南京工業(yè)大學(xué)風(fēng)力發(fā)電原理第六章

風(fēng)力發(fā)電原理譚劍鋒第六章風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的掌握及安全第六章風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的掌握需要把握：風(fēng)力發(fā)電機(jī)的掌握技術(shù)風(fēng)力機(jī)掌握發(fā)電機(jī)掌握風(fēng)力發(fā)電機(jī)組檢測(cè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全愛護(hù)一、掌握技術(shù)風(fēng)的隨機(jī)性風(fēng)電并網(wǎng)最正確風(fēng)能利用及安全發(fā)電機(jī)掌握風(fēng)力發(fā)電機(jī)掌握技術(shù)風(fēng)力機(jī)掌握系統(tǒng)參數(shù)檢測(cè)安全愛護(hù)一、掌握技術(shù)1、根本掌握要求掌握對(duì)象：風(fēng)輪和發(fā)電機(jī)目標(biāo)：風(fēng)力機(jī)最正確風(fēng)力利用效率和額定功率運(yùn)行及安全階段：停機(jī)狀態(tài)低于額定風(fēng)速狀態(tài)高于額定風(fēng)速狀態(tài)極限風(fēng)速的停機(jī)狀態(tài)一、掌握技術(shù)掌握根本構(gòu)型一、掌握技術(shù)風(fēng)輪掌握：槳距角(輸入)，轉(zhuǎn)速(輸出)發(fā)電機(jī)掌握：勵(lì)磁電流、轉(zhuǎn)差速率等(輸入)，電壓、頻率、功率等(輸出)兆瓦級(jí)發(fā)電機(jī)組：一般異步發(fā)電機(jī)、雙饋式異步發(fā)電機(jī)、直驅(qū)式永磁發(fā)電機(jī)一般異步發(fā)電機(jī)：掌握發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)與脫網(wǎng)，補(bǔ)償電容器的切換掌握雙饋式異步發(fā)電機(jī)直驅(qū)式永磁發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)與脫網(wǎng)，變流器變頻根本掌握參數(shù)一、掌握技術(shù)發(fā)電機(jī)掌握構(gòu)型一般異步發(fā)電機(jī)雙饋式異步發(fā)電機(jī)直驅(qū)式永磁發(fā)電機(jī)一、掌握技術(shù)變流器：電子器件組成的交-直-交變頻器，實(shí)現(xiàn)溝通電的頻率變化雙饋異步發(fā)電機(jī)：轉(zhuǎn)子電流頻率與電網(wǎng)頻率存在差異，需進(jìn)變流器實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)頻率同步直驅(qū)永磁發(fā)電機(jī)：定子電流頻率與電網(wǎng)頻率存在差異對(duì)電機(jī)的掌握通過對(duì)變流器的掌握實(shí)現(xiàn)掌握系統(tǒng)根本要求發(fā)電機(jī)并網(wǎng)與脫網(wǎng)，并網(wǎng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)和機(jī)組的沖擊最小，平穩(wěn)并網(wǎng)，脫網(wǎng)時(shí)機(jī)組不能超速、安全停機(jī)實(shí)時(shí)對(duì)風(fēng)，解纜各部件溫度掌握故障報(bào)警和停機(jī)安全鏈系統(tǒng)一、掌握技術(shù)掌握系統(tǒng)根本功能依據(jù)風(fēng)速信號(hào)自動(dòng)進(jìn)入起動(dòng)狀態(tài)或從電網(wǎng)自動(dòng)切除依據(jù)功率及風(fēng)速大小自動(dòng)進(jìn)展轉(zhuǎn)速和功率掌握依據(jù)風(fēng)向信號(hào)自動(dòng)對(duì)風(fēng)依據(jù)電網(wǎng)和輸出功率要求自動(dòng)進(jìn)展功率因素調(diào)整當(dāng)發(fā)電機(jī)脫網(wǎng)時(shí)，能確保機(jī)組安全停機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄，并自行推斷和實(shí)行愛護(hù)措施風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行具有遠(yuǎn)程通信功能抗干擾和防雷愛護(hù)措施一、掌握技術(shù)2、掌握系統(tǒng)構(gòu)造雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組掌握系統(tǒng)底部變流器柜：雙饋發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)及發(fā)電機(jī)發(fā)電過程掌握塔筒掌握柜：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