风电机组控制与优化运行分解ppt课件

1、风电机组控制与优化运行 长沙理工大学能源与动力工程学院,第1章绪论 风力发电机组的控制目标、 任务及要求 风力发电机组控制系统的主 要内容和基本组成 风力发电机组控制技术发展 趋势,11风力发电机组的控制目标、任务及要求 风力发电机组控制系统是机组正常运行的核 心,其控制技术是风力发电机组的关键技术之一, 与风力发电机组的其他部分关系密切,其精确的 控制、完善的功能将直接影响机组的安全与效率 风力发电机组的控制系统是综合性控制系统 它不仅要监视电网、风况和机组的运行参数,在各 种正常或故障情况下脱网停机,以确保运行的安全 性和可靠性;还要根据风速与风向的变化,对机组 进行优化控制,以保证机组稳

2、定、高效地运行,风力发电机组的控制目标 由于风力发电的特点,风力发电机组是一个 复杂、多变量、非线性系统,且有不确定性和多 干扰等特点。 风力发电系统的控制目标分为三个层次: 保证风力发电机组的安全可靠运行 获取最大能量 提供高质量的电能,风力发电机组的控制任务及要求 在运行的风速范围内,确保系统的稳定; 冫低风速时,跟踪最佳叶尖速比,获取最大风能; 高风速时,限制风能的捕获,保持风力发电机组 的输出功率为额定值; 减小阵风引起的转矩波动峰值,减小风轮的机械 应力和输出功率的波动,避免共振 减小功率传动链的暂态响应; 控制器简单,控制代价小,对一些输入信号进行 限幅: 确保机组输出电压和频率的

3、稳定,12风力发电机组控制系统的主要内容 和基本组成 控制系统贯穿到风力发电系统的每个部 分,相当于神经系统。因此控制系统的好坏直 接关系到风力发电机组的工作状态、发电量多 少以及设备的安全。对于不同类型的风力发电 机组,控制单元有所不同(尤其是转速和功率 控制系统),这主要是因为发电机的结构或类 型不同而使得控制方法和手段也不相同,从而 形成多种结构和控制方案,风力发电机组控制系统的主要内容 风力发电机组的转速和功率控制 冫风力发电杋组的偏航控制和解缆控制 风力发电机组并网控制 风力发电机组全自动启动/停机控制 风力发电机组运行状态监测 冫补偿电容投切控制 风力发电机组故障诊断 液压与制动系

4、统 远程通信,风力发电机组控制系统的基本组成 风力发电机组控制系统由传感器、执行 机构和软/硬件处理器系统组成 传动 系统 装置 发电机换流器开关 各传感器 各执行机构 电容 软硬件处理器系统 风力发电机组控制系统,风力发电机组控制系统的基本组成 (一)传感器 传感器负责采集反映风力发电系统工作状态的各个模 拟量、数字量等工作参数信息。一般包括如下装置 风速仪、风向标 转速传感器 电量采集传感器 桨距角位置传感器 各种限位开关 振动传感器 温度和油位传感器 液压系统压力传感器 操作开关、按钮等,风力发电机组控制系统的基本组成 (二)执行机构 执行机构是控制系统的执行部件。一般包括液压驱 动装置或电动变桨距执行机构、发电机转矩控制器、发 电机接触器、刹车装置、偏航电机等。(祥见教材第7章) (三)软硬件处理器系统 处理器系统负责处理传感器的输入信号,并发出输出 信号控制执行机构的动作。 处理器系统通常由计算机或微型控制器