 电路安装 .

WPCS风电控制系统专为大型风力发电机组而设计,产品集成了当代最先进的电力电子、微电子、网络和软件技术

一、系统概述

风力发电场具有机组布置范围广阔，设备运行的自然环境恶劣等特点，WPCS风电控制系统专为大型风力发电机组而设计，产品集成了当代最先进的电力电子、微电子、网络和软件技术，系统的网络结构如下：

图1 风电控制系统网络结构图

WPCS风电控制系统包括现场风力发电机组控制单元、高速环型冗余光纤以太网、远程上位机操作员站等部分。

二、风力发电机组控制单元（WPCU）

风力发电机组控制单元（WPCU）是每台风机的控制核心，分散布置在机组的塔筒和机舱内。由于风电机组现场运行环境恶劣，对控制系统的可靠性要求非常高，而WPCS风电

WPCS风电控制系统专为大型风力发电机组而设计,产品集成了当代最先进的电力电子、微电子、网络和软件技术

控制系统是专门针对大型风电场的运行需求而设计，具有极高的环境适应性和抗电磁干扰等特点，其系统结构如下：

图2 风力发电机组控制单元系统结构图

WPCS风电控制系统的现场控制站包括：塔座主控制器机架、机舱控制站机架、变桨距系统、变流器系统、现场触摸屏站、以太网交换机、现场总线通讯网络、UPS电源、紧急停机后备系统等。

三、远程监控系统（WP

变桨系统分析

变速变桨距风力发电机组目前已成为大型风力发电机组研发和应用的主流机型。与定桨距风力发电机组相比，变桨距风力发电机组具有在额定功率点以上输出功率平稳、相同功率机组额定风速低、不受气流密度变化等环境因素影响和良好的启动和制动性能等优点。变桨距风力机是指整个叶片绕叶片中心轴旋转，使叶片功角在一定范围内变化，以便调节输出功率不超过设计容许的值。在机组出现故障时，需要紧急停机，一般应先使叶片顺桨，这样机组结构中受力小，可以保证机组运行的安全可靠性

1.1 变桨系统概述

变桨控制系统实现风力发电机组的变桨控制，在额定功率以上通过控制叶片桨距角使输出功率保持在额定状态。变桨控制柜主电路采用交流--直流--交流回路，由逆变器为变桨电机供电，变桨电机采用交流异步电机，变桨速率由变桨电机转速调节。

变桨控制系统包括三个主要部件，驱动装置－电机，齿轮箱和变桨轴承。从额定功率起，通过控制系统将叶片以精细的变桨角度向顺桨方向转动，实现风机的功率控制。如果一个驱动器发生故障，另两个驱动器可以安全地使风机停机。

变桨控制系统是通过改变叶片迎角，实现功率变化来进行调节的。通过在叶片和轮毂之间安装的变桨驱动电机带动回转轴承转动从而改变叶片迎角，由此控制叶片的升力

风电设备控制系统项目可行性研究分析报告

报告说明：

可行性研究是确定建设项目前具有决定性意义的工作，是在投资决策之前，对拟建项目进行全面技术经济分析论证的科学方法，在投资管理中，可行性研究是指对拟建项目有关的自然、社会、经济、技术等进行调研、分析比较以及预测建成后的社会经济效益。

《风电设备控制系统项目可行性研究报告》通过对风电设备控制系统项目的市场需求、资源供应、建设规模、工艺路线、设备选型、环境影响、资金筹措、盈利能力等方面的研究，从技术、经济、工程等角度对风电设备控制系统项目进行调查研究和分析比较，并对风电设备控制系统项目建成以后可能取得的经济效益和社会环境影响进行科学预测，为风电设备控制系统项目决策提供公正、可靠、科学的投资咨询意见。具体而言，本报告体现如下几方面价值：