的掌握、顯示操作和通信機(jī)艙掌握柜：機(jī)組制動(dòng)、偏航及液壓系統(tǒng)、變速箱等溫度調(diào)整，各參數(shù)、風(fēng)速、風(fēng)向檢測(cè)一、掌握技術(shù)單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)與中心監(jiān)控系統(tǒng)通信，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控一、掌握技術(shù)3、掌握過程無人值守、自動(dòng)起動(dòng)、并網(wǎng)、發(fā)電、停機(jī)待機(jī)狀態(tài)、起動(dòng)狀態(tài)、欠功率運(yùn)行狀態(tài)、額定功率運(yùn)行狀態(tài)、正常停機(jī)狀態(tài)、緊急停機(jī)狀態(tài)待機(jī)狀態(tài)機(jī)組運(yùn)行部件均檢測(cè)正常，風(fēng)速低于3.5m/s。執(zhí)行機(jī)構(gòu)和信號(hào)處于實(shí)時(shí)監(jiān)控狀態(tài)，制動(dòng)盤松開，葉尖擾流器收回，處于順槳狀態(tài)一、掌握技術(shù)起動(dòng)過程風(fēng)速增加，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速增加到肯定轉(zhuǎn)速，為并網(wǎng)做好預(yù)備10min電網(wǎng)電壓及頻率正常，風(fēng)速超過3.5m/s，掌握器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和檢測(cè)信號(hào)正常，槳距從順槳轉(zhuǎn)至適宜角度。定槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)起動(dòng)在電動(dòng)機(jī)提高轉(zhuǎn)速(發(fā)電機(jī))機(jī)組并網(wǎng)過程機(jī)組轉(zhuǎn)速到達(dá)額定轉(zhuǎn)速，合閘開關(guān)接入電網(wǎng)一般異步發(fā)電機(jī)：機(jī)組轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速，晶閘管開頭觸發(fā)導(dǎo)通，導(dǎo)通角隨轉(zhuǎn)速增加而增大，當(dāng)轉(zhuǎn)速到達(dá)同步轉(zhuǎn)速，晶閘管完全導(dǎo)通，超過同步轉(zhuǎn)速進(jìn)入發(fā)電，旁路接觸器閉合，晶閘管停頓觸發(fā)雙饋發(fā)電機(jī)：掌握溝通器掌握轉(zhuǎn)子溝通勵(lì)磁完成，掌握勵(lì)磁電壓幅值、頻率、相位、相序?qū)崿F(xiàn)，簡(jiǎn)潔并網(wǎng)。一、掌握技術(shù)直驅(qū)發(fā)電機(jī)：掌握全功率變流器完成并網(wǎng)。首先起動(dòng)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(dòng)電機(jī)側(cè)變流器調(diào)制單元并檢測(cè)機(jī)組轉(zhuǎn)速，跟蹤電網(wǎng)電壓、電流波形與相位。電機(jī)到達(dá)肯定轉(zhuǎn)速，全功率變流器掌握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(cè)電網(wǎng)電壓與變流器網(wǎng)側(cè)電壓相位差，相等時(shí)并網(wǎng)。欠功率運(yùn)行狀態(tài)風(fēng)速低于額定風(fēng)速，調(diào)整槳距角至最大風(fēng)能處，通過發(fā)電機(jī)勵(lì)磁掌握調(diào)整機(jī)組轉(zhuǎn)速追蹤最正確葉尖速比，到達(dá)最大風(fēng)能捕獲。雙饋異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)差速率±25%，直驅(qū)發(fā)電機(jī)10~22r/min，一般異步發(fā)電機(jī)不行調(diào)一、掌握技術(shù)額定功率運(yùn)行狀態(tài)風(fēng)速高于額定風(fēng)速，變槳距角保持輸出功率在額定功率四周。風(fēng)速波動(dòng)雙饋異步發(fā)電機(jī)：調(diào)整轉(zhuǎn)差速率調(diào)整風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速，存儲(chǔ)多余風(fēng)能，到達(dá)穩(wěn)定輸出功率。定槳距：依靠失速特性實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定輸出功率。停機(jī)狀態(tài)正常停機(jī)：槳葉順槳

發(fā)電機(jī)脫離電網(wǎng)

