南京工業(yè)大學風力發(fā)電原理 第六章

風力發(fā)電原理譚劍鋒第六章風力發(fā)電機組的控制及安全第六章風力發(fā)電機組的控制需要掌握：風力發(fā)電機的控制技術(shù)風力機控制發(fā)電機控制風力發(fā)電機組檢測風力發(fā)電機組安全保護一、控制技術(shù)風的隨機性風電并網(wǎng)最佳風能利用及安全發(fā)電機控制風力發(fā)電機控制技術(shù)風力機控制系統(tǒng)參數(shù)檢測安全保護一、控制技術(shù)1、基本控制要求控制對象：風輪和發(fā)電機目標：風力機最佳風力利用效率和額定功率運行及安全階段：停機狀態(tài)低于額定風速狀態(tài)高于額定風速狀態(tài)極限風速的停機狀態(tài)一、控制技術(shù)控制基本構(gòu)型一、控制技術(shù)風輪控制：槳距角(輸入)，轉(zhuǎn)速(輸出)發(fā)電機控制：勵磁電流、轉(zhuǎn)差速率等(輸入)，電壓、頻率、功率等(輸出)兆瓦級發(fā)電機組：普通異步發(fā)電機、雙饋式異步發(fā)電機、直驅(qū)式永磁發(fā)電機普通異步發(fā)電機：控制發(fā)電機的并網(wǎng)與脫網(wǎng)，補償電容器的切換控制雙饋式異步發(fā)電機直驅(qū)式永磁發(fā)電機發(fā)電機的并網(wǎng)與脫網(wǎng)，變流器變頻基本控制參數(shù)一、控制技術(shù)發(fā)電機控制構(gòu)型普通異步發(fā)電機雙饋式異步發(fā)電機直驅(qū)式永磁發(fā)電機一、控制技術(shù)變流器：電子器件組成的交-直-交變頻器，實現(xiàn)交流電的頻率變化雙饋異步發(fā)電機：轉(zhuǎn)子電流頻率與電網(wǎng)頻率存在差別，需進變流器實現(xiàn)與電網(wǎng)頻率同步直驅(qū)永磁發(fā)電機：定子電流頻率與電網(wǎng)頻率存在差別對電機的控制通過對變流器的控制實現(xiàn)控制系統(tǒng)基本要求發(fā)電機并網(wǎng)與脫網(wǎng)，并網(wǎng)時對電網(wǎng)和機組的沖擊最小，平穩(wěn)并網(wǎng)，脫網(wǎng)時機組不能超速、安全停機實時對風，解纜各部件溫度控制故障報警和停機安全鏈系統(tǒng)一、控制技術(shù)控制系統(tǒng)基本功能根據(jù)風速信號自動進入起動狀態(tài)或從電網(wǎng)自動切除根據(jù)功率及風速大小自動進行轉(zhuǎn)速和功率控制根據(jù)風向信號自動對風根據(jù)電網(wǎng)和輸出功率要求自動進行功率因素調(diào)整當發(fā)電機脫網(wǎng)時，能確保機組安全停機實時監(jiān)測和記錄，并自行判斷和采取保護措施風電場運行具有遠程通信功能抗干擾和防雷保護措施一、控制技術(shù)2、控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)雙饋風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)底部變流器柜：雙饋發(fā)電機的并網(wǎng)及發(fā)電機發(fā)電過程控制塔筒控制柜：風力發(fā)電機組的控制、顯示操