控制设备 风电控制系统知识介绍

1、保定科诺伟业控制设备有限公司保定科诺伟业控制设备有限公司 内容简介 u风力发电控制系统介绍 u科诺kn-wtcs系列产品 2021-5-9 风力发电控制系统介绍 u风电机组类型-并网型 失速型（恒速恒频） 单速型 双速型 变速恒频 双馈式 直驱式 混合式 2021-5-9 风力发电控制系统介绍 u失速型（恒速恒频）机组结构 2021-5-9 风力发电控制系统介绍 u失速型（恒速恒频）机组特点 风力发电机组的转速不随风速的波动而变化，始终维持恒转速运转，从而输 出恒定额定频率的交流电。 系统目前普遍采用，简单可靠，但是对风能的利用不充分，因为风力机只有 在一定的叶尖速比的数值下才能达到最高的风能

2、利用率。 2021-5-9 风力发电控制系统介绍 u 变速恒频机组结构 2021-5-9 风力发电控制系统介绍 u变速恒频机组特点 风力发电机组的转速随风速的波动作变速运行，但仍输出恒定频率的交 流电。 此方式提高了风能的利用率，增加了系统的柔动性，但将导致必须增加 实现恒频输出的电力电子设备，增加系统复杂性。 直驱式 双馈式 2021-5-9 风力发电控制系统介绍 u变速恒频机组特点 双馈式的特点 2021-5-9 风力发电控制系统介绍 u变速恒频机组特点 直驱式的特点 2021-5-9 风力发电控制系统介绍 u恒速运行与变速运行 2021-5-9 风力发电控制系统介绍 u风电机组的基本运行

3、过程（一） 2021-5-9 风力发电控制系统介绍 u风电机组的基本运行过程（二） 2021-5-9 风力发电控制系统介绍 u控制系统的基本组成 2021-5-9 风力发电控制系统介绍 u控制系统的功能结构 并网装置并网装置并网控制并网控制 2021-5-9 风力发电控制系统介绍 u风电机组关键部件 叶轮及叶片 叶轮一般由2-3个叶片及轮毂组成，其功能是将风能转换为机械能，大 型风力机的叶片多采用玻璃纤维或高强度复合材料制成。叶片要安装在 轮毂上。 轮毂的作用是链接叶片和传动系统，要求能承受较大的、复杂的载荷。 2021-5-9 风力发电控制系统介绍 u风电机组关键部件 齿轮箱 将风机叶片捕获

4、的机械能传递到发电机，使转速发生变化。 2021-5-9 风力发电控制系统介绍 u风电机组关键部件 发电机 将传动系统输出的机械能转化成电能的装置。 直驱式永磁发电机双馈式异步发电机 2021-5-9 风力发电控制系统介绍 u风电机组关键部件 塔架 支撑风力机的重量，同时承受风压以及风力机运行的动载荷，对其强度，刚 度要求严格。 2021-5-9 科诺kn-wtcs系列产品 风力发电机组控制系统是整个风力发电机组安全可靠运行的核心， 其控制技术是风电机组的关键技术之一。控制系统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。风力发

5、电机组控制系统的整体配置如图 所示，其中控制柜是机组可靠运行的核心，主要完成数据采集及输入、 输出信号处理；逻辑功能判定；对外围执行机构发出控制指令；与变桨 系统、变流器以及中央监控系统通讯，交换信息。 控制系统主要实现正常运行控制、参数监测及监控以及安全保护及 处理等三大功能。 正常的运行控制包括机组启动/关机控制、并网控制、加热与冷却控 制、变速控制、恒功率运行控制；偏航控制以及解缆控制等。 2021-5-9 科诺kn-wtcs系列产品 风力发电机组控制系统整体配置图 2021-5-9 科诺kn-wtcs系列产品 u产品分类 型号说明：kn科诺伟业公司，wtcs风力发电机组控制系统，150

6、0额定功率为 1500kw，df双馈发电机组 2021-5-9 科诺kn-wtcs系列产品 u功能特点 适合多种机型(双馈、直驱、半直驱) 模块化，结构紧凑，可靠性好，可灵活扩展 操作界面友好，运行参数可以灵活设置 变速运行控制实现最大风能捕获 变速变桨距协调控制，实现风电机组柔性控制 完备的通信接口设计(mpi, profibus, profinet, ethernet) 完善的状态监控和冗余设计，有效保护机组安全 远程控制功能 完善的维护检修设计更加适合中国风电场 2021-5-9 科诺kn-wtcs系列产品 u技术指标 型号型号 技术参数技术参数 kn-wtcs-v850-df kn-w