機(jī)械制動(dòng),(自動(dòng)重新啟動(dòng))緊急停機(jī)：快速順槳，發(fā)電機(jī)脫網(wǎng)并機(jī)械制動(dòng)(安全鏈動(dòng)作，人工重新啟動(dòng))二、風(fēng)力機(jī)掌握風(fēng)的隨機(jī)性風(fēng)電并網(wǎng)最正確風(fēng)能利用及安全發(fā)電機(jī)掌握風(fēng)力發(fā)電機(jī)掌握技術(shù)風(fēng)力機(jī)掌握系統(tǒng)參數(shù)檢測(cè)安全愛護(hù)二、風(fēng)力機(jī)掌握1、空氣動(dòng)力學(xué)原理風(fēng)速變化，葉尖速比變化，功率系數(shù)變化，對(duì)應(yīng)唯一的最大風(fēng)能捕獲掌握：風(fēng)速變化，發(fā)電機(jī)功率<額定功率，調(diào)整風(fēng)輪轉(zhuǎn)速和槳距角，追蹤最正確功率曲線，獲得最大風(fēng)能系數(shù)恒功率掌握：風(fēng)速增加到額定風(fēng)速，發(fā)電機(jī)的輸出功率到達(dá)額定功率四周，風(fēng)速機(jī)械增加，通過增大槳距角減小發(fā)電機(jī)輸出功率，維持額定功率四周二、風(fēng)力機(jī)掌握負(fù)攻角小攻角大攻角主動(dòng)失速變槳距掌握：減小槳距角，葉片失速限制總距主動(dòng)變槳距掌握：增大槳距角，減小攻角，減小升力實(shí)現(xiàn)功率限制轉(zhuǎn)變攻角，轉(zhuǎn)變升阻比，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)矩掌握起動(dòng)階段：轉(zhuǎn)變適宜攻角，獲得最大起動(dòng)力矩恒功率階段：二、風(fēng)力機(jī)掌握2、定槳距風(fēng)力機(jī)掌握掌握風(fēng)能吸取方式：葉片失速和主動(dòng)變槳距定槳距風(fēng)力機(jī)風(fēng)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(kuò)展至尖部必需解決問題：風(fēng)速高于額定風(fēng)速時(shí)，葉片失速能槳功率限制在額定功率四周風(fēng)力發(fā)電機(jī)組突甩電網(wǎng)，機(jī)組安全停機(jī)二、風(fēng)力機(jī)掌握葉片自動(dòng)失速性能：葉片翼型設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)葉片制動(dòng)力量：葉尖擾流器和機(jī)械制動(dòng)實(shí)現(xiàn)定槳距掌握槳距角不變，普遍承受一般異步發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)速不行調(diào)，最大功率系數(shù)對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速固定雙速發(fā)電機(jī)提凹凸風(fēng)速和高風(fēng)速風(fēng)能利用系數(shù)通過葉片失速特性和葉尖擾流器實(shí)現(xiàn)功率掌握，優(yōu)點(diǎn)：掌握系統(tǒng)簡(jiǎn)潔，性能牢靠，缺點(diǎn)：葉片重量較大，輪轂、塔架受力較大，不簡(jiǎn)潔起動(dòng)，必需配備特地起動(dòng)程序不適合大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組二、風(fēng)力機(jī)掌握變槳距風(fēng)力機(jī)3、變槳距風(fēng)力機(jī)掌握葉片與輪轂通過變距機(jī)構(gòu)連接一樣額定功率點(diǎn)，變槳對(duì)應(yīng)風(fēng)速<定槳定槳：低風(fēng)速利用系數(shù)較高，接近額定點(diǎn)時(shí)，利用系數(shù)大幅下滑，超過額定點(diǎn)，葉片失速，功率下滑變槳：通過變槳距角，低風(fēng)速最大利用系數(shù)，高風(fēng)速，恒定額定功率兆瓦級(jí)承受二、風(fēng)力機(jī)掌握變槳距掌握特性：運(yùn)行工況隨風(fēng)速變化切換起動(dòng)并網(wǎng)階段：條件：風(fēng)速到達(dá)切入風(fēng)速并保持肯定時(shí)間目標(biāo)：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的升速和并網(wǎng)任務(wù)：發(fā)電機(jī)快速平穩(wěn)升速，恒定轉(zhuǎn)速最大風(fēng)能捕獲階段：條件：風(fēng)速<額定風(fēng)速，功率<額定功率目標(biāo)：最大限度利用風(fēng)能任務(wù)：最大風(fēng)能利用角度，勵(lì)磁調(diào)整轉(zhuǎn)速恒定功率掌握階段：條件：風(fēng)速>額定風(fēng)速，功率>額定功率目標(biāo)：功率≈額定功率，<功率極限任務(wù)：調(diào)整槳距角使功率恒定二、風(fēng)力機(jī)掌握超風(fēng)速切出階段：條件：風(fēng)速>切出風(fēng)速目標(biāo)：機(jī)組安全停機(jī)任務(wù)：葉片順槳其次、四階段槳距分別為最正確風(fēng)能吸取角度和順槳角度的極端，承受開環(huán)挨次掌握第一、三階段為連續(xù)掌