作和通信機艙控制柜：機組制動、偏航及液壓系統(tǒng)、變速箱等溫度調(diào)節(jié)，各參數(shù)、風速、風向檢測一、控制技術(shù)單臺風力發(fā)電機通過網(wǎng)絡(luò)與中央監(jiān)控系統(tǒng)通信，實現(xiàn)風電場監(jiān)控一、控制技術(shù)3、控制過程無人值守、自動起動、并網(wǎng)、發(fā)電、停機待機狀態(tài)、起動狀態(tài)、欠功率運行狀態(tài)、額定功率運行狀態(tài)、正常停機狀態(tài)、緊急停機狀態(tài)待機狀態(tài)機組運行部件均檢測正常，風速低于3.5m/s。執(zhí)行機構(gòu)和信號處于實時監(jiān)控狀態(tài)，制動盤松開，葉尖擾流器收回，處于順槳狀態(tài)一、控制技術(shù)起動過程風速增加，風輪轉(zhuǎn)速增加到一定轉(zhuǎn)速，為并網(wǎng)做好準備10min電網(wǎng)電壓及頻率正常，風速超過3.5m/s，控制器、執(zhí)行機構(gòu)和檢測信號正常，槳距從順槳轉(zhuǎn)至合適角度。定槳距風力發(fā)電機起動在電動機提高轉(zhuǎn)速(發(fā)電機)機組并網(wǎng)過程機組轉(zhuǎn)速達到額定轉(zhuǎn)速，合閘開關(guān)接入電網(wǎng)普通異步發(fā)電機：機組轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速，晶閘管開始觸發(fā)導通，導通角隨轉(zhuǎn)速增加而增大，當轉(zhuǎn)速達到同步轉(zhuǎn)速，晶閘管完全導通，超過同步轉(zhuǎn)速進入發(fā)電，旁路接觸器閉合，晶閘管停止觸發(fā)雙饋發(fā)電機：控制交流器控制轉(zhuǎn)子交流勵磁完成，控制勵磁電壓幅值、頻率、相位、相序?qū)崿F(xiàn)，容易并網(wǎng)。一、控制技術(shù)直驅(qū)發(fā)電機：控制全功率變流器完成并網(wǎng)。首先起動網(wǎng)側(cè)變流器調(diào)制單元給直流母線預(yù)充電，接著起動電機側(cè)變流器調(diào)制單元并檢測機組轉(zhuǎn)速，跟蹤電網(wǎng)電壓、電流波形與相位。電機達到一定轉(zhuǎn)速，全功率變流器控制功率模塊和變流器網(wǎng)側(cè)電抗器、電容器使系統(tǒng)輸出電壓、頻率等于電網(wǎng)電壓和頻率，檢測電網(wǎng)電壓與變流器網(wǎng)側(cè)電壓相位差，相等時并網(wǎng)。欠功率運行狀態(tài)風速低于額定風速，調(diào)整槳距角至最大風能處，通過發(fā)電機勵磁控制調(diào)整機組轉(zhuǎn)速追蹤最佳葉尖速比，達到最大風能捕捉。雙饋異步發(fā)電機轉(zhuǎn)差速率±25%，直驅(qū)發(fā)電機10~22r/min，普通異步發(fā)電機不可調(diào)一、控制技術(shù)額定功率運行狀態(tài)風速高于額定風速，變槳距角保持輸出功率在額定功率附近。風速波動雙饋異步發(fā)電機：調(diào)整轉(zhuǎn)差速率調(diào)整風力機轉(zhuǎn)速，存儲多余風能，達到穩(wěn)定輸出功率。

