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一期工程安装的是Vestas的V52－850KWLT型风机，是三叶片、主动偏航的上风向、变速、变桨距风机。该风机叶轮直径为52米，并采用了OptiSpeedTM（最佳转速）技术。这项技术可使风机转轮在不同的转速下运行。Vestas的V52－850KW具有独特的变桨距系统，采用OptiTipR（最佳桨距）技术。OptiTipR该系统能不断调整风机叶片以保证风机在不同风况下的最佳叶片角度。V52-850KW风力发电机组概述在高风速时OptiSpeedTM（最佳转速）技术和变桨距调节系统保证风机在空气温度和湿度变化的情况下输出额定功率。在低风速时，OptiTip®（最佳桨距）技术和OptiSpeedTM（最佳转速）技术通过选择最佳的桨距角度和转速来优化功率输出。风机采用了叶片顺桨刹车的方式。叶片桨距的变化由液压系统来调节。液压系统可使叶片转动95度（改变叶片桨距角），还可为刹车系统提供动力，紧急刹车盘系统固定在齿轮箱的高速轴上。V52-850KW风力发电机组概述叶片由环氧树脂的玻璃纤维材料制成，每只叶片有两片叶壳，固定在叶梁上，特殊钢制叶跟将叶片与叶片轴承相连。叶片轴称为四点球轴承，由螺栓连至叶片轮毂。主轴通过齿轮箱（由行星齿轮和斜齿轮组成）将机械能传至发电机。齿轮箱由免维护的万向轴连至发电机。发电机为特制、带绕组的4极异步发电机。变桨距调节系统通过一个液压/机械系统来激活.这个液压系统同时也被刹车盘使用V52-850KW风力发电机组概述OptiSpeedTM（最佳转速）,又名VestasConverterSystem(VCS)Vestas变频系统，确保风机有一个稳固和稳定的能量。VCS组成包括：一个带转子绕组和滑环的有效异步发电机；一个带IGBT开关的能量转换器；电流接触器和保护器；VCS能使风机在正常RPM大约60%的范围内不同风速的情况下运行。VCS以及OptiTip®（最佳桨距）变桨距调节系统，确保能量最优化，低噪声运行和减少齿轮箱以及其它重要部件的负载。VCS通过控制发电机转子回路电流，能更加有效地控制无功功率，给发电机和电网一个更加正确精准的连接。VCSOptiSpeed说明VMP风机控制器VMP风机控制器是VestasMultiProcessor控制器的缩写。为了确保风机在任何风速情况下风机的性能最理想，控制器控制和监控了风机的所有功能。如果控制器检测到一个错误将使风机停机，在操作面板上显示当前运行数据。VMP控制器包括一个地面控制器、变频系统控制器和顶部控制器。最后两个被放在机舱内。它们是通过一根传输光缆线连接在一起进行信号传输的。地面控制器包含主电路断路器和地面处理器，它与操作面板是一个整体。发电机的电缆和电网的电缆是连接到地面控制器的。在顶部VCP控制器和顶部控制器是各自组合放置的。顶部处理器控制机舱内设备，如：速度控制器、功率控制和变桨角度、偏航和内部温度控制。VCP控制电机的切入和切出，测量电流、电压和变频器的控制。VestasV52-850kWOptiSpeedTM(最佳转速)风机是依据风机在-20℃到+40℃的环境温度下运行来设计的，在温度范围以外，风机将处于暂停模式。相应的重启机环境温度界限为-20℃到+38℃。V52-850kWLT风机设计运行温度范围为-30℃到+40℃。在非运行工况下，允许温度为-40℃到+50℃。在风场内排列风机时，风机的间距应为5倍于叶轮转径的距离（260米）；如果风机排列成一行，并垂直于主风向，风机的间距应为至少4倍与转轮直径的距离（208米）。相对湿度可为100％（最多偶尔可超过10％），腐蚀保护符合ISO12944-2的C3级和C4级的标准。V52-850KW风力发电机组对环境的要求电网频率范围在+1/-3HZ（50HZ时）或+2/-3（60HZ时）的变化。工作电压的变化必须在其额定值±10％的范围内（默认设置为+6/-10％）。