握第一階段可承受開環(huán)和閉環(huán)掌握功率掌握首要掌握目標(biāo)：功率掌握掌握目標(biāo)：低于額定風(fēng)速實(shí)現(xiàn)最優(yōu)功率曲線(最大風(fēng)能捕獲)高于額定風(fēng)速掌握功率額定值(恒功率掌握)二、風(fēng)力機(jī)掌握低于額定風(fēng)速：動(dòng)量理論：最正確功率與轉(zhuǎn)速三次方成正比，消退轉(zhuǎn)速掌握對(duì)風(fēng)速的依靠和風(fēng)速測(cè)量不行靠性變槳距功率掌握方式：主動(dòng)失速掌握：向失速方向變槳距，失速狀態(tài)氣動(dòng)特性精度猜測(cè)難，葉片負(fù)載和功率波動(dòng)變槳距掌握：向小攻角方向變槳，是大型風(fēng)力機(jī)功率掌握的主要方式槳距角處于最正確風(fēng)能吸取效率角度(2°~3°)依據(jù)風(fēng)速調(diào)整發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速保持最正確葉尖速比二、風(fēng)力機(jī)掌握功率掌握特點(diǎn)風(fēng)速<額定風(fēng)速，1最大風(fēng)能捕獲，轉(zhuǎn)速上升2轉(zhuǎn)速到達(dá)極限，功率<額定，恒轉(zhuǎn)速掌握風(fēng)速>額定風(fēng)速，恒功率掌握升轉(zhuǎn)速掌握、并網(wǎng)掌握、恒Cp掌握、恒轉(zhuǎn)速掌握、恒功率掌握多擾動(dòng)因素：雷諾數(shù)(5%)，葉片沉積物(20%),電網(wǎng)、風(fēng)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(jī)氣動(dòng)非線性：變槳距系統(tǒng)的主要特性是風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)特性，風(fēng)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、掌握技術(shù)掌握系統(tǒng)構(gòu)造特點(diǎn)變槳距掌握系統(tǒng)工作方式：并網(wǎng)前轉(zhuǎn)速掌握和并網(wǎng)后功率掌握承受經(jīng)典PI掌握算法，通過轉(zhuǎn)速吸取和釋放風(fēng)速波動(dòng)，接近變距的延遲性風(fēng)速<切入速度：調(diào)整槳距角掌握轉(zhuǎn)速，起動(dòng)階段升速并網(wǎng)風(fēng)速<額定風(fēng)速：槳距角保持最優(yōu)位置，掌握發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速保持最大Cp轉(zhuǎn)速=極限轉(zhuǎn)速：掌握轉(zhuǎn)速恒定，調(diào)整槳距角風(fēng)速>額定風(fēng)速：減小槳距角，恒定功率風(fēng)速>切出風(fēng)速：順槳三、發(fā)電機(jī)掌握技術(shù)發(fā)電機(jī)形式：一般異步發(fā)電機(jī)、雙饋式發(fā)電機(jī)、直驅(qū)發(fā)電機(jī)1、發(fā)電機(jī)掌握要求與變槳距掌握系統(tǒng)協(xié)調(diào)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組處于最正確運(yùn)行狀態(tài)掌握要求：風(fēng)速<額定風(fēng)速：風(fēng)能最大捕獲風(fēng)速>額定風(fēng)速：額定功率并網(wǎng)掌握限制發(fā)電機(jī)并網(wǎng)時(shí)的瞬變電流，保證機(jī)組安全發(fā)電機(jī)頻率=電網(wǎng)頻率發(fā)電機(jī)電壓幅值=電網(wǎng)電壓幅值，波形全都發(fā)電機(jī)電壓相序=電網(wǎng)電壓相序發(fā)電機(jī)電壓相位=電網(wǎng)電壓相位同期條件三、發(fā)電機(jī)掌握技術(shù)2、異步發(fā)電機(jī)掌握一般異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化小，效率低籠型雙速異步發(fā)電機(jī)和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差可調(diào)異步發(fā)電機(jī)雙速異步發(fā)電機(jī)掌握定槳距風(fēng)力機(jī)組中較為普遍，通過轉(zhuǎn)變極對(duì)數(shù)解決低風(fēng)速下效率偏低問題。平均風(fēng)速高于氣動(dòng)風(fēng)速時(shí)，機(jī)組起動(dòng)，先小發(fā)電機(jī)并網(wǎng)，風(fēng)速連續(xù)上升，大發(fā)電機(jī)并網(wǎng)。三、發(fā)電機(jī)掌握技術(shù)風(fēng)速>切入風(fēng)速風(fēng)力機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)速≈同步轉(zhuǎn)速小發(fā)電機(jī)并網(wǎng)風(fēng)速增加轉(zhuǎn)速增加小發(fā)電機(jī)功率=P1小發(fā)電機(jī)脫網(wǎng)轉(zhuǎn)速上升轉(zhuǎn)速≈大發(fā)電機(jī)并網(wǎng)轉(zhuǎn)速大發(fā)電機(jī)并網(wǎng)大發(fā)電機(jī)并網(wǎng)風(fēng)速降低轉(zhuǎn)速降低功率減小=P2轉(zhuǎn)速降低小發(fā)電機(jī)