定槳距：依靠失速特性實現(xiàn)穩(wěn)定輸出功率。停機狀態(tài)正常停機：槳葉順槳發(fā)電機脫離電網(wǎng)機械制動,(自動重新啟動)緊急停機：快速順槳，發(fā)電機脫網(wǎng)并機械制動(安全鏈動作，人工重新啟動)二、風力機控制風的隨機性風電并網(wǎng)最佳風能利用及安全發(fā)電機控制風力發(fā)電機控制技術(shù)風力機控制系統(tǒng)參數(shù)檢測安全保護二、風力機控制1、空氣動力學原理風速變化，葉尖速比變化，功率系數(shù)變化，對應(yīng)唯一的最大風能捕獲控制：風速變化，發(fā)電機功率<額定功率，調(diào)節(jié)風輪轉(zhuǎn)速和槳距角，追蹤最佳功率曲線，獲得最大風能系數(shù)恒功率控制：風速增加到額定風速，發(fā)電機的輸出功率達到額定功率附近，風速機械增加，通過增大槳距角減小發(fā)電機輸出功率，維持額定功率附近二、風力機控制負攻角小攻角大攻角主動失速變槳距控制：減小槳距角，葉片失速限制總距主動變槳距控制：增大槳距角，減小攻角，減小升力實現(xiàn)功率限制改變攻角，改變升阻比，實現(xiàn)風力機轉(zhuǎn)矩控制起動階段：改變合適攻角，獲得最大起動力矩恒功率階段：二、風力機控制2、定槳距風力機控制控制風能吸收方式：葉片失速和主動變槳距定槳距風力機風速增加升力增加升力變緩升力下降阻力增加葉片失速槳葉與輪轂固定連接，葉片安裝角不變失速區(qū)域從根部擴展至尖部必須解決問題：風速高于額定風速時，葉片失速能槳功率限制在額定功率附近風力發(fā)電機組突甩電網(wǎng)，機組安全停機二、風力機控制葉片自動失速性能：葉片翼型設(shè)計實現(xiàn)葉片制動能力：葉尖擾流器和機械制動實現(xiàn)定槳距控制槳距角不變，普遍采用普通異步發(fā)電機，轉(zhuǎn)速不可調(diào)，最大功率系數(shù)對應(yīng)轉(zhuǎn)速固定雙速發(fā)電機提高低風速和高風速風能利用系數(shù)通過葉片失速特性和葉尖擾流器實現(xiàn)功率控制，優(yōu)點：控制系統(tǒng)簡單，性能可靠，缺點：葉片重量較大，輪轂、塔架受力較大，不容易起動，必須配備專門起動程序不適合大型風力發(fā)電機組二、風力機控制變槳距風力機3、變槳距風力機控制葉片與輪轂通過變距機構(gòu)連接相同額定功率點，變槳對應(yīng)風速<定槳定槳：低風速利用系數(shù)較高，接近額定點時，利用系數(shù)大幅下滑，超過額定點，葉片失速，功率下滑變槳：通過變槳距角，低風速最大利用系數(shù)，高風速，恒定額定功率兆瓦級采用二、風力機控制變槳距控制特性：運行工況隨風速變化切換起動并網(wǎng)階段：條件：風速達到切入風速并保持一定時間目標：風力發(fā)電機組的升速和并網(wǎng)任務(wù)：發(fā)電機快速平穩(wěn)升速，恒定轉(zhuǎn)速最大風能捕獲階段：條件：風速<額定風速，功率<額定功率目標：最大限度利用風能任務(wù)：最大風能利用角度，勵磁調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速恒定功率控制階段：條件：風速>額定風速，功率>額定功率目標：功率≈額定功率，<功率極限任務(wù)：調(diào)節(jié)槳距角使功率恒定二、風力機控制超風速切出階段：條件：風速>切出風速目標：機組安全停機任務(wù)：葉片順槳第二、四階段槳距分別為最佳風能吸收角度和順槳角度的極端，采用開環(huán)順序控制第一、三階段為連續(xù)控制第一階段可采用開環(huán)和閉環(huán)控制功率控制首要控制目標：功率控制控制目標：低于額定風速實現(xiàn)最優(yōu)功率曲線(最大風能捕獲)高于額定風速控制功率額定值(恒功率控制)二、風力機控制低于額定風速：動量理論：最佳功率與轉(zhuǎn)速三次方成正比，消除轉(zhuǎn)速控制對風速的依賴和風速測量不可靠性變槳距功率控制方式：主動失速控制：向失速方向變槳距，失速狀態(tài)氣動特性精度預(yù)測難，葉片負載和功率波動變槳距控制：向小攻角方向變槳，是大型風力機功率控制的主要方式槳距角處于最佳風能吸收效率角度(2°~3°)根據(jù)風速調(diào)整發(fā)電機轉(zhuǎn)速保持最佳葉尖速比二、風力機控制功率控制特點風速<額定風速，