——作为向风电设备控制系统项目建设所在地政府和规划部门备案的依据；

——作为筹集资金向银行申请贷款的依据；

——作为建设风电设备控制系统项目投资决策的依据；

——作为风电设备控制系统项目进行工程设计、设备订货、施工准备等基本建设前期工作的依据；

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——作为风电设备控制系统项目拟采用的新技术、新设备的研制和进行地形、地质及工业性试验的依据；

——作为环保部门审查风

1.公共直流母线的结构与配置

公共直流母线技术是在多电机交流调速系统中，采用单独的整流/回馈装置为系统提供一定功率的直流电源，调速用逆变器直接挂接在直流母线上。当系统工作在电动状态时，逆变器从母线上获取电能；当系统工作在发电状态时，能量通过母线及回馈装置直接回馈给电网，以达到节能、提高设备运行可靠性、减少设备维护量和设备占地面积等目的。 一、公共直流母线控制系统的组成

公共直流母线控制系统通常由整流/回馈单元、公共直流母线、逆变单元等组成。回馈单元可分为通过自耦变压器的能量回馈和不通过自耦变压器的能量回馈两种方式。通过自耦变压器的能量回馈可提高回馈支路中的电源电压，目的是在能量回馈过程中不必降低中间回路电压，使得逆变器能够获得一个较恒稳的直流电源；不通过自耦变压器的能量回馈实际上是保持系统一直处在回馈状态，在整流过程中依靠持续降低具有相角控制的中间回路的电压来实现。 1。整流/回馈装置：整流/回馈单元把交流电源转换为电压稳定的直流电源，即使在逆变器能量回馈到电网时，该电压在规定范围内仍保持恒定。整流/回馈单元的功率部分一般由2个反并联晶闸管桥组成，可在输入端电网和逆变器中间回路之间整流和回馈。

2。逆变器：逆变单元把电压稳定的直流电源转化为

一种变桨距控制装置，包括电源、电机、位置检测器、桨距控制器及变桨距执行机构，其特征在于电源由整流器、储能装置和逆变器组成，其中储能装置并联于整流器和逆变器之间；逆变器的输入端与正反转控制器相联接；桨距控制器的输入端与位置检测器相联接，输出端分别与逆变器和正反转控制器相联接。由于储能装置为电池或电容，尤其采用电容储能时，直流逆变，不仅可避免漏油，无污染、免润滑，并且重量比电池轻了50％，寿命可达一百万次。 变桨距也就是调节桨距角。在风力机中，通过对桨距角的主动控制可以克服定桨距/被动失速调节的许多缺点。

下图1（不同叶片的桨距角对输出功率的影响）表示了输出功率对桨距角变化的敏感性。 桨距角最重要的应用是功率调节，桨距角的控制还有其他优点。当风轮开始旋转时，采用较大的正桨距角可以产生一个较大的启动力矩。 停机的时候，，经常使用90°的桨距角，因为在风力机刹车制动时，这样做使得风轮的空转速度最小。在90°正桨距角时，叶片称为“顺浆”。

在额定风速以下时，风力发电机组应该尽可能地捕捉较多的风能，所以这时没有必要改变桨距角，此时的空气动力载荷通常比在额定风速之上时小，因此也没有必要通过变桨距来调节载荷。然而，恒速风力发电机组的最佳桨距角随着风速的变化

变桨系统主要元件故障原因及分析

——AC2和NG5故障原因及分析

姓 名：董 参 参 专 业：电力系统自动化 入职时间：2010-7-1 部 门：技术服务中心

北京天源科创风电技术有限责任公司 BEIJING TIANYUAN CREATION WINDPOWER TECHNOLOGY CO.,LTD

目 录

目录 ............................................................................................................................................ 1 摘要 ............................................................................................................................................ 2 一、变桨系统的作用 ..........................................................

