双馈风力发电机组控制系统

华创双馈风力发电机组控制策略2014年10月课件声明本培训课件仅用于华创风力发电机组基础培训使用，培训课件中所涉及到的具体参数，不作为机组的真实数据标准使用，仅作为指导性参考文件使用。机组所使用的参数以调试完成后，确定的具体参数为准。概述•安全链分系统•偏航分系统•刹车分系统•液压分系统•齿轮箱分系统•转子分系统•发电机分系统•发电转距控制分系统•变频器分系统•变桨分系统•变桨角度控制分系统•风向检测分系统•风速检测分系统•机舱分系统•环境温度检测分系统•飞行警示灯分系统•防雷分系统•UPS发电机组控制策略风机控制系统通过控制对象来实现对于硬件的控制控制硬件概念•在硬件方面其必须能够承受－40°C以下的低温；能够保证失效安全；还要保证可以抵御雷击的能力。•有适当的加热装置，当系统长时间停电情况下，在电力恢复后能够使控制柜内温度恢复到0°C以上。•风机生存温度：-42°C~+50°C；•风机运行温度：-30°C~+40°C。发电机组控制策略硬件参数选择•在机舱温度高时要考虑温度冷却控制，保证机舱有良好的通风；控制柜内有良好的通风，使系统能够正常的散热。•所有设备都必须满足环境温度变化的要求，有足够的加热及通风设备发电机组控制策略硬件参数选择各部件加热及通风指标发电机组控制策略硬件参数选择温度检测元件温度检测采用PT100，采集温度信号，通过模数转换输入控制器。在电池柜及变桨柜及变频器柜中有设置温度控制开关，由温度控制开关控制柜内温度加热及通风冷却。发电机组控制策略硬件参数选择风向检测系统选用2个相同型号的风向检测仪互为备份。发电机组控制策略硬件参数选择风速检测系统选用2个相同型号的风速检测仪互为备份。发电机组控制策略硬件参数选择高速计数速度检测高速计数速度检测用来检测低速轴即转子转速、高速轴转速及发电机转速。转速检测采用电感式接近开关。由控制器高速计数端采集频率变化。发电机组控制策略硬件参数选择高速计数速度检测速度检测开关输出串入安全链回路中发电机组控制策略硬件参数选择在变速箱底部及液压站油箱内设置液位开关，当油位达到低限位时，开关动作，控制系统感知液位低，报警/停机发电机组控制策略硬件参数选择压力检测主要检测变速箱润滑油压力信号及液压站压力信号，压力检测分两种：开关量检测连续量检测发电机组控制策略硬件参数选择偏航位置检测采用2个电感式接近开关进行检测格雷码。控制器对格雷码解码计算偏航角度及偏航方向发电机组控制策略硬件参数选择刹车片磨损及动作检测高速刹车安装刹车片磨损开关，开关采用机械式防误动检测开关反馈刹车片动作状态发电机组控制策略硬件参数选择偏航扭缆扭缆开关检测机舱因对风与原始安装旋转的角度当角度大于设定值（如720°）时切断电机此方向旋转控制线路，同时在这种情况下要手动解缆。为保证定位精度，在通过机械中点时触点变化（NO-NC)，使系统可以自动校正角度。发电机组控制策略硬件参数选择发电机组控制策略硬件参数选择电力测量单元•在塔底柜中有电源测量装置。测量电网电压及电流。•电压测量采用变压器将690V降至低压电，输入控制器电量测量模块；•电流测量采用电流互感器转换后输入控制器电量测量模块；•电流互感器及电压变压装置需要校准并达到1％精度要求发电机组控制策略硬件参数选择控制回路主要控制•电动机•电磁阀•电加热装置等发电机组控制策略硬件参数选择发电机并网开关及保护•发电机定子并网开关主要技术参数发电机组控制策略硬件参数选择发电机并网开关及保护•发电机定子保护开关采用3段电子式保护开关发电机组控制策略硬件参数选择变流器保护•变流器保护采用变频器厂家推荐的快速熔断保险丝，主要技术参数如下发电机组控制策略硬件参数选择机舱控制柜塔底供电•对机舱控制柜供电采用保险丝及开关两级保护，保险丝为短路保护而开关为过载保护。•短路保护保险丝参数：发电机组控制策略硬件参数选择机舱控制柜塔底供电•过载保护开关参数：发电机组控制策略硬件参数选择电动机开关及保护•电动机保护采用热磁断路器保护。