大發(fā)電機(jī)大發(fā)電機(jī)

小發(fā)電機(jī)大發(fā)電機(jī)脫網(wǎng)轉(zhuǎn)速增加小發(fā)電機(jī)并網(wǎng)三、發(fā)電機(jī)掌握技術(shù)轉(zhuǎn)差可調(diào)異步發(fā)電機(jī)掌握目標(biāo)：調(diào)整運(yùn)行轉(zhuǎn)速，保持功率恒定，避開槳距機(jī)構(gòu)頻率起動(dòng)和功率波動(dòng)原理：風(fēng)速變化，轉(zhuǎn)速變化，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流變化，功率波動(dòng)，增加可變電阻，恒定轉(zhuǎn)子電流，發(fā)電機(jī)功率輸出恒定。過程：額定功率TemN，對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子電阻R1風(fēng)速增加，轉(zhuǎn)矩增大，點(diǎn)a

點(diǎn)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)子電流掌握：調(diào)整轉(zhuǎn)子回路的串接電阻值維持轉(zhuǎn)子電流恒定可實(shí)現(xiàn)變轉(zhuǎn)速運(yùn)行，功率消耗在轉(zhuǎn)子回路，效率低于雙饋異步發(fā)電機(jī)三、發(fā)電機(jī)掌握技術(shù)轉(zhuǎn)差可調(diào)異步發(fā)電機(jī)構(gòu)造通過PWM脈沖寬度調(diào)制器掌握IGBT的導(dǎo)通和關(guān)斷調(diào)整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(jī)掌握技術(shù)轉(zhuǎn)差可調(diào)異步發(fā)電機(jī)功率調(diào)整變槳距調(diào)整不利于風(fēng)速變化頻率的功率波動(dòng)，需協(xié)作轉(zhuǎn)差可調(diào)異步發(fā)電機(jī)掌握器A:變槳距掌握；掌握器B:發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流調(diào)整風(fēng)速<額定風(fēng)速：掌握器A執(zhí)行變槳到最大攻角，掌握器B依據(jù)實(shí)際功率與給定功率比較調(diào)整轉(zhuǎn)子電流，實(shí)現(xiàn)最正確葉尖速比調(diào)整風(fēng)速>額定風(fēng)速：掌握器A執(zhí)行發(fā)電機(jī)輸出功率恒定攻角，掌握器B依據(jù)額定功率推斷功率波動(dòng)，轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)子電流瞬間值，利用風(fēng)輪存儲(chǔ)和釋放功率，恒定輸出功率變槳距掌握針對(duì)平均風(fēng)速變化調(diào)整；轉(zhuǎn)差掌握風(fēng)速變化高頻重量三、發(fā)電機(jī)掌握技術(shù)異步發(fā)電機(jī)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(jī)相序與電網(wǎng)相序一樣執(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(shí)下降適用：發(fā)電機(jī)組容量較小，電網(wǎng)容量較大準(zhǔn)同期并網(wǎng)：要求：發(fā)電機(jī)電壓、頻率、相位與電網(wǎng)一樣執(zhí)行：轉(zhuǎn)速接近，需整步和調(diào)校問題：沖擊電流小，但必需掌握在轉(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(jī)掌握技術(shù)降壓并網(wǎng)：要求：發(fā)電機(jī)相序與電網(wǎng)相序一樣執(zhí)行：在發(fā)電機(jī)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(jì)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(jī)相序與電網(wǎng)相序一樣執(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(jī)并網(wǎng)瞬間沖擊電流掌握在允許限度內(nèi)大型風(fēng)力發(fā)電普遍承受的并網(wǎng)技術(shù)：晶閘管軟切入并網(wǎng)方法三、發(fā)電機(jī)掌握技術(shù)晶閘軟管并網(wǎng)并網(wǎng)過程