1最大風能捕獲，轉(zhuǎn)速升高

2轉(zhuǎn)速達到極限，功率<額定，恒轉(zhuǎn)速控制風速>額定風速，恒功率控制升轉(zhuǎn)速控制、并網(wǎng)控制、恒Cp控制、恒轉(zhuǎn)速控制、恒功率控制多擾動因素：雷諾數(shù)(5%)，葉片沉積物(20%),電網(wǎng)、風速(最大影響)變槳距執(zhí)行系統(tǒng)的大慣性與非線性：液壓和電機氣動非線性：變槳距系統(tǒng)的主要特性是風力機氣動特性，風能利用系數(shù)曲線是槳距角和葉尖速比的非線性函數(shù)工況頻繁切換：一、控制技術(shù)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點變槳距控制系統(tǒng)工作方式：并網(wǎng)前轉(zhuǎn)速控制和并網(wǎng)后功率控制采用經(jīng)典PI控制算法，通過轉(zhuǎn)速吸收和釋放風速波動，接近變距的延遲性風速<切入速度：調(diào)整槳距角控制轉(zhuǎn)速，起動階段升速并網(wǎng)風速<額定風速：槳距角保持最優(yōu)位置，控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速保持最大Cp轉(zhuǎn)速=極限轉(zhuǎn)速：控制轉(zhuǎn)速恒定，調(diào)整槳距角風速>額定風速：減小槳距角，恒定功率風速>切出風速：順槳三、發(fā)電機控制技術(shù)發(fā)電機形式：普通異步發(fā)電機、雙饋式發(fā)電機、直驅(qū)發(fā)電機1、發(fā)電機控制要求與變槳距控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)，風力發(fā)電機組處于最佳運行狀態(tài)控制要求：風速<額定風速：風能最大捕獲風速>額定風速：額定功率并網(wǎng)控制限制發(fā)電機并網(wǎng)時的瞬變電流，保證機組安全發(fā)電機頻率=電網(wǎng)頻率發(fā)電機電壓幅值=電網(wǎng)電壓幅值，波形一致發(fā)電機電壓相序=電網(wǎng)電壓相序發(fā)電機電壓相位=電網(wǎng)電壓相位同期條件三、發(fā)電機控制技術(shù)2、異步發(fā)電機控制普通異步發(fā)電機轉(zhuǎn)速變化小，效率低籠型雙速異步發(fā)電機和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差可調(diào)異步發(fā)電機雙速異步發(fā)電機控制定槳距風力機組中較為普遍，通過改變極對數(shù)解決低風速下效率偏低問題。平均風速高于氣動風速時，機組起動，先小發(fā)電機并網(wǎng)，風速繼續(xù)升高，大發(fā)電機并網(wǎng)。三、發(fā)電機控制技術(shù)風速>切入風速風力機起動轉(zhuǎn)速≈同步轉(zhuǎn)速小發(fā)電機并網(wǎng)風速增加轉(zhuǎn)速增加小發(fā)電機功率=P1小發(fā)電機脫網(wǎng)轉(zhuǎn)速升高轉(zhuǎn)速≈大發(fā)電機并網(wǎng)轉(zhuǎn)速大發(fā)電機并網(wǎng)大發(fā)電機并網(wǎng)風速降低轉(zhuǎn)速降低功率減小=P2轉(zhuǎn)速降低小發(fā)電機大發(fā)電機大發(fā)電機小發(fā)電機大發(fā)電機脫網(wǎng)轉(zhuǎn)速增加小發(fā)電機并網(wǎng)三、發(fā)電機控制技術(shù)轉(zhuǎn)差可調(diào)異步發(fā)電機控制目標：調(diào)節(jié)運行轉(zhuǎn)速，保持功率恒定，避免槳距機構(gòu)頻率起動和功率波動原理：風速變化，轉(zhuǎn)速變化，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流變化，功率波動，增加可變電阻，恒定轉(zhuǎn)子電流，發(fā)電機功率輸出恒定。過程：額定功率TemN，對應(yīng)轉(zhuǎn)子電阻R1風速增加，轉(zhuǎn)矩增大，點a點b功率>額定功率電阻R1R2，轉(zhuǎn)子電流減小，轉(zhuǎn)矩減小到TemN,功率=額定功率轉(zhuǎn)差速率s1s2轉(zhuǎn)子電流控制：調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子回路的串接電阻值維持轉(zhuǎn)子電流恒定可實現(xiàn)變轉(zhuǎn)速運行，功率消耗在轉(zhuǎn)子回路，效率低于雙饋異步發(fā)電機三、發(fā)電機控制技術(shù)轉(zhuǎn)差可調(diào)異步發(fā)電機結(jié)構(gòu)通過PWM脈沖寬度調(diào)制器控制IGBT的導通和關(guān)斷調(diào)節(jié)外接電阻值電阻值變化范圍：轉(zhuǎn)子自身最小電阻值~轉(zhuǎn)子繞組+外接電阻最大值轉(zhuǎn)差率：0.6%~10%三、發(fā)電機控制技術(shù)轉(zhuǎn)差可調(diào)異步發(fā)電機功率調(diào)節(jié)變槳距調(diào)節(jié)不利于風速變化頻率的功率波動，需配合轉(zhuǎn)差可調(diào)異步發(fā)電機控制器A:

變槳距控制；控制器B:

發(fā)電機轉(zhuǎn)子電流調(diào)節(jié)風速<額定風速：控制器A執(zhí)行變槳到最大攻角，控制器B根據(jù)實際功率與給定功率比較調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電流，實現(xiàn)最佳葉尖速比調(diào)節(jié)風速>額定風速：控制器A執(zhí)行發(fā)電機輸出功率恒定攻角，控制器B根據(jù)額定功率判斷功率波動，改變轉(zhuǎn)子電流瞬間值，利用風輪存儲和釋放功率，恒定輸出功率變槳距控制針對平均風速變化調(diào)節(jié)；轉(zhuǎn)差控制風速變化高頻分量三、發(fā)電機控制技術(shù)異步發(fā)電機并網(wǎng)方式并網(wǎng)條件低于同期條件，無需同步和整步，但存在電流沖擊、電壓下降問題并網(wǎng)方式：直接并網(wǎng)：要求：發(fā)電機相序與電網(wǎng)相序相同執(zhí)行：同步轉(zhuǎn)速(90%~100%),空氣開關(guān)合閘

問題：并網(wǎng)瞬間三相短路現(xiàn)象，電流+4~5倍，電壓瞬時下降

適用：發(fā)電機組容量較小，電網(wǎng)容量較大準同期并網(wǎng)：要求：發(fā)電機電壓、頻率、相位與電網(wǎng)相同執(zhí)行：轉(zhuǎn)速接近，需整步和調(diào)校

問題：沖擊電流小，但必須控制在轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)，防網(wǎng)上飛車

適用：電網(wǎng)容量較小三、發(fā)電機控制技術(shù)降壓并網(wǎng)：要求：發(fā)電機相序與電網(wǎng)相序相同執(zhí)行：在發(fā)電機與電網(wǎng)串接電阻或電抗或自耦變壓器，減低并網(wǎng)瞬間沖擊電流和電網(wǎng)電壓下降幅值