需要符合IEC/EN60947-2标准的要求，选择参数如下：发电机组控制策略硬件参数选择电动机开关及保护•电动机接触器选择具有防尘功能即IP防护等级在40以上的产品。具体参数如下：发电机组控制策略硬件参数选择防雷保护•IEC61024-1防雷电保护结构及其基本原理•IEC61400-24风力发电机系统•IEC61024-1-1和IEC61024-1-2防雷电保护结构的基本原理、保护等级的选择、雷电保护设计和安装•GB50057-1994(2000年版)建筑物防雷设计规范•中国船级社《风力发电机组设计规范》中防雷系统设计规范内容发电机组控制策略硬件参数选择防雷保护•按照IEC62305-4，防雷分区如下：•每台机组配有独立的接地系统，接地电阻最小值不低于4Ω发电机组控制策略硬件参数选择发电机组控制策略BSZ0BSZ1BSZ2BSZ1BSZ2BSZ1BSZ0控制软件说明运行信息显示•系统状态：显示当前系统工作状态；正常、警告、停止•运行状态：当前设备运行状态；•状态时间累计值：通过上升/下降计数的形式显示状态时间值。当时间值为零时，状态发生切换。发电机组控制策略控制软件说明运行信息显示•偏航状态：停止中、停止、启动顺时针偏航、顺时针偏航、动逆时针偏航、逆时针偏航•风速：显示选择的风速仪测量值；•30s风向平均值：显示选择的风向仪的30s平均值；•发电机转速：显示选择的发电机转速；发电机组控制策略控制软件说明运行信息显示•变桨速度值：显示3个桨叶的平均变桨速度；•转矩给定值：显示当前转矩给定值•功率：显示电网端功率值•偏航程序：显示当前偏航程序发电机组控制策略控制软件说明运行状态•主控系统通过状态控制对风力发电机的运行状态进行控制。•风力发电机的运行状态包括系统刹车、启动、自检、空转、并网及发电等。发电机组控制策略控制软件说明运行状态•主控系统有4种预定义的刹车程序刹车程序50：正常刹车刹车程序99：电网故障刹车程序199：紧急停止/安全链动作刹车程序200：电网故障+紧急停止/安全链故障发电机组控制策略控制软件说明运行状态若有多个刹车程序存在时，按下列原则选择刹车程序：•具有高刹车号的故障码有高优先级•在刹车过程中刹车号只能升高不能降低•在刹车过程中若出现复位，刹车程序在没有完成之前不停止刹车。发电机组控制策略控制软件说明运行状态当系统处于刹车控制状态下时，可以由下列方式进行复位：若故障码是设置为自动复位方式时，刹车程序自动复位。用户通过操作界面进行复位通过远程操作界面复位发电机组控制策略控制软件说明变桨限制表在设置变桨限制表参数可以提高风机的安全性发电机组控制策略控制软件说明变桨速度限制表在设置参数时用户还必须对变桨速度参数表进行设置发电机组控制策略控制软件说明运行状态发电机组控制策略控制软件说明启动状态当风机脱离任何一个刹车状态或服务状态时，可以进入启动状态。启动状态必须符合下列条件：没有故障码存在（刹车程序号50);桨叶在停机位置*Stoppedpos.xx.x°；没有设置服务开关并且远程维护开关是关闭的。（*RemoteService:x=0)；发电机组控制策略控制软件说明发电机组控制策略控制软件说明发电机组控制策略维护在脱离4个刹车状态的任何一个状态都可以进入服务状态。进入服务状态条件：•没有故障码存在（刹车程序号50);•桨叶在停机位置*Stoppedpos.xx.x°；•设置服务开关或远程维护开关是关闭的。（*RemoteService:x=1)；控制软件说明•在维护状态下，风机可以进行手动操作发电机组控制策略控制软件说明•对风发电机组控制策略控制软件说明自检•从对风状态可以进入自检状态，自检状态有6个分状态。