：風(fēng)力機(jī)發(fā)電機(jī)組起動(dòng)命令檢查發(fā)電機(jī)相序與電網(wǎng)相序發(fā)電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)速增加≈同步轉(zhuǎn)速雙向晶閘管180°0°,導(dǎo)通角0°180°,轉(zhuǎn)速上升轉(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(bǔ)償電容提高功率因素并網(wǎng)完成三、發(fā)電機(jī)掌握技術(shù)3、雙饋發(fā)電機(jī)掌握雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)特點(diǎn)：亞同步、超同步、同步狀態(tài)均高效發(fā)電緣由：可控轉(zhuǎn)子溝通勵(lì)磁技術(shù)優(yōu)越性：矢量掌握，定子輸出有功功率與無功功率的獨(dú)立解耦掌握轉(zhuǎn)子變流器：交-直-交電壓型強(qiáng)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(jī)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)掌握的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(jí)普遍承受三、發(fā)電機(jī)掌握技術(shù)PWM掌握根本原理根本思想：對(duì)脈沖寬度進(jìn)展調(diào)制，等效獲得所需波形理論根底：面積等效原則：沖量(面積)相等而外形不同的窄脈沖加在具有慣性環(huán)節(jié)上，效果根本一樣(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(jī)掌握技術(shù)網(wǎng)側(cè)變化器：電網(wǎng)溝通側(cè)單元功率因素掌握和保持直流環(huán)節(jié)電壓穩(wěn)定，保證轉(zhuǎn)子側(cè)變換器和發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)牢靠性轉(zhuǎn)子側(cè)變換器：依據(jù)發(fā)電機(jī)矢量掌握系統(tǒng)指令變化需要的勵(lì)磁電壓背靠背變流器PWM變流器根本構(gòu)造目的：電網(wǎng)三相工頻電壓變化成頻率、幅值、相位均可變的勵(lì)磁電壓實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子溝通勵(lì)磁三、發(fā)電機(jī)掌握技術(shù)雙饋異步發(fā)電機(jī)優(yōu)越性掌握發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)差，減小槳距調(diào)整減低風(fēng)力發(fā)電機(jī)噪聲水平減低機(jī)組轉(zhuǎn)矩猛烈起伏，減小旋轉(zhuǎn)部件機(jī)械應(yīng)力，減輕風(fēng)力機(jī)質(zhì)量最優(yōu)化效率運(yùn)作，發(fā)電效率高發(fā)電機(jī)起伏平滑功率輸出，電能質(zhì)量高功率因子可調(diào)風(fēng)力機(jī)獨(dú)立和聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行變流器容量小。三、發(fā)電機(jī)掌握技術(shù)4、直驅(qū)發(fā)電機(jī)掌握風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主要機(jī)型之一，效率高、掌握效果好變速恒頻掌握：發(fā)電機(jī)定子側(cè)實(shí)現(xiàn)頻率變化方式：溝通三相橋式整流器直流逆變器恒頻溝通電網(wǎng)側(cè)變流器：掌握直流側(cè)電壓和電網(wǎng)發(fā)電功率，有功和無功功率解耦掌握發(fā)電機(jī)側(cè)變流器：調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)最大功率和效能利用調(diào)整發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，影響永磁同步發(fā)電機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)速三、發(fā)電機(jī)掌握技術(shù)5、各發(fā)電機(jī)掌握比較轉(zhuǎn)差異步發(fā)電機(jī)雙饋異步發(fā)電機(jī)直驅(qū)發(fā)電機(jī)目的方式掌握形式變流器功率調(diào)整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)子溝通勵(lì)磁定子三相整流有有無PWM調(diào)整電阻值PWM溝通頻率、電壓、相位獨(dú)立勵(lì)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(dú)立有功、