接地连接电阻的最高值为10欧姆V52-850KW风力发电机组对电网的要求风机频率传动比发电机同步转速风轮转速V52501:62.0150024.2V52601:74.5180024.2转轮直径:52米扫风面积:2124平方米叶片长度:25.3米叶片锥度:30叶片重量：约1.900千克/片材料:环氧树脂的玻璃纤维叶片数量:3片静态转轮转速:26转/分运行转速范围:14.0-31.4转/分旋转方向:顺时针(从前面看)方位:上风向空气制动:顺桨V52-850KW风力发电机组规范齿轮油系统50-55度55-61度低于20度5-8度投加热超过同步转速75％投入压力监视上线80度停减速机和齿轮油系统简介•当油温度超过45℃，恒温阀开始逐渐把油引入冷却器，直到60℃时，完全打开引入冷却器。•当过滤器压差达2.2bar时，发出清洗信号（但油温低于20℃时不发信号）。当压差大于3.5bar时，过滤器的旁路阀3.1投入运行。•齿轮油冷却器有两个风扇，8A和8B，由VMP-5000控制器控制。•风扇8A在油温为55℃时投运，在50℃停止运行。•风扇8B在油温为61℃时投运，在55℃停止运行。•当风机在RUN和PAUSE（运行和暂停）状态下，风扇自动运行；在STOP和EMERGENCYSTOP（停止和紧急停止）状态下，风扇自动停止运行。类型：装有VCS的转子绕组异步发电机额定功率：850KW电压：690V（AC）频率：50Hz/60Hz级数：4级保护等级：IP54额定转速：1620/1944转/分额定电流：711A设置功率因数：1.0功率因数范围：0.98感性-0.95容性可用无功功率：+172/-279KVArV52-850KW风力发电机规范赛罕坝风场V52-850KW风力发电机采用的是双馈电机。近十多年来，国外兴起研制交流励磁电动机和发电机热潮，即在电机转子绕组中引入二相或三相附加电势，使其产生二相或三相交流励磁电流，除发现改变励磁电流幅值可调节电机无功外，还发现改变励磁电流相位可调节电机有功，改变励磁电流频率可调节电机转速。这种电机在配合改变励磁电流相序和转子转差功率流向时还可使其转速超过同步转速；若在调速的同时能对其励磁电流的有功分量和无功分量进行解耦控制，则可使电机运行在高功率因数即cosφ=1状态下，取得巨大节能效果。目前我国研制的1.5MW风力发电机组已通过试验，进入试生产阶段。双馈电机的发展及原理电机定子直接接在电网上，转子需要一套独立的交流励磁电源（Sf）馈电，一般称它为双馈电机。我公司V52风力发电机组的励磁电源来源于电网工频电源，首先将工频交流变成直流（AC/DC），然后再将直流变成所需的交流励磁电源（DC/AC）。双馈电机双馈电机示意图双馈电机与单馈电机性能的比较单馈电机双馈电机转差功率（Ps）从电机转子侧向外流出（Ps＞0）转差功率的流向为±Ps（即：转子可向网上送、受电）电机的转速（n）都低于同步转速（n1）电机的转速（n）可高于或低于同步转速（n1）在定子绕组相序确定后，转子绕组三相电流相序不能改变独立交流励磁电源Sf可强制性向电机输入Ps，且三相励磁电流相序可以改变电机转子绕组三相电流是感生的转子绕组三相电流由转子感应电势E2与Ef附加电势共同产生，Sf电源可强制性向电机输入PS优点：结构简单可靠，造价低缺点：经济性能稍差，不能调速优点：经济性好，调速性能好缺点：结构复杂，造价高，故障率高为使电机获得由低同步～超同步的无级调速性能和有功与无功独立调节的运行特性，从上所述可知，作为“双馈”调速转子励磁电源的基本条件是：功率可逆流转（转子可以吸收功率，也可以发送功率），且输出电压及其电流的幅值、频率、相位、相序均可调节。从理论上讲，励磁电源可分为二相，三相或多相，我公司V52-850KWLT采用三相电源励磁（达里风电场、红松风电场，使用的是鼠笼式发电机，转子无励磁装置）。