发电机组控制策略控制软件说明自检运行判断•在进入自检前要先检查是否需要运行自检查发电机组控制策略控制软件说明•检测1－MDS电池检测1（电压）发电机组控制策略控制软件说明•检测2－MDS电池检测2（电池驱动变桨）发电机组控制策略控制软件说明•检测3－变桨速度检测发电机组控制策略控制软件说明•自检检测4检验变桨定位精度是否在规定的范围内：发电机组控制策略控制软件说明•检测5－刹车检测发电机组控制策略控制软件说明•跳过自检发电机组控制策略控制软件说明•初始化空转发电机组控制策略控制软件说明•并网转速空转发电机组控制策略控制软件说明•并网发电机组控制策略控制软件说明•发电运行发电机组控制策略控制软件说明•不脱网空转发电机组控制策略控制软件说明•转距表变换发电机组控制策略控制软件说明•变桨维护试验发电机组控制策略控制软件说明•电池测试发电机组控制策略控制软件说明•偏航发电机组控制策略控制软件说明•自动对风状态图发电机组控制策略控制软件说明•自动解缆状态图当风机运行与自动模式下，若下列条件满足，故障码715触发。并进行自动解缆：•电缆扭缆角度大于参数*Rewindlowpowerxxxx°并且发电功率低于10%*Ratedpowerxxx.xkW,故障码250没有激活；•电缆扭缆角度大于参数*Rewindxxxx°。发电机组控制策略控制软件说明•自动解缆步序发电机组控制策略控制软件说明•手动偏航状态图发电机组控制策略控制软件说明•偏航程序发电机组控制策略控制软件说明•刹车程序发电机组控制策略控制软件说明刹车程序50在刹车程序50激活时，刹车程序按如下步骤执行•保持安全链闭合•高速轴刹车保持释放•对变桨系统采用下列动作•在0kW情况下发电机拖网。发电机组控制策略控制软件说明刹车程序99•在刹车程序99激活时，刹车程序按如下步骤执行•保持安全链闭合•高速轴刹车保持释放•对变桨系统采用下列动作•发电机立即脱网。发电机组控制策略控制软件说明刹车程序199•安全链断开•高速轴刹车在转速低于*(G)Brakeclosehightorquexxxxrpm转速时刹车•对变桨系统采用下列动作•发电机在0kW时脱网发电机组控制策略控制软件说明刹车程序200•安全链断开•高速轴刹车在转速低于*(G)Brakeclosehightorquexxxxrpm转速时刹车•对变桨系统采用下列动作•发电机立即脱网发电机组控制策略控制软件说明液压泵连锁当有下列情况出现时，液压泵禁止启动：•UPS电源电池电压低(StatusCode41)•液压站油位低(StatusCode1201)；•在参数*(H)(P)timemax.xxx.xs时间内没有建立起足够的压力(StatusCode1213)•泵保护开关跳闸•电网重复故障发电机组控制策略控制软件说明液压泵连锁当有下列情况出现时，液压泵禁止启动：•电网1相或多相电压低于50%额定值•电网相角超差•电压高并超过延时*Max.voltxxx.xs•电压低并超过延时*Minvoltxxx.xs•频率超上限•频率超下限发电机组控制策略控制软件说明齿轮箱除出现下列条件，油泵总是运转的。•电网重复故障•电网1相或多相电压低于50%额定值•电网相角超差•电压高并超过延时*Max.voltxxx.xs•电压低并超过延时*Minvoltxxx.xs•频率超上限/下限•安全链断开发电机组控制策略控制软件说明齿轮箱齿轮箱有3个PT100进行温度检测：•齿轮油温•高速端轴承温度•低速端轴承温度发电机组控制策略控制软件说明齿轮箱在下列情况下，齿轮油冷却风扇连锁：•电网重复故障•电网1相或多相电压低于50%额定值•电网相角超差•电压高并超过延时*Max.voltxxx.xs•电压低并超过延时*Minvoltxxx.xs•频率超上限•频率超下限•安全链断开发电机组控制策略控制软件说明齿轮箱出现下列情况将连锁齿轮箱加热器：•电网重复故障•电网1相或多相电压低于50%额定值•电网相角超差•电压高并超过延时*Max.voltxxx.xs•电压低并超过延时*Minvoltxxx.xs•频率超上限/下限•安全链断开发电机组控制策略控制软件说明低速轴转子•低速轴转子速度测量由安装在轴承侧的接近开关检测•此信号还连接到WP