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第四章 旋摆作动器同步系统的性能分析

在控制系统研究中，建立系统的数学模型是非常重要的，它是设计系统、分析系统性能和改进系统结构所不可或缺的强有力的工具。传递函数是基于古典控制理论的一种常用的数学模型，它是在拉氏变换的基础上建立的。本文将利用传递函数来研究运用电液伺服阀的同步控制系统。

电液伺服阀控作动器系统是由控制装置发出的控制信号与反馈传感器检测的信号比较后，经功率放大器放大驱动电液伺服阀，从而控制旋转作动器的输出角位移及角速度。此电液伺服系统由指令装置、伺服放大器、电液伺服阀、旋转作动器和反馈传感器所组成，系统的方块原理图如图4.1所示。

指令 装置 伺服 放大器 电液 伺服阀 旋摆 作动器 ??反馈 传感器 图4.1 电液伺服控制系统原理方框图

作为航空飞行器的旋摆作动器同步控制系统，对系统的性能要求很高。影响系统动态特性的因素较多，对同步系统进行动态分析时，考虑因素应当有所选择，对于工程性的分析，只需要考虑那些最主要的影响因素。考虑因素过多，会使所建立的数学模型过于复杂，增加解题的复杂性，且计算机进行数学仿真时也增大解题的累积计算误差。同时会遇到刚性方程或病态方程的问题。如果考虑因素不适当，例如在动态过程中某些反应很快的因

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第四章 旋摆作动器同步系统的性能分析

在控制系统研究中，建立系统的数学模型是非常重要的，它是设计系统、分析系统性能和改进系统结构所不可或缺的强有力的工具。传递函数是基于古典控制理论的一种常用的数学模型，它是在拉氏变换的基础上建立的。本文将利用传递函数来研究运用电液伺服阀的同步控制系统。

电液伺服阀控作动器系统是由控制装置发出的控制信号与反馈传感器检测的信号比较后，经功率放大器放大驱动电液伺服阀，从而控制旋转作动器的输出角位移及角速度。此电液伺服系统由指令装置、伺服放大器、电液伺服阀、旋转作动器和反馈传感器所组成，系统的方块原理图如图4.1所示。

指令 装置 伺服 放大器 电液 伺服阀 旋摆 作动器 ??反馈 传感器 图4.1 电液伺服控制系统原理方框图

作为航空飞行器的旋摆作动器同步控制系统，对系统的性能要求很高。影响系统动态特性的因素较多，对同步系统进行动态分析时，考虑因素应当有所选择，对于工程性的分析，只需要考虑那些最主要的影响因素。考虑因素过多，会使所建立的数学模型过于复杂，增加解题的复杂性，且计算机进行数学仿真时也增大解题的累积计算误差。同时会遇到刚性方程或病态方程的问题。如果考虑因素不适当，例如在动态过程中某些反应很快的因

电力系统谐波,闪变,电能质量的检测与分析

第２８卷第１期２００８年１月

电力自动化设备

ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔ

Ｖｏｌ．２８Ｎｏ．１Ｊａｎ．２００８

针对风电引起闪变的数字化

测试系统仿真

李

庆１，任普春２，赵海翔１，陈默子１，王伟胜１

（１．中国电力科学研究院，北京１０００８５；２．东北电网有限公司，辽宁沈阳１１０００６）

摘要：ＩＥＣ闪变测试模拟系统在低频段存在误差，将模拟系统转换成数字系统后误差依然存在，而风力发电引起的闪变频率约为１￣３Ｈｚ，正好位于闪变测试系统的低频段。在Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真平台上用双线性变换法将模拟系统变换成数字系统，建立了ＩＥＣ闪变仪的数字化模型，对闪变仪在低频段产生误差的原因进行了分析，然后通过修正加权滤波器的参数，使瞬时闪变视感度Ｓ（ｔ）的误差在允许的±５％的范围内，提高了闪变仪在低频段的精度，同时又不影响高频段的精度，从而满足了风力发电引起的闪变测试要求。所提出的方法可用于测试风电引起闪变的闪变仪设计中。关键词：风力发电；电能质量；闪变中图分类号：ＴＭ９３２

文献标识码：Ａ

文章编号：１００６－６０４７（２００８）０１－００６９－

０４在这种频率下闪变水平有时会达到