問題：電阻等消耗功率，經(jīng)濟性差，并網(wǎng)后切除

適用：電網(wǎng)容量適中晶閘軟管并網(wǎng)：要求：發(fā)電機相序與電網(wǎng)相序相同執(zhí)行：定子與電網(wǎng)間雙向晶閘管連接

適用：電網(wǎng)容量大雙向晶閘管目的：發(fā)電機并網(wǎng)瞬間沖擊電流控制在允許限度內(nèi)大型風力發(fā)電普遍采用的并網(wǎng)技術(shù)：晶閘管軟切入并網(wǎng)方法三、發(fā)電機控制技術(shù)晶閘軟管并網(wǎng)并網(wǎng)過程：風力機發(fā)電機組起動命令檢查發(fā)電機相序與電網(wǎng)相序發(fā)電機起動轉(zhuǎn)速增加≈同步轉(zhuǎn)速雙向晶閘管180°0°,導通角0°180°,轉(zhuǎn)速升高轉(zhuǎn)差率0晶閘管全通并入電網(wǎng)并網(wǎng)開關(guān)合晶閘管失效并入補償電容提高功率因素并網(wǎng)完成三、發(fā)電機控制技術(shù)3、雙饋發(fā)電機控制雙饋異步風力發(fā)電機特點：亞同步、超同步、同步狀態(tài)均高效發(fā)電原因：可控轉(zhuǎn)子交流勵磁技術(shù)優(yōu)越性：矢量控制，定子輸出有功功率與無功功率的獨立解耦控制轉(zhuǎn)子變流器：交-直-交電壓型強迫換流變流器：亞同步超同步平穩(wěn)過渡，但轉(zhuǎn)子電流方波，電機產(chǎn)生低次諧波轉(zhuǎn)矩交-交變流器：亞同步超同步平穩(wěn)過渡，但需較多晶閘管，低次諧波轉(zhuǎn)矩脈寬調(diào)制(PWM)控制的IGBT交-直-交變流器：正弦轉(zhuǎn)子電流，無低次諧波轉(zhuǎn)矩，兆瓦級普遍采用三、發(fā)電機控制技術(shù)PWM控制基本原理基本思想：對脈沖寬度進行調(diào)制，等效獲得所需波形理論基礎(chǔ)：面積等效原則：沖量(面積)相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性環(huán)節(jié)上，效果基本相同(輸出響應(yīng)波形)正弦波=正弦變化窄度的方型脈沖三、發(fā)電機控制技術(shù)網(wǎng)側(cè)變化器：電網(wǎng)交流側(cè)單元功率因素控制和保持直流環(huán)節(jié)電壓穩(wěn)定，保證轉(zhuǎn)子側(cè)變換器和發(fā)電機勵磁系統(tǒng)可靠性轉(zhuǎn)子側(cè)變換器：根據(jù)發(fā)電機矢量控制系統(tǒng)指令變化需要的勵磁電壓背靠背變流器PWM變流器基本結(jié)構(gòu)目的：電網(wǎng)三相工頻電壓變化成頻率、幅值、相位均可變的勵磁電壓實現(xiàn)轉(zhuǎn)子交流勵磁三、發(fā)電機控制技術(shù)雙饋異步發(fā)電機優(yōu)越性控制發(fā)電機轉(zhuǎn)差，減小槳距調(diào)節(jié)減低風力發(fā)電機噪聲水平減低機組轉(zhuǎn)矩劇烈起伏，減小旋轉(zhuǎn)部件機械應(yīng)力，減輕風力機質(zhì)量最優(yōu)化效率運作，發(fā)電效率高發(fā)電機起伏平滑功率輸出，電能質(zhì)量高功率因子可調(diào)風力機獨立和聯(lián)網(wǎng)運行變流器容量小。三、發(fā)電機控制技術(shù)4、直驅(qū)發(fā)電機控制風力發(fā)電機的主要機型之一，效率高、控制效果好變速恒頻控制：發(fā)電機定子側(cè)實現(xiàn)頻率變化方式：交流三相橋式整流器直流逆變器恒頻交流電網(wǎng)側(cè)變流器：控制直流側(cè)電壓和電網(wǎng)發(fā)電功率，有功和無功功率解耦控制發(fā)電機側(cè)變流器：調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)最大功率和效能利用調(diào)節(jié)發