风力发电机组变桨控制.pdf

2.风力发电机组控制原理—变桨距控制对象特点 a）气动非线性 变桨距控制实质是通过改变攻角来控制风力机的驱动转矩，风能利 用系数曲线对桨距角和叶尖速比的变化规律具有很强的非线性。 b）工况频繁切换 由于自然风速大小随机变化，各风速段机组控制目标不同，导致变 速风力发电机组随风速在各个运行工况之间频繁切换。 c）多扰动因素 影响风力发电机组性能变化的不确定干扰因素很多，风速的变化 （尤其是阵风）对风力发电机组的功率影响最大。 d）变桨距执行系统的大惯性与非线性 常用的液压执行机构和电机执行机构，驱动时呈现出非线性的性 质。随着风力机容量的不断增大，变桨距执行机构自身的原因引入 的惯量也越来越大，使动态性能变差，表现出了大惯性对象的特 点。 华北电力大学控计学院 肖运启 2.风力发电机组控制原理—变桨距控制系统 目前并网型风力发电机组的变桨距控制系统根据机组 并网前、后的工况主要包含两种工作方式：并网前转 速控制和并网后功率控制。 变桨距风力发电机组变桨控制系统图 华北电力大学控计学院 肖运启 2.风力发电机组控制原理—偏航控制系统 偏航系统是风力发电机组特有的伺服系统。它主要有 两个功能：一是使风轮跟踪变化稳定的风向；二是当 风力发电机组由于偏航作用，机舱内引出的电缆发生 缠绕时，自动解除缠绕。 风向信号 控制器 放大器 偏航机构 风力机 + + - - 偏航角度 风轮轴向 风机轴向 偏航控制系统 华北电力大学控计学院 肖运启 2.风力发电机组控制原理—安全保护系统 根据风力发电机组控制系统的发电、输电、运行控制等不同环节的特 点，一般对于风电机组保护系统分为三个保护等级。 华北电力大学控计学院 肖运启 3 风电场接入电网的有关规定内容 1.技术要求规范性引用文件 GB/T 12325-2008 电能质量 供电电压偏差 GB 12326-2008 电能质量 电压波动和闪变 GB/T 14549-1993 电能质量 公用电网谐波 GB/T 15945-2008 电能质量 电力系统频率偏差 GB/T 15543-2008 电能质量 三相电压不平衡 DL 755-2001 电力系统安全稳定导则 SD 325-1989 电力系统电压和无功技术导则 GB/T 20320-2006 风力发电机组 电能质量测量和评估方法 DL/T 1040-2007 电网运行准则 华北电力大学控计学院 肖运启 3 风电场接入电网的有关规定内容 2.部分与具体技术要求 1）有功功率 2）无功功率 3）电压偏差与低电压穿越 4 ）运行频率 5）电压波动 6）通信与信号 华北电力大学控计学院 肖运启 1）有功功率 风电场需要安装有功功率控制系统，能够接收并自动执行调度部 门远方发送的有功出力控制信号。同时，风电场应限制输出功率 的变化率，但可以接受因风速