7、tcs-v850-dd kn-wtcs-v1000-df kn-wtcs-v1000-dd kn-wtcs-v1500-df kn-wtcs-v1500-dd kn-wtcs-v2000-df kn-wtcs-v2000-dd 适配机组功率（kw） 850100015002000 额定电压(v)69010% 电网频率 (hz)502% 中心控制器西门子s7-300可编程逻辑控制器 控制方式调节优化控制 远程控制接口 人机界面 hmi带键盘触摸液晶显视屏，中文界面 低温防护措施温控器+加热器 防雷保护主动能量控制技术 三级保护 冷却方式风冷 防护等级ip54 绝缘隔离有 工作温度（）-20+50

8、（常温型） -30+50（低温型） 海拔高度（m）1000（1000米以上降低容量使用) 2021-5-9 科诺kn-wtcs系列产品 u电气与环境使用条件 电网条件：电压，690v10%；频率，50hz2% 适用电机：三相异步电机 冷却方式：柜内风扇冷却 环境条件：1）环境温度在-20 +40之间； 2) 相对湿度不超过 95%，无凝露； 3）无易燃、易爆、腐蚀性气体，无导电性尘埃； 4）室内安装，通风良好； 5）振动0.5g； 6）海拔2000m 时，应相应降低容量使用。 2021-5-9 科诺kn-wtcs系列产品 u控制系统的主要功能分为9个方面 机组正常运行控制机组正常运行控制并网控

9、制、最大风能捕获控制、有功/无功解藕控制、 变速控制、变桨距控制、偏航对风控制、自动解缆控制、刹车控制、温度控 制、液压控制等） 机组运行状态监测与显示机组运行状态监测与显示 机组运行统计机组运行统计 机组故障监测与处理机组故障监测与处理 机组的安全保护机组的安全保护 远程通信远程通信 维护功能维护功能 机组运行参数设置机组运行参数设置 人机接口人机接口 2021-5-9 科诺kn-wtcs系列产品 u机组运行状态监测与显示 电网参数：电网参数：电网的电压、频率 环境参数：环境参数：风速，风向，环境温度 发电机：发电机：三相电流，有功功率，无功功率，功率因数，发电机转速，发电 机绕组温度，发电

10、机前/后轴承温度 叶轮：叶轮：叶轮转速，叶轮过速 液压系统：液压系统：液压泵工作状态，液压油位，液压系统压力 偏航系统：偏航系统：偏航电机工作状态，左/右偏航角度，偏航闸状态（刹车/释放） 齿轮箱：齿轮箱：齿轮油位，齿轮油压力，齿轮油过滤，齿轮油温度，齿轮油轴承 温度 制动系统：制动系统：高速闸状态（刹车/释放）、闸磨损 机舱：机舱：机舱温度 2021-5-9 科诺kn-wtcs系列产品 u 菜单总体结构 2021-5-9 科诺kn-wtcs系列产品 u执行标准 本产品符合 gb/t 14048.12000 低压开关和控制设备总则 gb/t 195682004 风力发电机组装配和安装 gb 5

11、017192 电气装置安装工程盘、柜二次回路接线施工及验收规范 gb 72511997 低压成套开关设备和控制设备 gb/t 4728.7.2000 电气简图用图形符号 第 7 部分：开关、控制和保护器件 gb 6995.31986 电线电缆识别标志第 3 部分电线电缆识别标志 gb/t 19069-2003 风力发电机组控制器 技术条件 gb/t 19070-2003 风力发电机组控制器 试验条件 dl 400-1991 继电保护和安全自动装置技术规程 2021-5-9 科诺kn-wtcs系列产品 u检测能力 为促进公司在变速恒频风电机组控制系统方面关键技术的研制，掌握自主核心技术与 创新，

12、缩短与世界先进技术的差距，同时加快公司风电机组控制系统系列产品的批量化生 产，促进公司技术进步和产品升级，保障公司产品质量，公司建立了完善的风电机组控制 系统生产流程与检测平台。 2021-5-9 科诺kn-wtcs系列产品 u检测能力 失速型、变速恒频风电机组控制系统检测平台 本平台由配电系统，数字信号输入、输出系统，模拟信号输入系统，风电机组 用传感器等组成。能够模拟失速型风电机组控制系统实际工作情况，将失速型、变 速恒频风电机组需要检测各信号量进行模拟输入，将控制系统执行动作进行输出。 本平台用于风电机组控制系统测试与出厂检验，可验证控制系统功能完整性、逻辑 正确性与产品可靠性。 2021-5-9 科诺kn-wtcs系列产品 u检测能力 大型高低温