(fā)電機的電磁轉(zhuǎn)矩，影響永磁同步發(fā)電機的機械轉(zhuǎn)速三、發(fā)電機控制技術(shù)5、各發(fā)電機控制比較轉(zhuǎn)差異步發(fā)電機雙饋異步發(fā)電機直驅(qū)發(fā)電機目的方式控制形式變流器功率調(diào)節(jié)增速器變速恒頻變速恒頻變速恒頻定子串接電阻電流恒定轉(zhuǎn)子交流勵磁定子三相整流有有無PWM調(diào)節(jié)電阻值PWM交流頻率、電壓、相位獨立勵磁三相橋式交-直-交整流無轉(zhuǎn)子側(cè)小功率定子側(cè)全功率有功、無功獨立有功、無功獨立有功四、信號檢測1、風速及風向信號檢測風速與風向是重要的風況參數(shù)風速：功率計算及風力機控制的重要參考量，誤差5%(±0.5m/s)，風杯風速計風杯與四極磁鐵相連，低阻抗線圈產(chǎn)生與風速成比例的交流信號，頻率大小即可得轉(zhuǎn)速風向：偏航控制的主要參考量，誤差<5°,風向標圓筒遮光罩——光電管結(jié)構(gòu)：通過遮光罩是否遮擋光電管檢測風向光電感應(yīng)傳感器(光電編碼器)：通過格雷碼盤轉(zhuǎn)動，精度簡單，可靠四、信號檢測2、轉(zhuǎn)速信號檢測控制系統(tǒng)重要測量參數(shù)：風輪轉(zhuǎn)速和發(fā)電機轉(zhuǎn)速要求：精度和準確度高霍爾傳感器基本原理：霍爾效應(yīng)：帶電半導體置于磁力線和電流方向垂直的磁場中，半導體產(chǎn)生電壓發(fā)電機和風輪轉(zhuǎn)軸需增加專用測速齒輪，齒輪與磁極之間磁阻隨齒輪轉(zhuǎn)動交替改變，產(chǎn)生交變電壓。優(yōu)點：精度高，實時性好缺點：易收外界電磁干擾四、信號檢測增量式光電編碼器原理：通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量主信號：產(chǎn)生角度分割脈沖信號，反應(yīng)電機轉(zhuǎn)速零信號：錯誤計數(shù)的檢測和每周原點使用旋轉(zhuǎn)方向信息五、執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)：變槳系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)和液壓制動系統(tǒng)1、制動保護系統(tǒng)風力機組具備：空氣動力制動和機械制動空氣動力制動：葉尖擾流器變槳距的順槳轉(zhuǎn)速減低到一定，不能為0機械制動：盤式制動，安裝在高速軸上，減小制動力矩，齒輪箱承受制動力矩制動系統(tǒng)設(shè)計原則：失效保護原則，失電或液壓系統(tǒng)失效時處于制動五、執(zhí)行機構(gòu)2、變槳距系統(tǒng)工作狀態(tài)：切入風速~切出風速，變槳距至最佳風能利用系數(shù)和額定功率

>切出風速：順槳減速液壓執(zhí)行機構(gòu)：響應(yīng)速度快、轉(zhuǎn)矩大、失電自動保護電機執(zhí)行機構(gòu)：結(jié)構(gòu)簡單、葉片單獨控制，需蓄電池槳距控制設(shè)定上、下限幅，限制執(zhí)行行程五、執(zhí)行機構(gòu)3、偏航系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)基本功能：1跟蹤風向；2自動解除電纜纏繞五、執(zhí)行機構(gòu)偏航控制系統(tǒng)解纜操作偏航系統(tǒng)具備扭攬保護功能偏航齒輪安裝獨立的記數(shù)傳感器，記錄轉(zhuǎn)過齒數(shù)電纜進入塔筒內(nèi)，安裝行程開關(guān)，電纜扭轉(zhuǎn)超過設(shè)置值拉動行程開關(guān)，安全停機。六、風機安全保護控制系統(tǒng)任務(wù)：1風力發(fā)電機組發(fā)電運行控制

2機組的安全保護1、安全保護系統(tǒng)設(shè)計三級保護：正常