無功獨(dú)立有功四、信號(hào)檢測(cè)1、風(fēng)速及風(fēng)向信號(hào)檢測(cè)風(fēng)速與風(fēng)向是重要的風(fēng)況參數(shù)風(fēng)速：功率計(jì)算及風(fēng)力機(jī)掌握的重要參考量，誤差5%(±0.5m/s)，風(fēng)杯風(fēng)速計(jì)風(fēng)杯與四極磁鐵相連，低阻抗線圈產(chǎn)生與風(fēng)速成比例的溝通信號(hào)，頻率大小即可得轉(zhuǎn)速風(fēng)向：偏航掌握的主要參考量，誤差<5°,風(fēng)向標(biāo)圓筒遮光罩——光電管構(gòu)造：通過遮光罩是否遮擋光電管檢測(cè)風(fēng)向光電感應(yīng)傳感器(光電編碼器)：通過格雷碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)，精度簡(jiǎn)潔，牢靠四、信號(hào)檢測(cè)2、轉(zhuǎn)速信號(hào)檢測(cè)掌握系統(tǒng)重要測(cè)量參數(shù)：風(fēng)輪轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速要求：精度和準(zhǔn)確度高霍爾傳感器根本原理：霍爾效應(yīng)：帶電半導(dǎo)體置于磁力線和電流方向垂直的磁場(chǎng)中，半導(dǎo)體產(chǎn)生電壓發(fā)電機(jī)和風(fēng)輪轉(zhuǎn)軸需增加專用測(cè)速齒輪，齒輪與磁極之間磁阻隨齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)交替轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生交變電壓。優(yōu)點(diǎn)：精度高，實(shí)時(shí)性好缺點(diǎn)：易收外界電磁干擾四、信號(hào)檢測(cè)增量式光電編碼器原理：通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量主信號(hào)：產(chǎn)生角度分割脈沖信號(hào)，反響電機(jī)轉(zhuǎn)速零信號(hào)：錯(cuò)誤計(jì)數(shù)的檢測(cè)和每周原點(diǎn)使用旋轉(zhuǎn)方向信息五、執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：變槳系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)和液壓制動(dòng)系統(tǒng)1、制動(dòng)愛護(hù)系統(tǒng)風(fēng)力機(jī)組具備：空氣動(dòng)力制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)空氣動(dòng)力制動(dòng)：葉尖擾流器變槳距的順槳轉(zhuǎn)速減低到肯定，不能為0機(jī)械制動(dòng)：盤式制動(dòng)，安裝在高速軸上，減小制動(dòng)力矩，齒輪箱承受制動(dòng)力矩制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則：失效愛護(hù)原則，失電或液壓系統(tǒng)失效時(shí)處于制動(dòng)五、執(zhí)行機(jī)構(gòu)2、變槳距系統(tǒng)工作狀態(tài)：切入風(fēng)速~切出風(fēng)速，變槳距至最正確風(fēng)能利用系數(shù)和額定功率>切出風(fēng)速：順槳減速液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)：響應(yīng)速度快、轉(zhuǎn)矩大、失電自動(dòng)愛護(hù)電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：構(gòu)造簡(jiǎn)潔、葉片單獨(dú)掌握，需蓄電池槳距掌握設(shè)定上、下限幅，限制執(zhí)行行程五、執(zhí)行機(jī)構(gòu)3、偏航系統(tǒng)根本構(gòu)造根本功能：1跟蹤風(fēng)向；2自動(dòng)解除電纜纏繞五、執(zhí)行機(jī)構(gòu)偏航掌握系統(tǒng)解纜操作偏航系統(tǒng)具備扭攬愛護(hù)功能偏航齒輪安裝獨(dú)立的記數(shù)傳感器，記錄轉(zhuǎn)過齒數(shù)電纜進(jìn)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(dòng)行程開關(guān)，安全停機(jī)。六、風(fēng)機(jī)安全愛護(hù)掌握系統(tǒng)任務(wù)：1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電運(yùn)行掌握2機(jī)組的安全愛護(hù)1、安全愛護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)三級(jí)愛護(hù)：正常愛護(hù)等級(jí)：機(jī)