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as an as of s 0th 0s, to As of of At on at In in It is is to an of be in to of of as to or of to or at in is to In 300 2 A is of a is to a to of a 1. , 2. in of By of to so LC as to to 7 - 300 LC as a of at of In 50kW LC LC PU 315, LC on of of to of Is to be is in of an as of is to of , to of of of of 3, by 0 , to to of in as to to to of of 3 of 7 - 300on 50kW to of LC of of 制器在风电机组中的应用 1 引言 风能作为一种取之不尽、清洁无污染的可再生能源 ,其开发利用已经受到了世界各国的普遍重视 ,作为风力资源丰富的国家之一 ,我国的风力发电水平也取得了较快的发展。从 20 世纪 70 年代开始 ,并网型风力发电己经逐渐开始商业化 ,技术也日益成熟 ,单机容量越来越大 ,而失速型异步风电机已成为国内风电场的主要机型。作为采集风能的主要形式 ,风电机组的控制问题研究变得越来越重要。目前 ,在风电机组控制运行上 ,制已被国内外普遍采用。在最近几年 ,其诸多特点获得广泛的使用 ,在工业先进国 家已成为工业控制的标准设备。它专为工业控制而设计 ,集电气、仪表、控制三电于一体 ,是实现机电一体化的理想控制设备。 用可以编制程序的存储器 ,除了可以执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令 ,还可以完成各种顺序或定时的闭环控制功能。通过各类通讯接口与模块处理 ,进行数字式或模拟式的输入和输出 ,方便各级连接 ,体积小、抗干扰能力强、可靠性高、稳定性好、能在恶劣环境下长时间、不间断运行 ,且编程简单 ,维护方便。本文就 300 2 风机控制装置 风机控制是整个风电机组安全可靠运行的关键技术 ,控制装置与风力发电机组的其余各部分密切相关 ,是风电机组运行的大脑 ,是整个机组正常可靠运行以及实现最佳运行的可靠保证 1 。风机控制系统结构图如图 1 所示 ,主要包括中心控制器、软并网控制系统、无功补偿控制系统和偏航控制系统等 2 。 2. 1 风机控制系统硬件结构设计 风电机组大多工作于高温、高寒、高湿、风沙等恶劣的自然环境与强电磁干扰环境中 ,且无人值守 ,要求其主控制器抗干扰能力强 ,工作可靠性高 ,各种运行参数测量准确 ,控制策略合理 ,对故障的判 断处理及时准确。通过分析机组的控制要求与特点 ,顺序控制较多 ,控制系统需要处理的输入输出信号也大都是开关信号 ,所以选用 为主控制器可以满足风电机组对其控制系统的要求。衡量风电机的要求需要 ,选择西门子公司的 300 型 块作为失速型并网异步风电机组的中心控制器。 风电机组控制装置的硬件组成主要包括主控制柜 (、计算机柜(、电容柜 (、顶部控制柜 (、传感器、执行机构以及控制 电缆等。在 750塔顶机舱柜中 块主 要包括数字量输入模块 拟量输入模块 速记数模块 口模块 列 ) 等 ; 塔底控制柜中 块主要包括 块 315、数字量输入模块 字量输出模块 讯处理器 源模块 。 2 2 风机控制系统软件结构设计 结合 统的特点 , 使用 机组控制系统编写风机控制应用程序 ,采用语句表和梯形图相结合的方法 , 实现了应用程 序的模块化、结构化编程。为更加方便、安全地进行风电机组的控制 ,把风电机组所要实现的控制功能分成几个相对独立的任务 ,按照模块化的软件编程方法进行编程 ,主程序主要完成风电机组的机组启动、软并网、大小电机切换控制以及发电系统的功率优化等 ;子程序主要包括 :停机子程序、紧急停机子程序、偏航子程序、解缆子程序、齿轮油泵启 压油泵启 启动前 ,主开关合闸 ,风力发电机组控制器准备自动运行。首先系统初始化 ,控制程序初始化、检查微控制器硬件和外设状态是否完好 ,检测系统参数 (温度 ,液 压油 ,压力 ,风向 ,风速等 ) ,比较所检测的操作参数 ,如果没有故障 ,系统就可以正式起动。启动时 ,首先检查电网 ,检测电网的各个参数、设置各个计数器、输出机构初始工作状态及晶闸管的开通角 3 ,之后 ,风力发电机组开始自动运行。风轮的叶尖角由 90恢复为 0,风轮开始转动 ,计算机开始实时监测各个参数 ,随着风轮速度的提高 ,风轮反馈的转速信号作为输入的判断条件 ,送入控制器 ,以判断是否可以并网。当发电系统运行以后 ,系统检测的参数用以判断参数有否超过极限、执行偏航、相位补偿、安全制动。 3 结束语 结合风力发电的控制要 求 ,以 300 型 对 750研究了其控制系统的构成及风机控制过程 ,本文设计的制系统 ,通过测试风机的实际控制及运行可以实现对风电机组的良好控制。
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