双馈电机的特性V52-850KW风机励磁（VCS变频器）主要元件自动变压器690V↘480V过电压保护EMC滤波器变频处理器逆变器功率模块功率模块直流连线800VDC充电达90％高频滤波电感滤波直流工作电源接触器开关V52-850KW风力发电机组的总体控制结构控制功能分为三部分：主控制器；变桨调节器；功率控制器。主控制器实现总体的控制功能，而变桨和功率控制器是次级单元。主控制器给出变浆角（参考变浆）和产生的功率（参考功率）的参考值。变浆控制器的任务就是把变浆角调整到参考值，同时保证足够的快速的动力。在电气端，功率控制器根据参考功率调整输送到电网的功率。ElectricalConverterPitchRegulatorPowerControllerMainControllerPitchreferencePowerreferencePitchangleEl.powerGearboxGeneratorGrid变速箱发电机叶片电网变桨控制器功率控制器主控制器电气端控制器外部功率V52-850KW风机总体控制结构示意图主控制器当风速低于额定风速（15米/秒）时，逻辑开关会使部分负荷控制器动作，确保风机处于最佳状态。如果风速高于额定风速，逻辑开关将使满负荷控制器动作，将功率限制在额定功率内。NoiserequirementsNoiserequirementsWindspeedPartialLoadControllerFullLoadControllerSwitchLogicrpmsetpointOpt.pitchsetpointPowerdemandPowerreferencePitchreferenceenableenableOptiSpeedOptiTipThrustLimitermaxThrustlimit风速信号推力信号推力限制器最佳桨矩控制器最佳转速控制器噪声信号满负荷控制器部分负荷控制器逻辑开关环境功率要求噪声信号大值选择器功率参考值变桨参考值部分负荷控制A、低速范围内运行（Von＜V＜=V1)转速被限制在最低可能值，通过最大滑差来定义（发电机低于同步转速）。B、最佳效率运行（V1＜V＜=V2)在风速范围内运行，OptiSpeedTM（最佳转速）系统通过风轮的最大空气动力效率成比例地控制风轮转速，使叶片变桨角度保持常数恒定。C、额定转速运行（V2＜＝V＜=Vrtd)如果风速大于V2，风机在额定转速下正常运行，可是由于受振荡的影响，转速也将在固定的工作点附近波动。rpmmin,L900rpmPrtdvon3米v14.8米v28.7米vrtd15米voff25米windspeedrpmrtdG1功率额定功率850KW发电机转速1620rpm叶片角度[deg]020部分负荷全部负荷vonv1v2vrtdvoffvonv1v2vrtdvoff风速风速0rpmmin,D1200rpmPmax,lG2最大功率425KW当功率达到满负荷时，逻辑开关自动激活满负荷控制器，发电机转速由变桨角控制，此时如果风速下降，就会引起变桨角减少，使其接近最佳变桨角值，满负荷控制器将失效，部分负荷控制器开始起作用。满负荷控制NoiserequirementsNoiserequirementsWindspeedPartialLoadControllerFullLoadControllerSwitchLogicrpmsetpointOpt.pitchsetpointPowerdemandPowerreferencePitchreferenceenableenableOptiSpeedOptiTipThrustLimitermaxThrustlimit当风速在15～25米/秒时，机组满负荷运行，风机正常输出功率等于要求功率。在波动的影响下，控制系统偶尔会变成部分负荷（尽管此时风速已高于15米/秒）。风速信号噪声信号最佳转速控制器功率要求部分负荷控制器功率参考值噪声信号逻辑开关变桨参考值大值选择器推力限制器最佳桨矩控制器推力信号环境外部功率控制及推力限制通过Vestas远程控制板（VRP）或者通过调节内部控